Hoe leggen we een voorraadje zonnestroom aan?

De stroom valt uit. Eén dag windstilte plus een flink wolkendek en de stroomtoevoer stokt. Ineens zitten we zonder licht, computers, machines, alarm. Als we straks allemáál zelf stroom opwekken met zonnepanelen en windmolens, hoe leggen we dan een voorraadje aan?
Het hoeft niet eens meer lang te duren. In de nabije toekomst liggen op de daken van bedrijven en huizen overal zonnepanelen. Daarnaast prijken kleine windmolens. De wat grotere staan op bedrijfsterreinen of voor de kust. De stroom die dat oplevert gebruiken we zelf, en wat we overhouden leveren we aan de buren of terug aan het net. Het zou nóg mooier zijn als we die stroom tijdelijk konden opslaan. Want in de winter schijnt de zon minder, en waaien doet het ook niet altijd. Dus er zijn momenten en perioden dat we een voorraadje stroom goed kunnen gebruiken.

 

Maar ja, dat is nu precies een van de fundamentele energieproblemen: stroom kun je nu niet opslaan. Je móet het meteen gebruiken of geleiden naar een andere plek waar stroom nodig is. En dat probleem wordt groter naarmate het aandeel duurzame energie stijgt. Kijk maar naar de situatie die in Duitsland is ontstaan na de Energiewende naar zon en wind. Als de zon hard schijnt of de wind hard waait, kan Duitsland zijn energie niet kwijt en wijkt het uit naar het Nederlandse energienet. Om de energie daar kwijt te kunnen, moeten energiecentrales die op de fossiele brandstoffen kolen en gas draaien, tijdelijk uitgeschakeld worden. Anders ontstaat er te veel druk op het net. Dat klinkt allemaal makkelijker dan het is. Om te beginnen zet je ze niet zomaar even aan en uit. Het zou dus een hoop schelen als stroomopslag mogelijk is.

 

Klein beginnen

In het Gelderse Lochem wordt dit jaar door een consortium van bedrijven, waaronder energienetwerkbedrijf Alliander, gestart met een zogenoemd vehicle2grid-project. Grid staat voor het elektriciteitsnet, en wordt meestal gebruikt in combinatie met smart: het slimme net dat stroomgebruikers in staat stelt om precies af te lezen wat het gebruik en de productie van stroom is, en op welke momenten van de dag het slim is om stroom te gebruiken of juist op te laden. Vehicle staat voor de elektrische auto voor de deur, die tegelijkertijd dient als mobiele batterij. Immers: de accu van de auto kan worden opgeladen met de stroom die wordt opgewekt met de zonnepanelen op het dak.

Voor Lochem is gekozen omdat die gemeente vrij actief is op het gebied van duurzame energie en eigen energieopwekking. Dat is vooral te danken aan een groep enthousiaste burgers, die zich hebben verenigd in LochemEnergie. Alliander heeft daarop ingespeeld met het aanleggen van een testomgeving voor decentrale energieopwekking.
In Rotterdam is energiebedrijf Eneco begonnen met een proef met een auto-accu die is bevestigd aan een huis met zonnepanelen op het dak.

 

Trial and error

Het is de bedoeling om straks met één huishouden te beginnen. Waarom zo kleinschalig? Paul Bierman, projectmanager bij netwerkbedrijf Alliander: ‘Er is nog relatief weinig ervaring met dit soort projecten. Werkt de technologie? Is de bewoner bereid om stroom te laden en denkt hij eraan om dat ook echt te doen? Moet hij daarvoor beloond worden? Deze vragen moeten eerst worden beantwoord voordat je zo’n systeem op grotere schaal invoert. Want als er dan van alles misgaat, ben je veel verder van huis.’

Ook de wetgeving is nog niet toegespitst op decentrale opwekking en uitwisseling van energie. Zo is het nu wettelijk niet toegestaan voor particulieren om hun stroomoverschot te verhandelen met de buren. Het is wel mogelijk om het overschot terug te leveren aan het net. Dat wordt jaarlijks verrekend met de stroom die de gebruiker geleverd krijgt via het net. Deze mogelijkheid, die in het leven is geroepen om het gebruik van zonnepanelen te stimuleren, zou op termijn kunnen worden ingetrokken door de overheid. En dan moet je dus iets anders met je overschot, of je moet de stekker tijdelijk uit de zonnepanelen trekken.

Na de eerste ervaringen in Lochem wordt het stokje volgend jaar overgenomen door Amsterdam, dat ook een naam heeft hoog te houden als smart city. Het project wordt dan uitgebreid tot meerdere proeflocaties. Daar zit ook een bedrijfsgebouw bij. Paul Bierman van Alliander: ‘Een bedrijf heeft andere kenmerken dan een huishouden. In een bedrijfsgebouw heb je te maken met meerdere gebruikers, en er zijn andere momenten van laden en gebruik van energie.’ Het is uiteindelijk de bedoeling om het project in een hele wijk te laten draaien.

 

Accu of batterij?

