1. Wat is een superbatterij?

Batterijen kennen we allemaal, en ook grote, krachtige batterijen zijn niet nieuw. De eerste auto’s waren elektrische auto’s met ‘superbatterijen’. Bij de ontwikkeling van de auto begin vorige eeuw hadden elektrische motoren met nikkel-ijzer batterijen als krachtbron aanvankelijk een voorsprong op de brandstofmotor, schetst Fokko Mulder, hoogleraar energieopslag aan de TU Delft. Ze waren gebaseerd op een uitvinding van Thomas Edison. ‘’Op oude foto’s kun je nog Porsches en T-Fords zien met dergelijke accu’s.’’ Later werden de accu’s (van lood) alleen nog maar gebruikt als startmotor. Sinds begin deze eeuw maken grote batterijen een wereldwijde comeback. Behalve voor elektrische auto’s nu ook als opslag van elektriciteit, gekoppeld aan het elektriciteitsnet. In de energietransitie zijn ze onmisbaar.

2. Hoezo zijn ze cruciaal?

Zon en wind zijn aan een enorme opmars bezig. Vorig jaar waren ze, met biomassa samen, in Nederland goed voor 41 procent van de opgewekte stroom, tegen 33 procent het jaar ervoor. Vooral zonnepanelen, die relatief weinig ruimte innemen, gaan heel goed; die wekten in 2022 40% meer op dan het jaar ervoor. Gas- en kolencentrales zijn regelbaar en kunnen worden aangepast aan de vraag. Zon en wind zijn niet regelbaar. Hierdoor kan het voorkomen dat ze op een zonnige dag met veel wind meer energie leveren dan we nodig hebben, of op een bewolkte windstille dag juist te weinig produceren. Dat leidt tot een probleem in de elektriciteitsvoorziening.

Nu nog worden die pieken en dalen opgevangen door CO2-intensieve kolen- en gascentrales, die dan zachter of harder draaien. In de energietransitie kunnen superbatterijen die rol overnemen door overtollige energie op te slaan en bij tekorten weer aan het net te leveren. “Voor kortstondige opslag van duurzame elektriciteit zijn batterijen uitermate geschikt”, legt professor Mulder uit. “Ook om de verschillen binnen 24 uur op te vangen. ’s Nachts waait het gemiddeld beduidend minder dan overdag. Voor langdurige opslag van zonne- en windenergie moet je daarvan echter waterstof, alcohol of vloeibare ammoniak maken.”

Daarnaast helpen superbatterijen om verschillen in netspanning die door storingen ontstaan op te vangen. Ze maken het mogelijk dat netbeheerder TenneT de frequentie van het elektriciteitsnet op 50 hertz kan houden. Dit is het aantal keren per seconde dat de netspanning tussen negatieve en positieve waarden wisselt. Als de frequentie niet klopt, krijgen we black-outs.

3. Wat is de rol van Triodos Bank?

In Nederland heeft de start-up Giga Storage twee superbatterijen laten bouwen die beide door Triodos Energy Transition Europe Fund gefinancierd worden. De grootste, de Buffalo in Lelystad, met een vermogen van 25 megawatt en een capaciteit van 48 megawattuur, werd begin oktober door minister Jetten voor Klimaat en Energie geopend. Jaarlijks kan die de hoeveelheid elektriciteit opslaan die wordt gebruikt door negenduizend huishoudens. Eneco huurt de opslag.

“De markt voor superbatterijen is nog tamelijk nieuw en dan duurt het even voor grote bedrijven verwachten dat banken ze willen financieren”, zegt Remko de Bie, Senior relatiemanager Energie en Klimaat bij Triodos Bank. Wij zagen al wel dat er een vraag was die andere banken niet oppakten. Onze houding is: als we meer duurzame energie willen en overbelasting op het net willen voorkomen, moet er iets gebeuren. Triodos was dan ook een van de eerste om in superbatterijen te financieren, bijvoorbeeld die van Semper Power, maar ook die van Giga Storage via ons beleggingsfonds. Inmiddels hebben we al tien leningen afgesloten voor superbatterijen, van 10 tot 30 megawatt, waarvan het merendeel in Nederland.”

