In 2030 wordt 70 procent van onze elektriciteit met wind- en zonne-energie opgewekt, zo valt te lezen in het Klimaatakkoord. Maar wat als dan de zon niet schijnt, of de wind niet waait? Uitvinder Cees van Nimwegen is bezig met een oplossing: een duurzame batterij van basalt, een veelvoorkomende steensoort. “Totdat er een betere methode voor bulkopslag voor energie wordt gevonden, verwacht ik dat men niet om ons systeem heen kan.”
Het efficiënt en veilig kunnen opslaan van duurzaam opgewekte elektrische energie is noodzakelijk voor een succesvolle energietransitie. Wanneer er overdag meer elektriciteit wordt opgewekt dan nodig is, moet dit kunnen worden opgeslagen om overbelasting van het netwerk te voorkomen (en ’s nachts bijvoorbeeld de wasmachine van stroom te voorzien).
Op dit moment maken we voor de opslag van energie voornamelijk gebruik van oplaadbare lithium-ion batterijen. De milieu- en maatschappelijke impact van de productie van deze batterijen is echter groot. Eerder schreven we al over de problemen rondom de winning van de benodigde grondstoffen, mensenrechtenschendingen en recycling. Volgens Van Nimwegen is zijn ‘basaltbatterij’ een duurzaam alternatief.
Duurzame energie opslaan in basalt
“Nederland gaat van het gas af en de CO2-uitstoot moet omlaag. Dus overschakelen naar duurzaam opgewekte energie is noodzaak”, laat Van Nimwegen ons weten. Maar hoe verwarmen we dan straks onze woningen en gebouwen?
Volgens de uitvinder is grootschalig gebruik van warmtepompen niet de oplossing: daarvoor zou een gigantische netverzwaring van het centrale elektriciteitsnetwerk nodig zijn. “Vooralsnog lijkt de oplossing het gedecentraliseerd opwekken van energie met wind en zon, en deze vervolgens op te slaan dichtbij de plek waar het als warmte nodig is.”
Cees van Nimwegen voor de basaltbatterij. Foto: NICE developments
Van Nimwegen zette zijn woorden in daden om, en ontwikkelde met zijn bedrijf NICE developments het CESAR systeem. In deze installatie wordt duurzaam opgewekte energie omgezet in warmte die vervolgens wordt opgeslagen in basalt. Dit is een veelvoorkomende steensoort die goed in staat is warmte op te nemen. Het basalt wordt opgewarmd door de stroom via een buizensysteem door de stenen te leiden. Het basalt kan tot wel 500 °C worden!
De stenen bevinden zich in een metalen omhulsel, met daaromheen een isolatielaag van steenwol van ruim 1 meter dik. Door de isolatie kan de warmte maanden en zelfs jaren worden vastgehouden. In een duurzaam systeem, benadrukt Van Nimwegen: "Alle benodigde materialen zijn geheel duurzaam en herbruikbaar." Op een later moment kan de warmte weer worden teruggeleverd aan een warmtenet, bijvoorbeeld om woningen mee te verwarmen.
Hoe dat in zijn werk gaat zie je hier (animatie door Marco Willems voor NICE developments):
Basaltbatterij verwarmt Ecodorp Boekel
Dat is dan ook precies wat gebeurt in Ecodorp Boekel, een duurzame wijk in Brabant waar momenteel 36 klimaatpositieve woningen staan. NICE developments is daar bezig met de bouw van de basaltbatterij die al deze woningen van verwarming en warm water gaat voorzien. De Europese Unie en de provincie Noord-Brabant zijn enthousiast en dragen bij met subsidies. Een kijkje in de wereld van deze batterij op het Ecodorp vind je in de aflevering van VPRO Tegenlicht. In de winter van 2022 moet de batterij in Boekel zijn werk doen.
Daarnaast is er in Sint-Oedenrode in een proefopstelling een basaltbatterij geplaatst voor de verwarming van 22 woningen. De opslagcapaciteit van dat systeem zal ruim 100.000 kWh bedragen. Om een idee te geven hoeveel dat is: daarmee kun je 36 huishoudens van elektriciteit voorzien. En dat is nog maar het begin. Aan de overkant van de proefopstelling staat een gesaneerde boerderij waar woningen worden gemaakt die verwarmd worden met de basaltbatterij. In Veldhoven komt er ook een accu, bij 50 woningen.
Van Nimwegen: "Wij zien een enorme potentie voor het CESAR systeem, denk aan een energie opslag op jaarbasis van meer dan duizenden gWh." Dan hebben we het over honderdduizenden huishoudens. Hij krijgt al aanvragen uit Zuid-Korea plekken over de hele wereld.
En Cees is niet de enige die de potentie van basalt als batterij inziet. In Duitsland werkt Siemens samen met de Universiteit van Hamburg aan een vergelijkbaar systeem.
Impressie van Ecodorp Boekel. Beeld: Ecodorp Boekel
Industrie
Voor de basaltaccu geldt: hoe groter het systeem, hoe hoger het rendement. Wanneer in de toekomst het stoken van kolen duurder wordt, zou de basaltbatterij ook voor de industrie weleens een interessant alternatief kunnen worden. Daar wordt nu voor de opslag van energie naast lithium-ion batterijen vooral waterstof als grote kanshebber gezien.
Volgens de uitvinder is voor opslag met behulp van waterstof echter nog veel innovatie nodig. Zijn systeem onderscheidt zich juist door de eenvoud. Van Nimwegen: “Totdat er een betere methode voor bulkopslag wordt gevonden, verwacht ik dat men niet om ons systeem heen kan.”
