Arnhems bedrijf komt met spotgoedkope batterij voor grootschalige en langdurige opslag

Arnhems bedrijf komt met spotgoedkope batterij voor grootschalige en langdurige opslag

Het Arnhemse Elestor heeft een waterstof-broom batterij ontwikkeld die langdurig grote hoeveelheden duurzame elektriciteit kan opslaan. Ook is de batterij in potentie spotgoedkoop. Oliereus Equinor en tankopslagbedrijf Vopak investeerden al 30 miljoen en ook Ørsted heeft interesse.

Duurzame energie is schoon, maar niet altijd voorhanden. Als het hard waait en de zon schijnt hebben we nu al vaak te veel, met lage of zelfs negatieve stroomprijzen tot gevolg. En als het bewolkt is en windstil hebben we te weinig en moeten fossiele centrales het gat vullen. Deze pieken en dalen in energie-aanbod worden steeds extremer en langduriger naarmate we meer zonne- en windparken bijbouwen en fossiele energie afbouwen. We zitten pas in 2022, dus de effecten zijn nog maar heel beperkt. Maar de gevolgen worden de komende jaren nog vele malen groter.

De pieken en dalen in energie-aanbod worden steeds extremer en langduriger naarmate we meer zonne- en windparken bijbouwen en fossiele energie afbouwen | Credit: Energy Brainpool GmbH & Co . KG

In die volatiliteit van het aanbod zit het verdienmodel voor batterijen verstopt: Je laadt de batterij als de elektriciteit heel goedkoop is, en voegt de opgeslagen elektriciteit toe aan het net als de prijs veel hoger is. Als de kosten voor de opslag laag zijn is daar goed aan te verdienen.

Elektriciteit voor lange tijd opslaan – tegen lage kosten – wordt dus steeds belangrijker. Wereldwijd wordt naarstig gezocht naar dit soort oplossingen. Maar veel technieken zijn te duur voor dit specifieke doel of nog niet op commerciële schaal beschikbaar.

Daar kan binnenkort verandering in komen. Want het Arnhemse Elestor komt met een nieuw type batterij die werkt op broom en waterstof. Recent haalde het bedrijf 30 miljoen euro op van grote investeerders waaronder de Noorse energiereus Equinor, tankopslagbedrijf Vopak en het investeringsfonds Invest NL.

Spotgoedkoop

Het bijzondere van de batterij is dat hij in potentie spotgoedkoop is. Omdat hij op waterstof en broom werkt maakt hij geen gebruik van het kostbare lithium. “Lithium wordt steeds schaarser en dus duurder”, zegt Guido Dalessi CEO van Elestor. “Als je naar hele lage opslagkosten per kilowattuur wilt komen dan moet je beginnen met materialen die goedkoop zijn.”

Bovendien worden veel gebruikte materialen in bestaande batterijen maar in een beperkt aantal landen gewonnen, wat geopolitieke risico’s met zich meebrengt. “Die landen kunnen onderling kunstmatig schaarste creëren. Als we niet oppassen krijgen we na de OPEC straks een LIPEC.”

Daar heeft de batterij van Elestor geen last van want broom is overal ter wereld te vinden. Het wordt onder andere gewonnen als bijproduct bij zoutwinning uit zeewater. “Er is zo’n 100 miljard kiloton broom op aarde. In 2050 hebben we zo’n 500 terrawattuur aan batterijopslag nodig. Als we dat allemaal met onze batterijen zouden doen, gebruiken we maar 1 duizendste procent van de wereldvoorraad”, zegt Dalessi.

Batterij op waterstofpijpleiding

De materialen waarop de techniek draait zijn niet alleen goedkoper. Ook maken ze nieuwe toepassingen mogelijk. De batterij van Elestor bestaat uit twee grote tanks waarin aan de ene kant waterstof en aan de andere kant broom zit. Daartussen zit een membraam-stack waar de chemische reactie plaatsvindt. Het systeem is eigenlijk een elektrolyser en een brandstofcel in één apparaat. “De batterij produceert waterstof tijdens het laden en dat vangen we in de ene tank op. Tijdens het ontladen gebruikt de batterij die waterstof weer om elektriciteit te maken”, zegt Dalessi.

