Energieopslag

Energieopslag is een essentieel onderdeel in het nieuwe energiesysteem en om de energietransitie tot een succes te maken. Op deze pagina vind je feitelijke, onafhankelijke publicaties over energieopslag voor energieprofessionals en beleidsmakers.

Kijk bij de veelgestelde vragen onderaan deze pagina voor meer achtergrond over vormen van energieopslag en toepassingen.

Veelgestelde vragen over energieopslag

Wil je meer weten over energieopslag, luister hier de podcast met Floris Uleman en Joris Koornneef.

In deze podcast over systeemintegratie met Floris Taminiau en Joris Koornneef komt energieopslag regelmatig terug als belangrijk onderdeel van systeemintegratie.

Energieopslag algemeen

Wat is de rol van energieopslag in de energietransitie?

Energieopslag maakt het mogelijk om tijdelijke verschillen tussen energieaanbod en -vraag te overbruggen. Die ontstaan door de pieken en dalen in de vraag naar energie in combinatie met wisselvallige productie van duurzame bronnen zoals zon en wind. Maar ook op de langere termijn, bijvoorbeeld tussen seizoenen, is er een verschil tussen vraag en aanbod. Overtollige zomerproductie kan via geothermie bijvoorbeeld worden opgeslagen voor de wintermaanden.

Energieopslag draagt bij aan leveringszekerheid, stabiliteit en betaalbaarheid van een duurzaam energiesysteem. Opslag staat altijd naast andere flexibiliteitsopties zoals vraagsturing, (CO₂-vrij) regelbaar vermogen, conversie en interconnectie. Hoe energieopslag die rol in energiesysteem kan nemen staat onder andere uitgezet in de Routekaart Energieopslag: Routekaart Energieopslag voorjaar 2023.

Naast het inzetten van energieopslag voor systeemvoordelen zoals leveringszekerheid, flexibiliteit en stabiliteit van het elektriciteitsnet, kan energieopslag ook directe voordelen hebben voor gebruikers. Zo kunnen afnemers – van huishoudens tot industrie – gebruik maken van energieopslag om hun lokale energievoorziening beter te benutten, bijvoorbeeld door stroom bij overschot aan zonproductie of restwarmte op te slaan en te gebruiken in tijden van tekorten aan duurzame opwek. Zo kan ook het net worden ontlast en kosten worden bespaard.

Welke vormen van energieopslag zijn er?

Energieopslag is breder dan alleen elektriciteit. Ook warmteopslag en moleculaire opslag, zoals waterstof, spelen een belangrijke rol in het energiesysteem van de toekomst. Warmteopslag maakt het mogelijk om thermische energie op te slaan voor later gebruik, bijvoorbeeld voor verwarming van gebouwen of industriële processen. Moleculaire opslag, zoals het opslaan van energie in waterstof, biedt de mogelijkheid om grote hoeveelheden energie langdurig en efficiënt op te slaan en te transporteren.

In hoofdlijnen zijn er drie vormen, elk met een eigen tijdschaal en toepassingsgebied (zie ook figuur bovenaan deze pagina).

Elektriciteitsopslag: vooral batterijen; ook vliegwielen, perslucht of stuwmeren. Geschikt voor uren-dagen.
Moleculenopslag: bijvoorbeeld waterstof en waterstofdragers zoals ammoniak. Geschikt voor weken-maanden en grote vermogens.
Warmteopslag: kortdurend (uren-dagen) én seizoensopslag (maanden), vaak lokaal (gebouwde omgeving en industrie) en/of gekoppeld aan warmtenetten.

Hoe lang kun je energie opslaan?

Er zijn uiteenlopende technologieën voor energieopslag, elk geschikt voor een andere tijdschaal en toepassing: van batterijen die snelle schommelingen opvangen tot warmte- en waterstofopslag die energie weken of zelfs maanden kan bewaren om seizoensverschillen te overbruggen (zie ook de afbeelding bovenaan deze pagina).