In Amsterdam wordt ook een project opgezet met batterijen die zijn aangesloten op zonnepanelen. Volgens Arno van Zwam van Mastervolt, producent van zonne-energie-installaties, moeten we daarbij denken aan de omvang van een keukenkastje, ‘ongeveer net zo groot als het kastje voor de zonnepanelen die mensen toch al thuis hebben staan’. Batterijen van die omvang zijn gebaseerd op de dagbehoefte aan energie.

Het is de vraag wat handiger is: zo’n batterij aan huis of de accu van een elektrische auto. Een accu heeft als voordeel dat de stroom ook elders kan worden gebruikt; met de auto kun je immers ergens heenrijden en daar de accu ontladen. Van Zwam kan zich echter voorstellen dat autoleveranciers niet zitten te wachten op accu’s die continu worden gebruikt voor de opslag van stroom. Daar zullen ze toch eerder van slijten. Een consequentie van het gebruik van de auto-accu is ook dat de auto niet gebruikt kan worden als er stroom wordt opgeladen.

Op dit moment gebruiken consumenten die zelf energie opwekken ongeveer een derde daarvan direct. Dat kan worden verdubbeld met de inzet van accu’s. De rest zou dan verhandeld kunnen worden. Paul Bierman van Liander: ‘Het gaat ons vooral om slim gebruik zo dicht mogelijk bij de bron. Op deze manier krijg je een goed gebalanceerd elektriciteitsnet, en hoef je minder stroom te vervoeren. Uiteindelijk hoef je het net dan ook niet uit te breiden om aan de piekvraag te kunnen voldoen. De maatschappij wordt zo niet op kosten gejaagd.’

 

Waterstof en ammoniak?

Voor gebruik van dag tot dag voldoen accu’s en batterijen. Maar ze kunnen het seizoensprobleem van duurzame energie niet oplossen, zegt Fokko Mulder, hoogleraar Materials for integrated energy systems aan de TU Delft. Je zou stroom in de zomer moeten kunnen opslaan voor gebruik in de winter, maar dat is met accu’s en batterijen niet mogelijk. ‘Dan zou je heel grote – en dure – accu’s en batterijen nodig hebben. Die lopen bovendien langzaam leeg als je ze niet gebruikt.’
Een alternatieve toepassing voor een overschot aan stroom is de productie van waterstof (elektriciteit en water). Mulder: ‘Waterstof kun je ondergronds opslaan en later gebruiken als brandstof. Probleem is wel dat daarvoor zoutkoepels nodig zijn die je niet overal kunt vinden, en dat deze koepels helemaal dicht moeten zijn.’

Stroom kan ook worden gebruikt voor de productie van ammoniak (waterstof en stikstof), dat eveneens als brandstof kan worden gebruikt. Ammoniak is alleen wel giftig. Mulder heeft nog een optie: stroom gebruiken om water te verwarmen en dat ondergronds opslaan voor gebruik in de winter. Of omgekeerd water koelen en opslaan voor gebruik in de zomer.
Deze toepassingen bevinden zich nog in het stadium van gedachtenvorming. Maar we zullen hoe dan ook aan de opslag van energie moeten geloven. Mulder: ‘In het kader van het Energieakkoord wordt er 10,5 gigawatt aan windmolens bijgebouwd. Jaarlijks gebruiken we 8 gigawatt aan stroom. Het overschot zul je dus in elk geval voor een deel moeten opslaan.’

 

In de achtertuin

Als iedereen zelf energie opwekt, heeft dat gevolgen voor de omvang van energiebedrijven. Maar uiteindelijk zijn zij er ook bij gebaat. Ze richten zich meer op het installeren en onderhouden van zonnepanelen, en helpen burgers en bedrijven hun stroomgebruik te monitoren. Bij de lokale initiatieven zijn vaak nieuwe, innovatieve bedrijven betrokken, onder meer in de ict- en installatiebranche. Daarnaast wordt de overgang naar een meer duurzame energievoorziening gestimuleerd. ‘Eigen’ zon- en windenergieprojecten zullen met minder weerstand gepaard gaan dan grootschalige projecten. De houding verschuift van nimby naar yimby: yes in my backyard. Het draagvlak voor duurzame energie wordt vergroot. Dat is belangrijk, want voorlopig blijft duurzame energie nog wel even duurder dan fossiele energie.

Energieakkoord In het Energieakkoord is het streven uitgesproken dat in 2020 minimaal 1 miljoen huishoudens en mkb-bedrijven voor een ‘substantieel’ deel via duurzame decentrale energieopwekking in hun eigen energievraag voorzien. Zij dragen op deze manier bij aan de realisatie van de 14-procentdoelstelling voor duurzame energie in 2020 (16 procent in 2023). Daarbij wordt opgemerkt dat er nog wel de nodige barrières te slechten zijn, aangezien het energiesysteem en de -wetgeving ingesteld zijn op de centrale productie en afname van energie.
Momenteel zijn er zo’n 162 duizend zonnepaneelinstallaties. Het vermogen is in een jaar tijd verdubbeld. Het aantal elektrische auto’s ligt rond 38 duizend.