Energieopslag uitgelegd

Transcriptie podcast ‘Energieopslag uitgelegd’

Onderstaande tekst is een transcriptie van de podcast ‘Energieopslag uitgelegd’, onderdeel van de podcastserie ‘De energietransitie uitgelegd‘.

Interviewer: [00:00:08] Welkom bij de ‘Energietransitie uitgelegd’ van het platform Energy.nl. Mijn naam is Eveline Janse en in deze podcastserie vraag ik iedere keer aan experts om een bepaald onderdeel van de energietransitie toe te lichten. In deze aflevering ga ik in gesprek met Floris Uleman en Joris Koornneef van TNO over energieopslag. Voor mijn gevoel is energieopslag een beetje een ondergeschoven kindje in de energietransitie, maar ik hoor er wel steeds meer over. Ik ben dus blij dat Floris en Joris mij komen bijpraten. Floris Uleman is onderzoeker bij TNO. Hij houdt zich vooral bezig met het flexibiliseren van de energietransitie voor de industrie, waar energieopslag een belangrijk onderdeel van is. Joris Koornneef werkt ook bij TNO. Hij is specialist op het gebied van systeemintegratie en energieopslag. De afgelopen jaren houdt hij zich met name bezig met het bredere portfolio aan energieopslagopties waar TNO samen met partners aan werkt. Welkom allebei! Fijn dat jullie er zijn.

Joris Koornneef: [00:01:08] Leuk om hier te zijn!

Interviewer: [00:01:10] Zoals ik al zei hoor ik wel steeds meer over energieopslag als essentieel onderdeel in energietransitie. Joris, kun jij vertellen: waarom is energieopslag zó belangrijk?

Joris Koornneef: [00:01:20] Energieopslag is eigenlijk al altijd om ons heen. Alleen wordt het nu steeds belangrijker omdat we in de energietransitie zitten. Misschien om eventjes naar kijken hoe het er nu voor staat in het energiesysteem: eigenlijk komt altijd op het moment dat we energie nodig hebben en stroom, maar ook andere vorm van energie, dan drukken we op het lichtknopje en dan komt het uit het stroomnet. Daar zijn we heel erg aan gewend. En aan de achterkant daarvan zitten eigenlijk technologieën om ons de stroom te leveren op moment dat wij dat nodig hebben. En tot nu eigenlijk, zijn dat de fossiele brandstoffen . Je moet bedenken: we hebben hele grote voorraden energieopslag in de vorm van fossiele brandstoffen in de ondergrond op dit moment. En daar draait eigenlijk de hele flexibiliteit van het energiesysteem draait daar nu op. In Nederland is dat met name gas. Dus als wij op een dag energie nodig hebben, elektriciteit uit het net en het waait niet en de zon schijnt niet, dan komt die energie uit fossiele brandstoffen, dus kolen, met name gascentrales. Die gaan dan aan. Maar ook in een koude winter, als de huishoudens warmte nodig hebben en de bedrijven nog steeds en in de industrie ook gas nodig hebben, dan komt die piekvraag van  energie, die komt ook uit de gasopslag. Dus we draaien nu eigenlijk op fossiele brandstoffen; dat is onze grote batterij. Maar als je nu naar de toekomst kijken en dat is nu ook al aan de gang, gaan we steeds meer andere bronnen in het energiesysteem krijgen. Met name zon en wind in Nederland, en met name in Nederland is dat wind op zee in de toekomst. Dus dan zijn we afhankelijk van of het op een dag of een seizoen lang goed waait en de zon goed schijnt. En als dat tegenvalt, dan hebben we dus een buffer nodig, letterlijk energieopslag nodig, om die pieken en die dalen op te vangen. Dus daarom is het zo belangrijk. En als je dat niet zou doen, dan heb je dus problemen in je leveringszekerheid. Dus je hebt niet de stroom of de energie die je op dat moment graag wil hebben. En de prijzen gaan heel erg fluctueren met het aanbod. Dus het heeft verschillende rollen in het energiesysteem nodig. En hoe meer duurzame bronnen die je moeilijk kan voorspellen in het energiesysteem komen, hoe belangrijker energieopslag wordt.

Interviewer: [00:03:18] Dus het heeft te maken met het feit dat het aanbod veel meer variabel wordt en dat je daarop moet kunnen anticiperen. En dat doe je door middel van opslag.