De waterstof wordt nu nog opgeslagen in grote tanks. Vorig jaar tekende Elestor een contract met Vopak voor de bouw van een grote batterij in de haven van Vlissingen. Maar in plaats van aan een tank kan Elestor de batterij ook aan een waterstofpijplijn koppelen. “Daar stoppen we dan extra waterstof in op het moment dat de batterij oplaadt en halen we diezelfde hoeveelheid waterstof uit wanneer hij ontlaadt. Dat is uniek in de wereld, dat kan geen enkele batterij”, zegt Dalessi.

Daarmee kan het bedrijf een mooie rol spelen in de waterstofeconomie. “Dit zijn geen wilde ideeën”, zegt Dalessi. “We hebben dit helemaal geanalyseerd samen met het grootste energiebedrijf van Oostenrijk. Daaruit blijkt dat dit de kosten van waterstofproductie met tenminste 30 procent kan verlagen.”

Lange levensduur

De batterij heeft dus meerdere mogelijkheden. Daarnaast heeft de batterij een lange levensduur: maar liefst vijftien tot twintig jaar. In die tijd kan hij 24 uur per dag en zeven dagen in de week opladen en ontladen. Daarbij kan de volledige capaciteit gebruikt worden, terwijl dat bij zijn lithium broertjes in een verkorte levensduur zou resulteren.

Hoewel de vergelijking voor de hand ligt is de lithium batterij niet per se een concurrent van de ‘flow batterij’, benadrukt Dalessi. “Lithium is de perfecte oplossing voor alles wat draagbaar en mobiel is, maar niet economisch voor langdurige en grootschalige opslag. Dat gebeurt nu alleen nog omdat Lithium meteen beschikbaar is, niet omdat het de juiste technologie is.” De batterij van Elestor is juist wel heel geschikt om economisch langere periodes van vijf uur tot een week te overbruggen.

Grote hoeveelheden energie

De waterstof-broom batterij is het meest geschikt voor het opslaan van grote hoeveelheden duurzame energie. Dat kan in havens, waar de elektriciteit van windparken op zee aan land komt. Maar ook bij een zonne- of windpark op land. Het systeem werkt steeds op dezelfde manier: op momenten dat er veel aanbod is en de prijs dus laag is, laadt de batterij op. Op momenten dat er een tekort is en de prijs stijgt, kan hij stroom terug leveren. Hoe extremer en langduriger de verschillen in stroomaanbod, hoe lucratiever dit zal zijn. Dan maakt het voor het verdienmodel veel uit wat de opslag zelf gekost heeft, maar daar zit Elestor juist aan de goede kant.

Aan interesse voor de batterij is dan ook geen gebrek. Zonne- en windparkontwikkelaars zitten te springen om opslagmogelijkheden. Zo heeft Elestor al een samenwerking met het Deense energiebedrijf Ørsted.

Maar eerst moeten de productiekosten van de batterij nog naar beneden, want die is nu nog veel te hoog: zo’n 50 procent duurder dan lithium. Maar dat zal snel veranderen, voorspelt Dalessi. “Uiteindelijk zal hij een kwart van de prijs van lithium zijn.”

Pilotfabriek

De kapitaalinjectie van 30 miljoen zal daarbij helpen. Die is bedoeld om de complexiteit van de batterij te verlagen en de kosten verder te reduceren door seriematig te gaan produceren. Volgend jaar start Elestor met de bouw van een pilotfabriek in Arnhem. Daarnaast werkt het bedrijf alweer aan de volgende generatie samen met het Fraunhofer-Gesellschaft en oliebedrijf Shell. “Want je moet nooit denken dat je er al bent.”

Energieopslag is noodzakelijk voor de energietransitie maar nog steeds lastig te financieren. Kijk hier de webinar van InvestNL terug over hoe het wèl kan.