Als wetenschappelijk medewerker van het directoraat voor Energie, Transport en Klimaat van het Joint Research Centre van de Europese Commissie geeft Andreas Pfrang leiding aan het batterijteam in Petten. Hierin onderzoekt hij met zijn team welke eisen er gesteld moeten worden aan batterijen op het gebied van prestatie, veiligheid en milieu-impact. Een lastige balanceeract omdat de eisen moeten aansluiten op de praktijk, maar ook een vergezicht moeten schetsen.

Waar focust jullie onderzoek zich op?
“Het Joint Research Centre is onderdeel van de Europese Commissie en functioneert als de technisch-wetenschappelijke afdeling. Dat betekent dat we technisch-wetenschappelijk onderzoek doen om aankomende wetgeving goed te onderbouwen. Dat kunnen we natuurlijk niet met alle onderwerpen tot in detail doen, maar omdat batterijen belangrijk zijn voor de toekomst van Europa, is het belangrijk dat wij gedegen, ook experimenteel onderzoek kunnen doen.

Neem bijvoorbeeld de Net-Zero Industry Act. Daarvoor heeft het Joint Research Centre onderzocht hoeveel er moet worden geïnvesteerd in welke hernieuwbare energietechnologie. We zullen het meeste moeten investeren in batterijtechnologieën, maar hoeveel? Daarvoor leveren we de juiste cijfers en technische steun aan andere afdelingen van de Europese Commissie.

Bij batterijen onderzoeken we wat de juiste prestatie- en veiligheidseisen zijn en hoe de hele levenscyclus milieuvriendelijk kan worden door middel van de juiste wetgeving. Dat begint bij de vraag waar we staan en waar we naartoe moeten.

Ook werken we aan veiligheidstesten van elektrische auto’s, zodat deze een vergelijkbaar veiligheidsniveau bereiken als auto’s met een verbrandingsmotor.

Uiteindelijk willen we dat alle industriële producten, niet alleen batterijen en elektrische auto’s, een zo klein mogelijke milieu-impact over de hele levenscyclus veroorzaken, zoals omschreven in het Sustainable Products Initiative. Een belangrijk voorbeeld is het reduceren van de CO2-uitstoot om de opwarming van de aarde te beperken.”

Hoe gaan jullie te werk?
“Als duidelijk is dat er een nieuwe eis moet komen, begint het bij ons met de vraag: hoe meet ik dat? In sommige gevallen kunnen we daarvoor terugvallen op onze expertise omdat het duidelijk in de wetenschappelijke literatuur of een bestaande norm staat beschreven, maar er zijn ook dossiers waarbij dit niet zo duidelijk is. Daarvoor hebben we laboratoria om zelf te kunnen testen.

Daarnaast dragen we bij aan de ontwikkeling van nieuwe normen. We willen kunnen beantwoorden wat goede prestatie-eisen zijn, wanneer een batterij echt veilig is of wat de echte milieu-impact van een product is.

Als bijvoorbeeld een batterij in China wordt gemaakt en vervolgens naar Nederland wordt geïmporteerd, dan moet de importeur in de toekomst de CO2-voetafdruk van het product doorgeven vanwege de Battery Regulation. Dit is ingevoerd vanwege het belang voor de Europese Unie, maar hoe kun je meten of de doorgegeven gegevens kloppen? Dan is er een standaard meetmethode nodig zodat een consument kan zien wat de impact van een product nou echt is. Alles begint bij meten.

Dat doen we overigens samen met andere locaties van het Joint Research Centre, zoals Ispra en Sevilla. Daar brengen onze collega’s bijvoorbeeld in kaart waar batterijmaterialen vandaan komen of welke materialen al efficiënt gerecycled kunnen worden.

We moeten richting een circulaire economie toewerken en daarom komen er Europese eisen aan het percentage gerecyclede grondstoffen in batterijen. Maar we willen dat het productieproces zelf óók plaatsvindt met minder milieu-impact.”

Waarom zoeken jullie hierbij de samenwerking met het bedrijfsleven op?
“Onze wetgevingsvoorstellen moeten relevant zijn voor de praktijk. Daarvoor moet je zelf ook dicht op de praktijk zitten en op de hoogte zijn van de ervaringen van de industrie. Door middel van stakeholderconsultatie nemen we de industrie mee in het proces.

Dat werkt redelijk goed, mede omdat de industrie hierin goed participeert, maar dat kan natuurlijk altijd beter. We weten dat de batterijmarkt competitief is en dat het daarom balanceren is voor deze bedrijven hoeveel ze kunnen en willen delen. Maar uiteindelijk zijn zij ook gebaat bij goede wetgeving die aansluit op hun producten. Verder stellen we onze laboratoria open voor bedrijven zodat zij hun batterijen kunnen testen.”

Wat is hierin de grootste uitdaging?
“Kijkend naar de milieu-impact van batterijen is de degradatie heel belangrijk. Als een batterij te snel kapot gaat, is dat slecht voor het milieu. Maar hoe snel mag een batterij kapot gaan? Voor iedere applicatie ziet dat er iets anders uit.

Voor een niet-onderbreekbare voeding of uninterruptible power supply (UPS) is dat weer heel anders dan voor een combinatie van een batterij met een zonnepaneel of een batterij die meermaals per dag laadt en ontlaadt. Technisch-wetenschappelijk gezien is het een uitdaging om eisen te stellen die aan de ene kant niet makkelijk te halen zijn, maar ook weer niet onhaalbaar. We willen namelijk niet alleen de milieu-impact reduceren, maar ook competitief blijven als Europese Unie.

Als Europese Unie willen we ook onafhankelijk worden, maar we zien dat bijvoorbeeld China goedkoop batterijen en hernieuwbare energie-installaties kan maken. Daarin moet je een balans weten te vinden tussen geopolitiek zo onafhankelijk mogelijk opereren en de energietransitie zo goedkoop en efficiënt mogelijk uitvoeren. Dat is een lastige spagaat, maar we zijn op een goede weg.

Een andere grote uitdaging is de ontwikkeling van nieuwe batterijtechnologieën. Op dit moment ligt de grote focus in applicaties op lithium-ion batterijen, maar dat is langzaam aan het veranderen.”