Voorbeelden van situaties waarin energieopslag wordt toegepast zijn (in volgorde van langere naar kortere opslagduur):

Seizoensopslag van energie: Grote hoeveelheden energie kunnen worden opgeslagen in de vorm van warmte (bijvoorbeeld in ondergrondse warmtebuffers en warmtenetten) of waterstof, om later in het jaar te worden ingezet wanneer de vraag hoger is dan het aanbod.
Voor minder langetermijn-opslag kunnen overschotten stroom naar warmte worden omgezet en worden gebruikt in industriële processen, maar ook voor huishoudens.
Verbeteren van leveringszekerheid: Regelbare productiecapaciteit, zoals elektriciteitscentrales en warmte-krachtinstallaties op waterstof of biomethaan, kan bijdragen aan een stabiel aanbod van energie.
Kortetermijnbalancering van het net: Batterijen, vliegwielen en andere technologieën kunnen snelle fluctuaties in vraag en aanbod opvangen in het elektriciteitsnet. Ook warmtenetten en gasnetten gebruiken buffers voor het balanceren van het net, zodat de wenselijke temperatuur (warmtenet) of druk (gassen) gehandhaafd blijven.
Netcongestie voorkomen: Tijdelijke opslag van elektriciteit, warmte of waterstof kan helpen om pieken in productie lokaal op te vangen en later gecontroleerd aan het net terug te leveren. Dit bespaart kosten voor zowel afnemers als voor netbeheerders.

Hoeveel energieopslag is er nodig?

Hoeveel energieopslag nodig is in het energiesysteem is afhankelijk van de samenstelling van het systeem, die kan verschillen al naargelang de keuzes die worden gemaakt in de energietransitie. De behoefte hangt af van elektrificatie, interconnectie, vraagsturing en conversie. Het International Energy Agency (IEA) geeft richting: om op koers te blijven voor net-zero is er in 2030 een energieopslagcapaciteit nodig van ongeveer zes keer zo groot nodig als in 2023. De grid-scale-opslag groeit ~35× t.o.v. 2022 (wereldwijd). (IEA Blob Storage). In EU-perspectief raamde EASE voor 2030 ~200 GW opslagvermogen (≥600 GW in 2050) (EASE Storage).

Voor Nederland duidt de Routekaart Energieopslag de mix die nodig is voor de toekomst: elektriciteitsopslag voor kortere duur (uren-dagen), waterstof en warmte voor langere termijn opslag en seizoensbalans. Om een beeld te geven: de huidige ondergrondse gasopslagen vertegenwoordigen tientallen TWh (=miljarden kWh) aan energie-inhoud; in 2025 rapporteert Energy Storage NL een verwachtte groei naar 2 GWh aan elektriciteitopslag, de warmteopslag is al groter is dan 10 GWh en opslag van waterstof in zoutcavernes gaat al richting de honderden GWh per caverne. Om de huidige rol van opslag van fossiele brandstoffen te vervangen door duurzame oplossingen zijn vele GW aan vermogen nodig in combinatie met tientallen miljarden kWh (TWh) aan opslagvolume om het systeem betrouwbaar, betaalbaar en in balans te houden.

Opslag in moleculen

Hoe werkt energieopslag in moleculen?

Bij moleculenopslag wordt elektriciteit via conversieprocessen zoals elektrolyse of Power-to-X omgezet in chemische energiedragers zoals waterstof, methanol, ammoniak of synthetisch methaan. Deze energiedragers kunnen vervolgens voor langere tijd worden opgeslagen in tanks of ondergrondse structuren zoals zoutcavernes of lege gasvelden. Omdat moleculen energiedicht zijn en goed te transporteren, zijn ze vooral geschikt voor grootschalige en langdurige opslag (weken tot maanden), waar batterijen tekortschieten.

Op welke manieren kunnen moleculen worden ingezet?

