“Batterijen spelen een essentiële rol in de energietransitie, zowel in het energiesysteem als in de mobiliteit”, zo schreef Vivianne Heijnen, staatssecretaris van Infrastructuur en Waterstaat, bij de presentatie van de Nationale Actieagenda Batterijsystemen aan de Tweede Kamer. Ook het kabinet is overtuigd van het belang van batterijsystemen voor de energietransitie, maar ook bij het inpassen van batterijen in het energiesysteem moeten betaalbaarheid, duurzaamheid en leveringszekerheid in balans zijn, en dat valt aan de inzet van het kabinet nog niet af te lezen.

Dat wind- en zonne-energie samen met energieopslag de belangrijkste pijlers worden van het toekomstige elektriciteitssysteem is duidelijk, maar hoe gaan de verhoudingen eruit zien? In deel 2 van dit tweeluik de (ontbrekende) batterijstrategie.

Lees ook: Welke rol kunnen zonne-energie en batterijsystemen gaan spelen in de toekomst?

“Met de in 2020 opgestarte Nederlandse batterijenstrategie laten wij de toename van het gebruik van batterijen in de samenleving veilig, verantwoord en duurzaam verlopen en willen wij de kansen ervan slim benutten. Dit gebeurt aan de hand van vijf pijlers, namelijk grondstoffen, circulariteit, veiligheid, economische perspectieven en het energiesysteem”, zo sommen de auteurs van de Nationale Actieagenda Batterijsystemen op.

Hoewel het kabinet de waarde van batterijsystemen voor de energietransitie duidelijk ziet, is de actieagenda niet gericht op het inpassen van batterijen in het toekomstige elektriciteitssysteem. De mogelijkheid om er netcongestie mee te lijf te gaan wordt uiteraard wel genoemd, maar de overduidelijke aandacht ligt op het potentiele verdienvermogen.

Volgens onderzoek van consultant PWC Strategy& is dat 2,5 miljard euro in 2030 en kunnen er tot die tijd ruim 13.000 fte’s worden gecreëerd in de Nederlandse batterijsector. Om dit potentieel aan te kunnen boren heeft Nederland zes ambitieuze zogenoemde moonshots ontwikkeld.

Lees ook: Kabinet mikt op moonshots met lancering strategie batterijsystemen

Nederland wil in 2025 in de top-5 staan voor het ontwikkelen van veilige en duurzame nieuwe materialen en cellen. In 2030 wil Nederland dat Nederlandse machinebouwers leveren aan de grote Europese gigafactories, internationaal onderscheidende batterijsystemen leveren voor zwaar transport, koploper zijn op het gebied van batterijtesten voor zwaar transport en systemen voor netondersteuning, batterijen met 130 uur opslagduur creëren voor voldoende netcapaciteit en regelbaar vermogen en een onafhankelijke Nederlandse infrastructuur realiseren met toegang tot gerecyclede grondstoffen. Om dit alles aan te jagen heeft Nederland het Battery Competence Cluster NL opgericht.

130 uur als ijkpunt
“Die 130 uur is gebaseerd op de duur van een langdurend tekort”, vertelt Guido Dalessi, CEO van Elestor en lid van de expertgroep die de Nationale Actieagenda Batterijsystemen heeft opgesteld. “Incidenteel kan het natuurlijk een keer meer dan dat worden, maar aan de hand van hele uitgebreide data van Ørsted hebben we geanalyseerd dat dit dé periode is die we moeten gaan overbruggen voor langdurige energieopslag.”

Uit deze analyse kwam naar voren dat voor een maximale opslagduur van ongeveer 130 uur er overbuilt nodig is aan de opwekkant óf aan de kant van de batterijopslagcapaciteit. Volgens Dalessi is het een veelgemaakte denkfout dat dit niet met batterijopslag kan worden gerealiseerd.