Joris Koornneef: [00:03:26] Klopt ja.

Interviewer: [00:03:27] En welke functies kan energieopslag hebben, Floris?

Floris Uleman: [00:03:32] Dat is natuurlijk het mooie van energieopslag, dat is eigenlijk kan je dat voor verschillende oplossingen gebruiken. Energieopslag zelf heeft niet per se een functie. Het hangt er echt vanaf hoe je hem inzet. Om te beginnen je hebt natuurlijk verschillende vormen opslag. Je kunt denken aan batterijen, elektrische opslag, warmteopslag, waterstofopslag, grote gasopslag zoals we het nu hebben. En elke vorm van opslag heeft net een andere rol in het systeem. Zo kunnen bijvoorbeeld batterijen heel kort cyclisch ze kunnen heel snel op en afschakelen – van 2 tot 4 uur kunnen ze op- en ontladen, dus je zou er voor heel korte pieken opvangen van je zon, bijvoorbeeld overdag en ’s avonds gebruiken.

Interviewer: [00:04:13] 2 tot 4 uur ontladen. Wat bedoel je daar precies mee? Dat moet binnen 2 tot 4 uur gaan gebeuren? Of ze kunnen maximaal 4 uur opslaan?

Floris Uleman: [00:04:21] Nou, het is een batterij. Je hebt echt twee manieren om naar de opslag van batterij misschien te kijken, dus je kunt van een maximaal vermogen kun je een batterij opladen en je kunt hem ook ontladen. Die oplaad- en ontlaadtijd is een beetje beperkt door de batterijtechnologie, dus daar zie je lithium-ion-batterijen, die kunnen vaak 2 tot 4 uur nu maximaal achter elkaar blijven ontladen. Dus dan kun je wel bijvoorbeeld overdag je zonne-energie opslaan en ’s avonds vanuit de batterij weer ontladen en je energie daarvan gebruiken, maar je kunt niet over een heel seizoen een batterij helemaal in de zomer opladen en het hele jaar door ontladen. Daar heb je weer andere vormen voor nodig, zoals warmteopslag en waterstofopslag.

Interviewer: [00:05:03] Ja, welke vormen van opslag zijn er voor energie?

Floris Uleman: [00:05:08] We spreken vaak van electronenopslag-batterijen, moleculenopslag gas en warmteopslag. Dat zijn de voornaamste energiedragers waar we nu energiesysteem mee bedienen en dus ook kunnen opslaan. Daarnet hadden we het kort over batterijen. Er zijn ook andere vormen, zoals warmteopslag. Dat kunnen ook een soort warmtebatterijen zijn die eigenlijk ook met een andere technologie wel warmte kunnen vasthouden. Dus je kunt er vanuit het energiesysteem, of het nou via het elektriciteitsnet en conversie of dat je bijvoorbeeld als industrie restwarmte gebruikt om je warmte op te slaan en later in de week of in de maand of zelfs in het jaar weer terug te gebruiken. Dan heb je bijvoorbeeld warmteopslagtechnologie.

Interviewer: [00:05:51] En dat is dus over een veel langere termijn dan?

Floris Uleman: [00:05:53] Ja, dus dat is het voordeel van van warmteopslagtechnieken. Die kunnen voor veel langere termijnen de energie ook echt opslaan en vasthouden. Een elektrische batterij die kun je op zich wel in de zomer opladen, maar als je die maar één keer kan ontladen voor 2 uur in de winter, dan ga je die businesscase van die batterij er natuurlijk nooit uithalen. Terwijl je kan wel met warmteopslag en waterstofopslag kun je veel grotere systemen bouwen die je op lange termijn zonder te veel efficiëntie- en energieverliezen eigenlijk opslaan en daarmee seizoenseffecten overbruggen.