Moleculen bieden flexibiliteit omdat ze breed toepasbaar zijn in het energiesysteem. Ze kunnen direct worden gebruikt als grondstof of brandstof in de industrie, als energiedrager in zwaar transport (scheepvaart, luchtvaart, vrachtvervoer), of via reconversie weer worden ingezet voor elektriciteitsproductie bij tekorten. Bovendien kunnen moleculen internationaal worden vervoerd en verhandeld, waardoor ze niet alleen flexibiliteit maar ook leveringszekerheid vergroten.

Voorbeeld: Het project HyNetherlands in Delfzijl combineert elektrolyse met productie van groene waterstof, die zowel direct in de industrie wordt gebruikt als in de toekomst kan worden omgezet naar ammoniak voor export of transport. Daarmee laat het zien hoe moleculen meerdere functies in het energiesysteem kunnen vervullen.

Opslag in batterijen

Hoe werkt energieopslag in batterijen?

Batterijen slaan elektriciteit op in de vorm van chemische energie, die via elektrochemische reacties weer kan worden vrijgemaakt. Een batterij bestaat uit een anode, een kathode en een elektrolyt waarlangs ionen zich bewegen. Tijdens het laden worden elektronen via een externe stroomkring verplaatst en slaan ionen zich op in de elektroden. Tijdens ontladen loopt het proces omgekeerd: de opgeslagen energie komt terug als elektriciteit die direct bruikbaar is.

Het rendement van batterijen is relatief hoog: doorgaans gaat 10–20% van de energie verloren, waardoor ongeveer 80–90% van de ingevoerde stroom weer bruikbaar beschikbaar komt. Dit maakt batterijen zeer geschikt voor kortdurende opslag (uren tot dagen), zoals voor het opvangen van variaties in zonne- en windproductie en het balanceren van het elektriciteitsnet.

Welke typen batterijen bestaan er?

Er bestaan verschillende typen batterijen met elk hun eigenschappen. Lithium-ion batterijen zijn het meest gangbaar en worden breed toegepast in elektrische voertuigen en netopslag. Flow-batterijen, waarbij elektrolytvloeistoffen in aparte tanks worden opgeslagen, zijn schaalbaar en geschikt voor langere ontlaadduur. Nieuwe technologieën zoals solid-state, natrium-ion en ijzer-lucht batterijen zijn in ontwikkeling, met als doel lagere kosten, hogere efficiëntie, hogere veiligheid, minder afhankelijkheid van schaarse materialen en/of langere opslagduur.

Voorbeeld: Een Nederlands bedrijf ontwikkelt een innovatieve broom-waterstof-flowbatterij, die geschikt is voor langdurige opslag en gebruik maakt van ruim beschikbare materialen. In nauwe samenwerking met verschillende partijen wordt gewerkt aan opschaling naar industriële schaal, wat laat zien hoe Nederlandse innovaties kunnen bijdragen aan een betaalbaarder en duurzamer batterijportfolio.

Op welke manieren kunnen batterijen worden ingezet?

Batterijen zijn breed inzetbaar in het energiesysteem en kunnen op verschillende niveaus flexibiliteit bieden. In de Routekaart Energieopslag worden drie hoofdcategorieën onderscheiden:

Bij de opwek – Batterijen kunnen direct naast wind- en zonneparken geplaatst worden. De elektriciteit wordt opgeslagen op momenten dat de productie groter is dan de transportcapaciteit of de vraag, en wordt later teruggeleverd. Dit voorkomt dat duurzame productie moet worden afgeschakeld (curtailment) en helpt bij het verlagen van netcongestie.
Bij het transport- en distributienet (systeembatterijen) – Grootschalige batterijen op strategische locaties in het elektriciteitsnet kunnen worden ingezet door netbeheerders. Ze helpen bij balancering (frequentiehandhaving, FCR/FRR), kunnen pieken in vraag of aanbod opvangen en vertragen de noodzaak tot verzwaring van het net. Ook op extreem korte tijdsschaal (milliseconde) kan batterijopslag bijdragen aan de balancering van het net, wat voorheen geleverd werd door zware draaiende generatoren (inertia).
Bij afnemers (decentrale opslag) – Batterijen kunnen worden geplaatst bij huishoudens, bedrijven, landbouw en de industrie. In huishoudens en utiliteit gebeurt dit vaak in combinatie met zonnepanelen of andere eigen opwek, zodat lokaal opgewekte elektriciteit beter gebruikt kan worden. In de glastuinbouw en industrie kunnen batterijen helpen de eigen vraag te sturen, pieken in elektriciteitsverbruik af te vlakken en energiekosten te verlagen. Ook elektrische voertuigen worden gezien als een belangrijke batterijtoepassing: via slim laden en vehicle-to-grid kunnen ze bijdragen aan flexibiliteit. Bij laadpleinen kunnen batterijen helpen om netcongestie of verzwaring te reduceren.

Opslag in warmte

Hoe werkt energieopslag in warmte?

Warmteopslag houdt in dat warmte tijdelijk wordt vastgehouden in een medium, om deze later te gebruiken. Er zijn verschillende vormen:

Kortdurende opslag (uren tot dagen): vaak in warmwaterbuffers of tanks bij woningen, industrie, landbouw en warmtenetten
Langdurige of seizoensopslag (weken tot maanden): bijvoorbeeld in ondergrondse aquifers (ATES), boorgaten (BTES) of mijnen. Daarmee kan warmte die in de zomer beschikbaar komt, zoals van zonthermie, geothermie of industriële restwarmte, in de winter worden benut. Omdat warmteverlies bij transport groot is, wordt opslag meestal lokaal toegepast, dicht bij de bron of de gebruiker.

Ook nieuwe technieken komen op: thermochemische opslag en opslag in hoge-temperatuurmaterialen zoals gesmolten zouten of vaste stoffen. Deze zijn vooral interessant voor industriële toepassingen en collectieve systemen, omdat ze een hogere energiedichtheid en minder warmteverlies over langere tijd mogelijk maken.

Voorbeeld: De E-boiler in Ypenburg (Den Haag, 12 MWth) zet elektriciteit om in warmte, die vervolgens in een buffer wordt opgeslagen en ingezet voor het lokale warmtenet. Zo helpt warmteopslag niet alleen de warmtevraag te dekken, maar ook pieken in elektriciteitsproductie op te vangen.

Op welke manieren kan warmteopslag worden ingezet?

Warmteopslag kan bijdragen aan verschillende onderdelen van het energiesysteem, afhankelijk van opslagtijd en temperatuur:

Kortdurende opslag maakt het mogelijk om dag-nachtfluctuaties te overbruggen, bijvoorbeeld met buffervaten voor zonneboilers of e-boilers in warmtenetten.
Seizoensopslag maakt duurzame bronnen met sterk seizoensgebonden productie (zoals zonthermie of geothermie) beter bruikbaar en draagt bij aan leveringszekerheid in de winter.
Laagtemperatuur-opslag past vooral in de gebouwde omgeving en collectieve warmtenetten.
Hogetemperatuur-opslag is geschikt voor de industrie, waar hoge proceswarmte nodig is.

Voorbeelden:

E-boiler Ypenburg (Den Haag, 12 MWth) zet elektriciteit om in warmte en buffert die in tanks, waarmee het warmtenet wordt ondersteund en pieken in het net worden opgevangen.
Warmtebatterijen die voor huishoudens, sportverenigingen of bedrijven warmte opslaan voor ruimte- of tapwaterverwarming kunnen slimmer omgaan met pieken in (eigen) opwek en/of de elektriciteitsrekening verlagen door te laden tijdens goedkopere uren.

Ontwikkeling energieopslag

Welke ontwikkelingen zijn er op het vlak van energieopslag?

