De marathonbatterij van Elestor kan gascentrales overbodig maken

De waterstof-bromide-batterij van Elestor bestaat uit twee chemische tanks en een container vol technologie. Ze kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om windenergie te bewaren.

Het Arnhemse bedrijf Elestor gaat dit jaar een fabriek bouwen voor grote batterijen die de stroom uit windmolens en zonneweides kunnen opslaan. ‘Wij gaan gascentrales overbodig maken.’

Door Hans Nauta 12 januari 2023, 01:00

Soms waait het zo hard dat er niet genoeg vraag is naar alle stroom die windmolens produceren. Hoe kun je die overtollige schone energie opslaan voor dagen waarop er juist te weinig wind is? En hoe bewaar je zonne-energie voor de nacht of voor een grijze dag?

Het Arnhemse bedrijf Elestor zegt een oplossing te hebben voor zulke energieproblemen. Ze maken zogenoemde flowbatterijen. Kortweg bestaan die uit twee opslagtanks met goedkope chemische stoffen en een container met technologie. “Op termijn kan onze batterij fossiele energiecentrales overbodig maken”, zegt operationeel directeur Hylke van Bennekom.“

Nu zijn we op bewolkte, windstille dagen nog afhankelijk van gascentrales voor elektriciteit. Dat verandert als het lukt om met batterijen vier tot zes dagen te overbruggen, op een wijze die economisch rendabel is. Met zo’n 100 tot 150 uur aan opslagcapaciteit kun je met zon en wind net zo betrouwbaar stroom leveren als met het fossiele systeem.” Elestor rekende dat uit samen met een projectontwikkelaar van windparken op zee.

Twaalf nationaliteiten

Van Bennekom wijst de weg door het voormalige gebouw van chemieconcern BASF op industriepark Kleefse Waard in Arnhem. Daar zitten allerlei bedrijven die zich bezighouden met nieuwe energie en waterstof. Bij Elestor werkt een team van vijfendertig personen met twaalf verschillende nationaliteiten aan de batterij.

Beneden bevinden zich het onderzoekslaboratorium en de productieplaats. Er draaien proefinstallaties en werknemers in witte jassen kunnen de prestaties aflezen op computerschermen.

Boven, op kantoor, werkt Van Bennekom aan het plan om dit jaar een nieuwe fabriek met een onderzoekscentrum te openen. Daarvoor kan Elestor de 30 miljoen euro gebruiken die het vorig jaar heeft opgehaald bij een consortium van investeerders. Sinds 2014 was Elestor een start-up, maar inmiddels is het bedrijf een grote stap verder: een scale-up.

“We beginnen met een fabriek die jaarlijks batterijen produceert met een opgeteld vermogen van 10 megawatt”, zegt Van Bennekom. “En binnen enkele jaren stoten we door naar een gigawatt-fabriek. Dan zijn we een grote speler in batterijenland.”

Niet naar China

De locatie staat nog niet vast, maar Arnhem heeft de voorkeur. Het is zeker niet de bedoeling om de productie naar China te verhuizen, zegt Van Bennekom. “We houden onze technologie liever dichtbij. Voor de kosten is het ook niet nodig. De productie is zodanig te automatiseren, dat dit goed te doen is in Nederland.” Toch verwacht Elestor nog een paar honderd banen te creëren.

De technologie van zo’n flow-batterij is decennia geleden ontwikkeld door de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie Nasa. De opzet ervan is grotendeels publieke informatie. De bedrijfskennis en de patenten van Elestor zitten vooral in de zogenoemde ‘membraan stacks’, waarin de chemische reactie plaatsvindt die nodig is om energie op te slaan.

Uit zeewater

De batterij werkt op waterstof en broom. “Broom wordt gewonnen uit zeewater en waterstof is het meest voorkomende element. Beide zijn overal en overdadig beschikbaar, waardoor je compleet onafhankelijk bent van locatie of de geopolitieke situatie. Het zijn goedkope stoffen”, zegt Van Bennekom.