Joris Koornneef: [00:06:24] En het leuke is ook wel dat je er bijvoorbeeld voor warmteopslag heb je ook nog weer allemaal verschillende groottes en smaakjes. Dus je hebt bijvoorbeeld nu ook al warmteopslag die op huishoudelijk niveau handig kan zijn. Dus dat je warmte voor je warmwatervoorziening of om je huis op te warmen kan opslaan. En dan kan je dus bijvoorbeeld zonnestroom omzetten met je warmtepomp en warmteopslag, wat je dan in je huis gebruikt. Dan kan je langer energie opslaan dan bijvoorbeeld in een thuisbatterij die maar een paar kilowattuur kan bevatten. En zo’n warmtebatterij kan er alweer wat meer energie bevatten. En dan heb je ook nog eens een keer warmteopslag in de ondergrond en daar kan je echt die seizoenen warmte mee opslaan in bijvoorbeeld in een warmtenet. Dus je hebt op alle verschillende schalen heb je die verschillende technologieën ook weer en die hebben dan allemaal weer andere toepassingen. Vaak op huishoudniveau heb je opslag; je hebt op wijk en stadsregio niveau opslag en op landelijk niveau opslag en verschillende technologieën kunnen die verschillende systemen ondersteunen.

Interviewer: [00:07:20] Ja, en dan op landelijk niveau hebben we het denk ik vooral over waterstof of niet?

Joris Koornneef: [00:07:24] Waterstofopslag voor de komende decennia, daar zijn we nog niet, daar zijn we er wel hard aan het werken, aan het studeren welke waterstofopslagtoepassingen we hebben. Je kan dat opslaan voor in cavernes, in een zoutlaag in de ondergrond en daar kan echt wel heel veel energie in. Zeker in vergelijking met de grootste batterijen die we nu bouwen. Maar je hebt ook al elektriciteitopslag die eigenlijk helpt het net te balanceren. Dus in het hoogspanningsnet van TenneT zijn er al batterijen die helpen om dat net te balanceren. Dat is eigenlijk de belangrijkste toepassing nu van grote batterijen, dus om te helpen dat net te balanceren en daar verdienen ze hun geld mee. En je ziet langzamerhand dat voor batterijen dat die naar meer uren opslag gaan  wat Floris al uitlegde, en dan kan je ook energie gaan opslaan om wat meer strategisch te helpen om bijvoorbeeld stroom in te kopen wanneer het goedkoop is en dan weer te verkopen wanneer het een hogere prijs heeft.

Interviewer: [00:08:16] Ja, ik zit nog even te denken, want je noemde net eigenlijk de toepassing vooral binnen de huishoudens, dus in de gebouwde omgeving. Als we het over andere sectoren hebben die moeten verduurzamen, dus mobiliteit, de landbouw ook, dat is denk ik ook een interessante. Wat gebeurt daar al op dit moment qua energieopslag? En is het daar ook zo belangrijk voor?

Joris Koornneef: [00:08:36] Als je kijkt naar de mobiliteit is natuurlijk de elektrische auto een heel goed voorbeeld. Dat zijn eigenlijk gewoon rijdende batterijen, dus die hebben ook heel veel opslagpotentieel in zich. En ook voor de toekomst wordt er wel wat van verwacht dat die ook een rol kunnen gaan spelen in het energiesysteem om ook fluctuaties van het energiesysteem op te kunnen vangen in auto’s, maar ook vrachtwagens en bussen bijvoorbeeld. Dus dat je in de mobiliteitssector ook energie kan opslaan.

Interviewer: [00:09:02] Ja, en in de landbouw?

Joris Koornneef: [00:09:04] Landbouw heeft natuurlijk wel weer wat hogere energievraag in de vorm van bijvoorbeeld tractoren. Die zijn soms iets moeilijker te elektrificeren, dus dan kan je denken aan alternatieve brandstoffen zoals waterstof, maar ook andere energiedragers. Dus chemische energiedragers waar je eigenlijk ook energie kan opslaan.

Interviewer: [00:09:21] Maar ik denk ook bijvoorbeeld aan de kassen die verwarmd moeten worden.

Joris Koornneef: [00:09:24] Jazeker. Een leuk voorbeeld met kassen is in Noord-Holland is er een gebiedje waar kassen zijn aangesloten op een warmtenet. Dat warmtenet wordt gevoed door geothermie, door aardwarmte. En in dat warmtenet zit ook een warmteopslagsysteem. Dus dat geothermische project waar dus warmte uit de ondergrond haalt, kan dat het hele jaar door stabiel draaien. En als je dan in de zomer warmte over hebt, stop je dat in warmteopslag, zodat je dat in de winter weer kan gebruiken. Zo kan je dat warmtenet weer stabiliseren. Dus dan helpt zo’n warmtenet om weer geothermie voor de kassengebieden zeg maar te beschikbaar te maken.