“Als het over batterijen gaat dan gaat het al snel over lithium-ion-batterijen, maar dat is voor kortdurende opslag. Bij Elestor werken we aan een waterstofbromide flowbatterij die zo’n periode kan overbruggen. De batterij gedraagt zich tijdens het opladen als een electrolyser en als een brandstofcel tijdens het ontladen. De systemen kunnen zo geconfigureerd worden, dat ze kostenefficiënt tot wel vijf dagen achter elkaar kunnen laden of ontladen.”

Lees ook: Flowbatterij van Elestor heeft potentie als bidirectionele energiecentrale

Daarbij gebruikt het batterijsysteem broom als actief materiaal. Broom is een zoutresidu met een wereldwijde reserve van 100 miljard kiloton. “Zelfs als alle batterijen tot 2050 wereldwijd van het Elestor type zou worden gebouwd, dan zou daarvoor slecht circa 0,001 procent van de wereldvoorraad aan broom nodig zijn”, stelt Dalessi. Dat is belangrijk omdat de meest gebruikte batterijmaterialen lithium en vanadium respectievelijk 4 en 1 procent van de benodigde opslagcapaciteit kunnen dekken.

Ten slotte onderzoekt Elestor samen met Vopak de koppelkansen met de toekomstige waterstofbackbone om als bidirectionele energiecentrale regelbaar vermogen te leveren. “In plaats van een opslagtank koppelen we ons systeem direct aan een waterstofnet en injecteren we tijdens het laden waterstof in het net, bij het ontladen kunnen we dan weer waterstof onttrekken.”

Waarom Nederland met de Nationale Actieagenda Batterijsystemen in wil zetten op bedrijven als Elestor is duidelijk. Het zijn dit soort bedrijven die een belangrijke rol kunnen gaan spelen in het toekomstige verdienvermogen van Nederland én in het balanceren van het energiesysteem van de toekomst.

Die potentie ziet CE Delft-directeur Frans Rooijers ook, maar hij plaatst er wel een belangrijke kanttekening bij. “Natuurlijk zullen er innovatieve technieken komen die in de toekomst kunnen concurreren met regelbare centrales, maar die zijn er voorlopig gewoon nog niet op gigawattschaal. Daarnaast blijf je afhankelijk van hernieuwbare energieoverschotten en daarvoor moet er fors meer worden geïnvesteerd, zonder dat het businessmodel nu helder is.”

De trias energetica
Rob Jetten, minister voor Klimaat en Energie, zei eind 2022 toe om begin 2023 met een routekaart voor energieopslag te komen. 2022 heeft bewezen dat het van het grootste belang is dat deze routekaart een evenwichtig beeld zal geven.

Hoewel de verwachting is dat lang niet alle projecten worden gerealiseerd is er in een jaar tijd een enorme batterijcapaciteit in de pijplijn gekomen. 34 gigawatt, terwijl sommige studies erop wijzen dat dit al veel meer is van de benodigde kort- én langdurige opslagcapaciteit in 2030. Daarnaast heeft de energiecrisis geleid tot krapte op de energiemarkt en hoge prijzen.

Lees ook: 34 gigawatt aan batterijprojecten in de pijplijn

De technieken om het regelbare vermogen CO2-vrij te krijgen bestaan al, maar moeten worden opgeschaald. “De overheid kan bij dergelijke technologie delen in de financiële risico’s”, concludeerde het Expertteam Energiesysteem 2050. Hiermee kan de betaalbaarheid van het opbouwen van het toekomstige energiesysteem beter worden gewaarborgd.

Daarnaast moet de elektriciteitsvoorziening, inclusief het omzetten van de ene bron naar andere en het opslaan van energie, zo snel mogelijk worden uitgebreid. Goede locatiekeuzes voor de vraag en aanbod van energie en CO2-vrije flexibiliteit zijn daarbij cruciaal. Het inpassingskader dat de netbeheerders eind 2022 hebben gepresenteerd en verder uitwerken met Energy Storage NL is hiervoor een goede eerste stap.