De markt voor energieopslag groeit snel en is volop in beweging. Batterijen zijn de snelst ontwikkelende technologie: eind 2021 stonden er al ruim 2.100 systemen in Nederland, goed voor 185 MWh. Het grootste deel daarvan bestaat uit systeembatterijen. In de pijplijn zit ongeveer 34 GW aan projecten, al is een groot deel daarvan nog onzeker. Naast lithium-ionbatterijen worden in Nederland ook flowbatterijen en opkomende technologieën zoals natrium-ion en solid-state ontwikkeld.

Bij moleculenopslag ligt de nadruk op waterstof en afgeleide energiedragers. In verschillende projecten (bijvoorbeeld Zuidwending in Veendam) wordt onderzoek gedaan naar opslag in zoutcavernes en zelfs opslag in lege gasvelden voor de toekomst. Ook ammoniak en methanol kunnen een rol spelen als opslagdragers. Bij warmteopslag zien we eerste toepassingen van decentrale warmteopslag bij de gebouwde omgeving en de opschaling van seizoensopslag in de gebouwde omgeving in combinatie met warmtenetten (bijvoorbeeld Mijnwater in Heerlen). Daarnaast zijn er belangrijke ontwikkelingen in hoge-temperatuuropslag in de industrie (zoals bij PepsiCo). Internationale ontwikkelingen wijzen op een enorme groei: het International Energy Agency (IEA) verwacht dat de wereldwijde opslagcapaciteit in 2030 zes keer groter zal zijn dan in 2023, waarbij vooral netgekoppelde batterijen (grid-scale) sterk zal toenemen.

Wat is de mogelijke rol van Energiehubs in energieopslag?

Energiehubs zijn samenwerkingen op lokaal of regionaal niveau, waarin bedrijven, gemeenten, netbeheerders en andere partijen hun energievraag en -aanbod gezamenlijk organiseren. Energieopslag speelt hierin vaak een sleutelrol. Batterijen kunnen pieken in elektriciteitsproductie en -vraag opvangen, warmteopslag maakt lokale benutting van restwarmte en duurzame bronnen mogelijk en moleculen (zoals waterstof) kunnen worden ingezet als buffer voor langere perioden.

TNO benadrukt dat hubs bijdragen aan het verminderen van netcongestie en het efficiënter benutten van infrastructuur, omdat meerdere gebruikers samen flexibiliteit organiseren in plaats van ieder apart. In de praktijk gebeurt dit al, bijvoorbeeld op bedrijventerrein HoogTij in Zaanstad, waar bedrijven met zonne-energie en batterijen samenwerken in een lokale hub.

Hoe wordt de ontwikkeling van energieopslag gestimuleerd?

De ontwikkeling van energieopslag wordt gestuurd door een mix van beleid, marktprikkels en innovatieprogramma’s. In Nederland wordt opslag indirect ondersteund via de SDE++, die flexibiliteitsopties zoals e-boilers en waterstofproductie subsidieert, en via het Nationaal Groeifonds dat investeert in grootschalige waterstof- en batterijprojecten. Ook Europese programma’s zoals IPCEI-batterijen en IPCEI-waterstof spelen een belangrijke rol in de opschaling. De Routekaart Energieopslag benadrukt dat een duidelijke regulerings- en marktvisie cruciaal is om investeerders zekerheid te geven en de noodzakelijke groei van opslag te realiseren.

Daarnaast zijn er gerichte onderzoeks- en innovatieprogramma’s en voor alle vormen van opslag zijn er pilots en demonstratieprojecten in combinatie met onderzoekslaboratoria en fieldlabs om deze technologieën versneld naar de markt te brengen.

Het Samenwerkingsprogramma Energieopslag van de Topsector Energie is opgericht om als centraal punt te fungeren waar kennis, innovatie en samenwerking rondom energieopslag samenkomen. Het programma verbindt publieke en private partijen, kennisinstellingen en marktpartijen, en richt zich op het ontsluiten en bundelen van kennis die nu vaak versnipperd is over verschillende sectoren en disciplines.