Interviewer: [00:09:57] Wat is op dit moment de status van de energieopslag en wat is ook de potentie ervan?

Floris Uleman: [00:10:04] Je ziet in de verschillende energiedragers, die energieopslag steeds vaker terugkomen in de bedrijfsvoering van de industrieen, maar ook in huishoudens. Er wordt natuurlijk steeds meer gesproken over de thuisbatterij bijvoorbeeld, maar ook over warmteopslag en die komen steeds vaker aan bod tegenwoordig. Het gaat nog steeds langzamer dan we verwachten en hopen, maar wat je wel ziet is dat gegeven de salderingsregeling die er nu af gaat voor je zonne-energie terug te kunnen leveren, wordt de thuisbatterij nu aantrekkelijk. Dus TenneT, die wil ze net met balanceren, daar worden nu heel veel batterij-aanvragen gedaan voor dat net. Dus die batterijmarkt die is enorm op gang aan het komen. En het is daar vooral nog zoeken naar welke rol heeft welke batterij nu precies op welk vlak in het energiesysteem? Daar hadden we natuurlijk al eerder over van je moet een batterij of energieopslagtechniek moet je zorgen dat die de juiste rol ook kan vervullen in het energiesysteem. Voor warmteopslag en waterstofopslag zijn we natuurlijk nog iets verder weg, omdat we nog steeds zo afhankelijk zijn van die gasvoorraden die we nu nog gebruiken. En misschien dat Joris nog verder kan…

Joris Koornneef: [00:11:16] Ja, dus voor wateropslag hebben wij in Nederland hebben we op zich heel goed potentieel voor de toekomst om op te slaan in die zoutlagen die ik al noemde. Daar kan je echt heel erg veel energie in opslaan. Maar ook in een wat verdere toekomst, dus richting 2040, kan je ook denken aan waterstofopslag in lege gasvelden. Dus dat we aardgasopslagen die we nu voor gas gebruiken of lege gasvelden ombouwen naar strategisch waterstofvoorraden. Ja dus daar wordt ook aan gewerkt. En de warmteopslag is ook heel belangrijk in de ondergrond, maar ook bij huishoudens en bij de industrie met name, die natuurlijk ook een hele grote energieverbruiker zijn. En dan kan warmteopslag echt wel een goede optie zijn om elektriciteitoverschotten om te zetten in warmte. En dat je dan de warmte opslaat voor die industrie en dat de industrie die dan gebruikt op moment dat ze het nodig hebben. En daar kan je dus ook weer het energienet mee ontlasten. Die kosten, die zijn heel hoog voor de uitbreiding van het elektriciteitsnet. En we kennen het probleem van netcongestie . Dus al dat soort technologieën moeten we goed voor zorgen dat die ook helpen om het energienet te ontlasten en dat het niet gaat bijdragen aan de belasting van het net. Dus dat is ook nog wel een uitdaging waar je precies in het net die batterijen gaat plaatsen.

Interviewer: [00:12:24] En wat hebben we eigenlijk nodig qua opslag? Is daar duidelijkheid over?

Joris Koornneef: [00:12:29] Ja, daar zijn veel studies naar gaande, maar het is misschien ook goed om even gewoon een beetje gevoel te krijgen bij ordegrootte-getallen. Dus om een voorbeeld te geven: een huishouden in Nederland gebruikt ongeveer een paar duizend kilowattuur per jaar aan elektriciteit. Dat is wat meer als je natuurlijk je auto gaat laden in een warmtepomp hebt om ook de warmtevraag te dekken… Paar duizend kilowattuur. Als je nu kijkt naar de thuisbatterij, die zit in een paar kilowattuur-grote, zeg maar tien kilowattuur maximaal. Dus je hoort hem al, daar kan je niet een jaarvraag mee opslaan voor een huishouden, dus daar heb je het energienet voor nodig. Oké, gaan we naar het energienet: de grootste batterij, de grootste elektrische batterij, is ongeveer 1 miljoen kilowattuur, dus dat is alweer een factor duizend groter dan de jaarvraag van een huishouden. Gaan we nu nog naar de nog grotere opslagen, dus die we net ook al noemden: de gasopslag die we nu kennen, dat is 50 miljard kilowattuur wat je kan opslaan daar. 50 miljard! Dus dat is weer een factor duizend meer. En we moeten van het gas af op de langere termijn en moet je dus een alternatief zoeken voor die enorme opslag die we nu in gas hebben. Dus 50 miljard kilowattuur in de grootste gasopslag. Het is meer als je je alle gasopslagen bij elkaar optelt. En wat we nu hebben aan grootste batterij is ongeveer 1 miljoen kilowattuur aan opslagcapaciteit. Dus je voelt hem misschien al komen: als je dat systeem uit gaat bouwen naar wind en zon wat we gaan invoeren op het net, dan moet je naar serieuze uitbreiding van zowel elektrisch vermogen – elektrische opslag – om die dag nachtritme te kunnen volgen, maar ook naar een strategische opslag, de seizoensopslag, omdat seizoensritme en die strategische voorraad zeg maar in orde te houden.