“Triodos Energy Transition Europe Fund heeft onze eerste batterij, de eerste grootschalige superbatterij in Nederland, echt mogelijk gemaakt”, beaamt Lars Rupert, CFO van Giga Storage. “Ze hadden de positie van junior financier en hadden niet de zekerheid die onze crowdfunders hadden: die mensen zouden als eersten hun geld terugkrijgen als het mis zou gaan. Dat is heel bijzonder, want banken en investeerders trekken meestal de grootste zekerheid naar zichzelf toe.” 

Inmiddels worden de leningen steeds groter, legt Remko de Bie namens Triodos Bank uit, en kunnen deze niet meer door één bank worden gedragen. “Er komen superbatterijen aan van 100 megawatt. Volgens een recent onderzoek zijn er in de Nederlandse markt al voor 20 gigawatt aanvragen voor batterijprojecten ingediend. We zien langzaam dat ook andere banken interesse tonen. Dat is precies onze rol als voortrekker; andere banken laten zien dat het kan.”

4. Allemaal mooi die superbatterijen voor de energietransitie, maar hoe zit het met de duurzaamheid van de metalen die ervoor nodig zijn?

De grondstoffen van superbatterijen zijn doorgaans metalen als lithium, kobalt, mangaan en nikkel. De winning daarvan vraagt veel CO2 en gebeurt nogal eens onder onveilige omstandigheden. Een metaal als kobalt is schaars en in Congo de inzet van conflict. De eerste superbatterij van Giga Storage, de Rhino, bevatte inderdaad het schaarse kobalt en het veelgevraagde nikkel. Lars Rupert: “We hebben wel gecertificeerd kobalt gekocht met een certificaat van de Fair Cobalt Alliance, die toezicht houdt op de arbeidsomstandigheden en het milieu bij de mijnen. Voor de Buffalo hebben we in plaats van die zware metalen ijzerfosfaat gebruikt dat minder schaars is en makkelijker te delven.”

Wat voorlopig wel blijft is de afhankelijkheid van China voor het essentiële metaal lithium. “Op dit moment is China verreweg de grootste leverancier van lithium-batterijcellen”, erkent Rupert. “Hoezeer je ook minder afhankelijk zou willen zijn, je hebt haast geen keus. We kijken wel naar westerse ‘integrators’, bedrijven die de batterijen daadwerkelijk bouwen. En we zijn bezig met alternatieven voor het Chinese lithium, maar die hebben we dit jaar nog niet operationeel.”

En recycling?

“De grondstoffen van de lithium-ionbatterijen kunnen nog niet voor 100% worden gerecycled”, antwoord Remko de Bie. “Maar hier wordt wel aan gewerkt. De batterijen gaan ongeveer 10 tot 15 jaar mee. Tegen de tijd dat de eerste exemplaren aan het einde van hun leven zijn, is de techniek voor recyclen naar verwachting zo ver gevorderd dat we ze voor 100% kunnen recyclen.

Tegelijkertijd spreken we met bedrijven die de volgende generatie batterijen ontwikkelen waar geen lithium voor gebruikt hoeft te worden en alle grondstoffen hergebruikt kunnen worden.Het is niet voor niets een energietransitie, we zijn nog niet op ons einddoel maar wel al een flink eind onderweg.”

5. Moet ik thuis ook aan een batterij voor energieopslag?

Dat kan interessant worden voor zonnepaneelbezitters nu de salderingsregeling (waarbij je de stroom die je aan het net levert mag wegstrepen tegen de stroom die je betrekt als de zon niet schijnt) wordt afgebouwd. Dan kun je de opgewekte energie gebruiken voor de tijd zonder zonneschijn. Maar Remko de Bie ziet daar nog niet meteen een markt voor en een beperkte rol voor de bank. “Thuisbatterijen kosten nu nog duizenden euro’s en hebben een beperkte opslagcapaciteit.” En met de groei van het aantal elektrische auto’s zullen ook steeds meer mensen over een grote accu beschikken die je als thuisbatterij in kunt zetten. “De eerste elektrische auto’s die terug kunnen leveren – Vehicle to Grid – zijn al op de markt. Je hebt dan alleen nog een laadpaal nodig die terug kan leveren, en die komen eraan.” 

Ook milieuadviesorganisatie MilieuCentraal is niet enthousiast over de thuisbatterij. Naast de accu van de elektrische auto adviseert ze de veel efficiëntere collectieve opslag, in de vorm van buurtbatterijen.