Wat er precies gebeurt? “Je stopt er elektronen in en je krijgt er elektronen uit”, zegt Van Bennekom. “In de ene tank zit een vloeistof, waterstofbromide. Als je een elektrische spanning op de batterij aansluit, splits je het waterstofbromide in waterstof en broom. Dat waterstof wordt in de andere tank opgevangen. Zo laad je de batterij op. Als je waterstof en broom weer samenvoegt tot waterstofbromide, komt die energie weer vrij en gaat naar het stroomnet. Zo ontlaadt de batterij.”

Het voordeel van de flowbatterij? “Bij onze batterij kun je goedkoop opslagcapaciteit toevoegen, dat is een kwestie van extra tanks waterstof en broom. De batterij kan wel 150 uur laden. Bij traditionele batterijen is de opslagcapaciteit begrensd, na een paar uur is de batterij van een elektrische auto wel vol.”

Niet voor auto’s, wel voor de industrie

De flowbatterij is niet geschikt voor auto’s. De lithium-ion-batterij die nu in auto’s wordt gebruikt, heeft een veel hogere energiedichtheid dan de flowbatterij. Ze kan goed sprintjes trekken, terwijl de flowbatterij meer een marathonloper is. De flowbatterij is ook te groot voor auto’s.

Verder is het niet de bedoeling dat consumenten een flowbatterij aanschaffen voor hun eigen zonnepanelen. Van Bennekom: “Daarvoor is de chemie te ingewikkeld. Vergelijk het met een lng-tank. Die zet je ook niet bij consumenten op het erf.”

De flowbatterij is wel ideaal voor een aanlandpunt van wind op zee, zegt Van Bennekom. “Als de overtollige windenergie tijdelijk wordt opgeslagen in de batterij, kan de netbeheerder die gebruiken om vraag en aanbod op elkaar af te stemmen.” Ook kunnen fabrieken of datacenters de flowbatterij bijvoorbeeld gebruiken als noodstroomvoorziening.

Naar Vlissingen

Het Nederlandse bedrijf Vopak, dat grote opslagtanks in havens beheert, heeft veel vertrouwen in de technologie. Sinds vorig jaar is het voor ruim 5 procent eigenaar van Elestor. Vopak wil zijn ervaring in de opslag van chemische stoffen gebruiken om ook een speler te worden in de opslag van energie, zei directeur nieuwe energie Marcel van de Kar eind vorig jaar.

Samen met Elestor wil Vopak de waterstof-bromide-batterij opschalen tot industrieel niveau. Dit jaar wordt er daarom in Vlissingen een project opgezet. “Het gaat om een batterij met een capaciteit van 3 MWu die we gaan opschalen naar 250 MWu”, zegt Van Bennekom.

Vopak kijkt in Australië en Singapore ook naar een ander type flowbatterij, gebaseerd op het metaal vanadium. Daar houden ook veel bedrijven zich mee bezig. Maar vergeleken met waterstofbromide is vanadium is een erg dure grondstof voor grote batterijen, zegt Van Bennekom.

Bill Gates

Zo zijn er meer technologieën in ontwikkeling. De Amerikaanse miljardair Bill Gates steunt bijvoorbeeld het bedrijf Form Energy dat de ijzer-luchtbatterij ontwikkelt. Deze moet energie goedkoop en langdurig opslaan door ijzer te laten roesten en te ‘ontroesten’.

“Wat de waterstof-bromide-batterij betreft, zijn wij de enigen op de wereld die deze technologie op schaal weten toe te passen en nu commercieel kunnen uitrollen”, zegt Van Bennekom.

Belangrijk is verder de investering die het Noorse energiebedrijf Equinor heeft gedaan in Elestor. “Hun kapitaal, kennis en infrastructuur komen ons enorm goed van pas. Naar de buitenwereld toe wekt het veel vertrouwen als zulke grote spelers in ons geloven.”