Interviewer: [00:14:09] Dus er is echt, maar er moet echt wel extra aandacht gaan komen voor warmteopslag en en waterstofopslag, om dus die 50 miljard waar je het over hebt om dat op te kunnen gaan vangen.

Joris Koornneef: [00:14:20] Je hebt echt al die technologieën nodig, als je zeg maar op termijn van dat gas af wil, om je energiesysteem flexibel te houden en ook leveringszekerheid en betaalbaarheid te garanderen.

Floris Uleman: [00:14:33] En ze gaan ook goed samen de technologieën, want als jij een industrieprocessen, die vaak electriciteitsinput, maar ook warmteinput en eventueel later straks een waterstofinput, dus die vullen elkaar ook juist mooi aan. En gegeven de problematiek rondom congestie of hoge energieprijzen als de zon niet schijnt en de wind niet waait, dan worden ook oplossingen zoals warmteopslag en waterstofopslag interessant voor de gebruiker. En dan kan het juist een mooie toevoeging zijn aan je eigen systeem en daarmee ook aan het grotere energiesysteem.

Interviewer: [00:15:06] Ja, en waar moeten die beslissingen nu gaan vallen? Jij zei eerder: het hele plaatje is nog niet helemaal duidelijk; er moet nog veel beslist wat er moet gaan komen en welke hoeveelheden dan warmte, water en waterstof die denk ik met name. We hebben het bijvoorbeeld ook nog niet echt over de rol van de overheid gehad. Moeten die dat beeld gaan schetsen en die kaders uit gaan zetten? Of bij wie ligt dat nu?

Floris Uleman: [00:15:31] Ja, kijk, in principe zou het mooiste zijn als iedereen naar hun eigen plaatje kan kijken om de energieopslag in te vullen, hoe je het nodig hebt. Dus niet te gaan wijzen naar anderen of naar de netbeheerder of naar de overheid, maar juist kijken wat kan ik zelf? En er kan ook best veel zelf. En er zit natuurlijk een rol voor de overheid bij om te helpen met sturen en richting geven bij ‘wat kunnen we verwachten?’, komt er straks een waterstofbackbone waar we eventueel waterstof kunnen afnemen als industrie en daarmee kunnen opslaan? Of komt er wel genoeg uitbreiding van het elektriciteitsnet om mijn huishouden op elektriciteit te laten draaien of mijn productieproces? Dus daar zit denk ik een rol voor de overheid, maar zeker niet alleen voor de overheid. En je ziet in Nederland ook vaak dat de markt zelf al heel goed op gang komt. Kijk maar naar het aantal batterijaanvragen bij TenneT, dat gaat keihard door het dak heen.

Interviewer: [00:16:24] Ja, maar je gaf ook aan van die batterijen, die zijn niet helemaal de oplossing hiervoor. Dus als iedereen het voor zichzelf gaat bepalen, dan komen er toch overal alleen maar batterijen?