6. Nu kan de grootste superbatterij aan negenduizend huishoudens leveren. Hoeveel superbatterijen hebben we nodig als we elektriciteit straks (bijna) helemaal duurzaam opwekken?

Om de rol van gas- en kolencentrales over te nemen die een constante levering van stroom garanderen, moeten er in Nederland vele gigawatts vermogen aan superbatterijen bijkomen. Schattingen variëren van 30 tot 53 gigawatt benodigd vermogen aan batterijen in 2050, afhankelijk van het gekozen scenario: als we stroomvoorziening internationaal regelen, is er minder opslagcapaciteit nodig dan wanneer elke regio zelfvoorzienend wil zijn. “Alles bij elkaar zitten we op dit moment aan zo’n 150 megawatt opgesteld vermogen”, zegt Remko de Bie.

Er moet dus nog veel meer worden geïnvesteerd in energieopslag door batterijen. En de banken zullen eraan moeten wennen dat ze bij de financiering een zeker ‘marktrisico’ nemen, aldus De Bie. 

7. Voor langetemijnopslag zijn superbatterijen nu (nog) niet geschikt. Wat mogen we verwachten van groene waterstof?

Water kan met overtollige zonne-of windenergie gesplitst worden in waterstof (in gasvorm) en zuurstof – die techniek heet elektrolyse. Die groene waterstof kan direct op de plaats van productie worden gebruikt of naar industriële installaties worden vervoerd via een gasnet of schepen. Zo zou de zware industrie kunnen vergroenen en kunnen de nieuwe windparken op zee hun stroom leveren (anders moet dat via lange dikke kabels op de zeebodem). Groene waterstof is ook uitermate geschikt voor seizoensopslag – in de zomer wek je meer op, maar verbruik je minder, in de winter andersom – wat superbatterijen (nog) niet kunnen.

In Nederland (en daarbuiten) schiet het nog niet zo op met de elektrolysers: op dit moment is er zo’n 5 megawatt aan productiecapaciteit voor groene waterstof. Een moderne windturbine levert dat bij een stevig windje al aan vermogen en zou in zo’n eentje dus alle Nederlandse elektrolysers bezig kunnen houden. De ambitie voor 2030 volgens het Klimaatakkoord is 3.000 à 4.000 megawatt, dus ook op dat gebied moet een serieuze versnelling plaatsvinden.

Remko de Bie tempert namens Triodos de verwachtingen: “De rol van waterstof is echt iets voor na 2030. Wij doen er al voorzichtig aan mee en helpen de eerste kleinschalige projecten in hun ontwikkeling. Maar de techniek is nog niet voldoende ontwikkeld en er is nog onvoldoende aanbod van groene elektriciteit. Daarnaast is de prijs van groene waterstof te hoog in verhouding tot de alternatieven. Dit gaat helaas niet opgelost worden met schaalvergroting zoals je dat wel zag bij zon- en windproductie.”

Kan waterstof dan dienen als een batterij voor lange termijn opslag van elektriciteit? Dit zal niet makkelijk zijn. Er gaat namelijk energie verloren tijdens de productie van waterstof door middel van elektriciteit en andersom ook als de waterstof weer in elektriciteit wordt omgezet. “Daarom zien wij waterstof vooral als hoopvolle techniek wanneer het direct gebruikt kan worden”, zegt de Bie. “In eerste instantie ter vervanging van de huidige, fossiele, waterstofconsumptie in de industrie, met het zware transport zoals scheepvaart als een goede tweede mogelijkheid.”

Fokko Mulder heeft zelf wel nog een ijzer in het vuur: de batterij-elektrolyser oftewel Battolyser. Op basis van de oude technologie, waarmee Thomas Edison auto’s liet rijden, ontwikkelde hij een eigen nikkel-ijzerbatterij. Die kan ook waterstof produceren, een twee-in-eenbatterij dus. De start-up Battolyser Systems wil de waterstofaccu binnen een paar jaar industrieel uitrollen. Mulder: “Die dubbele functie, opslag en waterstofproductie, maakt de ecologische footprint van de batterij kleiner. En er is geen tijd te verliezen, want de energietransitie stokt zonder duurzame energieopslag.”