Lees ook: Expertteam: ‘Geef voorrang aan energiebesparing, gedragsverandering en elektriciteitssysteem’

Het expertteam benadrukt dat het noodzakelijk is dat er duidelijkheid komt over de spelregels en realisatiemomenten, en dat een spoorboekje met gedeelde commitment hierbij vertrouwen kan wekken. Het spoorboekje van CE Delft kan hiervoor bijna één-op-één worden overgenomen. Zeker ook omdat de beleidsmaatregelen – die de onderzoekers voorstellen – de investeringszekerheid en daarmee de toekomstige leveringszekerheid garanderen in een energiesysteem dat is gebouwd op duurzame energie.

Volgens CE Delft kan de overheid de leveringszekerheid zeker stellen met een capaciteitsmarkt, hoge boetes en, of eigen investeringen in productiemiddelen. Een algemene capaciteitsmarkt voor de beschikbaarheid van flexibel vermogen zou volgens de onderzoekers moeten komen met eisen aan de CO2-uitstoot van het flexibel vermogen en financiële ondersteuning om de elektriciteitsvraag bij te kunnen benen.

Een leveranciersverplichting met hoge boetes als zij niet kunnen leveren zou leveranciers stimuleren om energieopslag in hun businesscase op te nemen. Hiermee zullen zij stabielere hoeveelheden stroom leveren in plaats van alleen te focussen op groei.

Eigen investeringen in productiemiddelen is ook een mogelijkheid en zou betekenen dat de overheid CO2-vrije regelbare centrales (om)bouwt en deze verhuurt aan marktpartijen. Hierdoor ontstaat er een risico op onderbezetting, maar zou er wel voldoende leveringszekerheid ontstaan. CE Delft wijst erop dat het kabinet iets vergelijkbaars heeft gedaan met de Gate terminal voor LNG-import die Gasunie huurt.

Om daarna het prijsgat tussen fossiel en CO2-vrij regelbaar vermogen te dichten stelt CE Delft een mix voor van normering, beprijzing en subsidiëring. Om zowel hernieuwbare overschotten als kort- en langdurige energieopslag te realiseren is er marktsturing vanuit de overheid noodzakelijk.

Lees ook: CE Delft: ‘100 procent CO2-vrije elektriciteit in 2035 kan alleen met nieuw beleid’

“Dat is de belangrijkste factor die een snelle opschaling van grootschalige batterijen in de weg staat”, aldus Rooijers. “Met een 90 procent korting op het transportafhankelijk nettarief worden batterijen in de huidige markt rendabel op de onbalansmarkt. Met hoge energieprijzen zou dat minder kunnen worden, maar het moet sowieso substantieel zijn. Commerciële partijen blijven risico houden met de prijsverschillen tussen de ochtenden en avond.”

Al met al is het belangrijkste gegeven dat de routekaart energieopslag een balans is van de trias energetica. CO2-vrije opwek en opslag moeten fors groeien om de duurzaamheid en leveringszekerheid te kunnen garanderen in het elektriciteitssysteem van de toekomst. Daarbij is (financiële) ondersteuning noodzakelijk om de CO2-vrije opbouw te kunnen laten concurreren met de fossiele alternatieven.

Hiervoor is duidelijk overheidsbeleid cruciaal. Verschillende marktpartijen zijn al aan de slag gegaan waardoor er zonder duidelijk beleid een risico ontstaat op een wildgroei van batterijsystemen. De overheid denkt vanuit een duurzaam verdienmodel, ondernemers denken vanuit hun businesscase en netbeheerders vanuit het voorkomen van netcongestie. Het is nu aan minister Jetten om die drie in één lijn te verenigen.

Dit artikel is eerder gepubliceerd in het Nationaal Solar Trendrapport 2023, een gezamenlijke uitgave van Solar365 en Dutch New Energy Research. Wilt u het hele rapport lezen met alle trendanalyses en marktdata? Klik dan hier.