Joris Koornneef: [00:16:34] Nou, ik denk dat op een gegeven moment door de restricties ook op het net, dat partijen wel naar andere oplossingen gaan kijken. En wat ook heel mooi is: er ligt een routekaart voor energieopslag, dus dat is een mooie eerste stap die ook namens de overheid is uitgebracht. En daar staan handreikingen in en actiepunten en heel veel actiepunten in die moeten worden gedaan om energieopslag een stap verder te brengen. En het is al heel mooi als er een visie komt richting hoeveel energieopslag die je ongeveer nodig hebt, dat je aan een soort portfolioplan kan werken als Nederland. Ook zodat je jezelf strategisch kan positioneren in Europa, maar ook wereldwijd met nieuwe technologieontwikkeling bijvoorbeeld. Dat je jezelf zo neerzet en dat je zegt nou, ik vind het heel fijn om energiesysteem zo stabiel te hebben en daarbij heb ik ongeveer zoveel energieopslag nodig in die vorm, zoveel in die vorm en zoveel in die vorm. Wat misschien een grappig weetje is, want we hebben al wel doelstellingen voor energieopslag en dat komt uit de oliecrisis in de jaren zeventig. Daarvan is het Internationaal Energie Agentschap heeft eigenlijk de richtlijn opgelegd aan alle landen die onderdeel zijn van het Internationaal Energie Agentschap om negentig dagen olie-opslag te hebben. Dus negentig dagen van je vraag naar olie moet je hebben als strategische opslag om schokken in het energiesysteem te kunnen opvangen door geopolitiek of door supply chain-problemen. Maar dat hebben we niet voor andere opslagtechnologieën. We hebben geen strategische opslag voor elektriciteit. We hebben ook geen strategische opslag voor waterstof. Voor gas hebben we nu wel een vulgraad-doelstelling elk jaar om gasopslag op peil te houden, maar dat hebben we niet voor al die technologieën. Daar zou je aan kunnen denken, sommige partijen pleiten daar ook voor, om een doelstelling neer te leggen van zoveel energieopslag hebben we nodig, daar werken we naar toe als land en als we dat minimaal in ieder geval halen, dan kunnen we goed werken aan een flexibel energiesysteem.

Interviewer: [00:18:21] Ja, en ik hoor je dus ook zeggen als Nederland moet je hieraan werken, maar we hebben natuurlijk, we zitten echt wel in een Europees netwerk.

Joris Koornneef: [00:18:28] Exact, want wij hebben bijvoorbeeld in Nederland hebben wij niet de mogelijkheid om met water, met hydro energie op te slaan. En dat is Europees by far de grootste elektriciteitsopslagoptie. In ons land is ook, zit vast, zit verknoopt aan Duitsland en dat hele Noordzee-bassin, aan Frankrijk via België. Dus wij zijn verknoopt elektrisch met gas in de toekomst met waterstof. Warmte is het enige uitzondering eigenlijk. Dus we zijn verknoopt. Dus die energieopslag en die strategische uitwisseling tussen landen is heel belangrijk.

Interviewer: [00:18:59] Zijn nog punten die jullie nog wil aanstippen of naar voren willen halen?

Joris Koornneef: [00:19:05] Nou, wat ik heel graag wil meegeven is dat energieopslag is nu al een fundamenteel en heel belangrijk onderdeel van ons energiesysteem. En dat wordt waarschijnlijk nog wel belangrijker in de toekomst. Dus omdat ons zelf te realiseren dat het niet een nice to have is, maar echt een belangrijk strategisch onderdeel van ons energiesysteem voor de toekomst.

Interviewer: [00:19:23] Floris, jij nog iets toe te voegen?

Floris Uleman: [00:19:26] Nou, misschien om nog vooruit te kijken naar de toekomst. We zijn al goed bezig met het innoveren van dit soort oplossingen, zeker in Nederland. En als we daar nog onze kracht op kunnen bundelen om te zorgen dat die nieuwe innovaties, die nieuwe energieopslag, goed wordt ontwikkeld en in het energiesysteem terechtkomt, dan hebben we volgens mij een mooie toekomst voor de boeg.

Interviewer: [00:19:45] Nou, dat klinkt als een heel fijn vooruitzicht inderdaad! Dank jullie wel voor deze toelichting.

Interviewer: [00:19:53] Als u meer wilt weten over de verschillende vormen van energieopslag, kijk dan zeker ook op de website Energy.nl. In dit gesprek werden verschillende onderwerpen genoemd waar we ook al eerder podcast-afleveringen over hebben gemaakt. We hebben het gehad over verduurzaming van de industrie. We hebben het gehad over geothermie, over netcongestie. Die podcasts kunt u uiteraard nog terugluisteren via onze podcastkanaal. Hartelijk dank voor het luisteren.