Ondernemer Robin Berg ziet het al helemaal voor zich: 1 miljoen elektrische auto’s die samen zorgen voor balans op het Nederlandse stroomnet. De auto’s –die voor overgrote deel van de tijd stilstaan– laden op als er veel zonne- en windstroom is en ze leveren weer aan het net als er tekorten zijn. „Met 1 miljoen elektrische voertuigen kunnen alle fossiele elektriciteitscentrales uit”, stelt de directeur van We Drive Solar. Als er tenminste genoeg hernieuwbare energie wordt opgewekt. Met zijn bedrijf –dat tientallen elektrische deelauto’s in diverse grote steden in Nederland bezit– wil hij daar op inspelen.

Berg heeft diverse wereldprimeurs op zijn naam staan. Zo ontwikkelde hij in 2019 de eerste bidirectionele laadpaal, dat is een laadpaal die een elektrische auto niet alleen kan opladen, maar ook kan ontladen. Zonder zo’n laadpaal kunnen elektrische auto’s niet als buffer dienen voor het elektriciteitsnet. Een andere primeur: sinds vorige week is Utrecht de eerste stad ter wereld met een stedendekkend netwerk van 450 laadpalen, die ook nog eens allemaal geschikt zijn voor zowel laden als ontladen.

Prototypes

Behalve de laadpalen moeten ook de elektrische auto’s geschikt zijn voor terugleveren. En dat is op dit moment nog geen enkel exemplaar op de markt. Al komt daar dit jaar verandering in, verklapt Berg. Hij heeft op dit moment zes verschillende prototypes in de Utrechtse wijk Lombok staan, waarmee hij tests uitvoert. „Dit jaar komt het eerste type op de markt, maar ik vertel het merk niet. Die primeur mag de autofabrikant zelf naar buiten brengen.”

Volgens Berg zijn er in de wijk Lombok 200 elektrische auto’s nodig om dag en nacht op duurzame energie te kunnen draaien. Voor heel Utrecht zouden dat een kleine 10.000 auto’s zijn. „Dat is nog geen 10 procent van de 140.000 auto’s die hier rondrijden.” En op de schaal van heel Nederland zijn 1 miljoen auto’s genoeg. Ook als de elektriciteitsvraag flink gaat toenemen, doordat meer huizen gaan verwarmen op elektriciteit? „Ja, dan nog. Laten het er dan 1,5 miljoen zijn.”

Stationair

Naast accu’s in elektrische auto’s kunnen ook stationaire batterijen een rol spelen bij de overgang naar duurzame energie. Stationaire batterijen zijn opslaginstallaties van soms wel enkele voetbalvelden groot op een vaste locatie. Een groot voordeel van een batterijcomplex is dat dit altijd beschikbaar is. Berg, zelf eigenaar van een stationaire batterij: „In theorie kunnen twintig auto’s onverwacht tegelijk loskoppelen van een systeem. Aangezien je garanties moet bieden voor stroom, biedt een stationaire batterij een extra buffer.”

Het grootste batterijencomplex ter wereld staat in Moss Landing in Californië (zie foto en graphic). In de Amerikaanse staat wekten zonnepanelen in 2019 maar liefst 20 procent van alle elektriciteit op. Daarom moeten daar al talloze batterijen voor de broodnodige balans op het stroomnet zorgen.

De situatie in Californië is mogelijk het voorland voor Nederland, stelt Frank Wiersma, strategisch adviseur bij TenneT. „Met de Nederlandse ambities voor duurzame energie kunnen we de komende jaren niet om accu’s heen.” Inmiddels verrijzen er op verschillende plekken in Nederland al batterijsystemen. Zo plaatste Vattenfall (voorheen Nuon) in 2017 1000 BMW-accupakketten bij windpark Alexia in Zeewolde. De opslag is 3 MW groot, wat krachtig genoeg is om 1800 tot 2200 huishoudens tegelijk van stroom te voorzien. Vattenfall levert dit jaar een 12 MW-batterij op bij Energiepark Haringvliet. Ter vergelijking: het systeem in Moss Landing is 300 MW en moet 1500 MW worden.

Overschat

Ondanks de kansen die accu’s bieden, zijn er ook beperkingen. Fokko Mulder, hoogleraar opslagsystemen aan TU Delft, vindt de mogelijke rol van batterijen overschat. „Technisch gezien zijn batterijen alleen gewoon niet genoeg om alle grote pieken en dalen in de duurzame elektriciteitsproductie door het jaar heen op te vangen.”

Wiersma van TenneT is het daarmee eens. Accu’s moeten volgens hem vooral de piek aan zonnestroom uitsmeren over de tijd. Hun rol is er eentje van de korte termijn, dus om elektriciteit enkele uren of hoogstens dagen op te slaan. Voor seizoensopslag zijn batterijen ongeschikt.

En die seizoensopslag is wel nodig. Het knelpunt voor een duurzame energievoorziening zit hem namelijk in de winter. Hoewel de windkracht in de winter gemiddeld hoger ligt, zijn er dan ook dagen of zelfs weken dat het minder of amper waait. Ondertussen groeit de elektriciteitsvraag juist in de winter, omdat steeds meer woningen verwarmen met warmtepompen. Mulder: „Op basis van mijn rekenmodel kom ik op 30 procent van het totale energiegebruik in een duurzame toekomst dat voor een lange termijn moet worden opgeslagen, zo’n 200 terawattuur.”

Flexibilisering

Dat accu’s niet afdoende zijn, beseffen ze ook bij TenneT. Daarom mikt de netbeheerder op meerdere oplossingen om een flexibel en gebalanceerd stroomnet te kunnen garanderen (zie ook ”Meer opties naast de accu”). Wiersma: „Het gaat dus ook om de flexibilisering van de vraag naar stroom en het aanbod of extra kabels trekken. Voor accu’s geldt dat het kostenaspect een belangrijke hobbel is. Hoe sneller de kosten van accu’s dalen, hoe groter de rol van batterijen zal zijn.”

Volgens hoogleraar Mulder kunnen ook grote opslagsystemen financieel voordelig zijn. „Als je de batterij van 100 euro per kWh dagelijks gebruikt gedurende dertig jaar, kost opslag 0,9 eurocent per kWh.” Dat is volgens hem rendabel te maken. Voor seizoensopslag zou het financiële plaatje nadelig uitpakken. „Als je dezelfde batterij gebruikt voor seizoensopslag gedurende dertig jaar, kost de opgeslagen elektriciteit 3,33 euro per kWh. Dat is 100 keer te duur en niet efficiënt”, rekent Mulder voor.

Opslag in elektrische auto’s is helemaal goedkoop, stelt ondernemer Berg. „Elektrische auto’s zijn al betaald door de eigenaars. Daarmee is het dus makkelijk concurreren met stationaire batterijen. Het enige wat je moet doen is veel voertuigen slim aan elkaar koppelen.”

Oplaadcycli

Ondertussen vraagt hoogleraar Mulder zich af of het wel verstandig is de batterijcapaciteit van auto’s te gebruiken voor tijdelijke opslag en teruglevering aan het net. „De accu’s gaan 700 cycli mee bij volledig gebruik van de accucapaciteit. Bij dagelijks laden en ontladen zijn ze binnen twee jaar versleten.”

De houdbaarheid van accu’s lijkt echter een beperkt probleem. Op dit front gaan de technische ontwikkelingen razendsnel: de aankomende generatie lithiumaccu’s zouden al 5000 tot 6000 laadcycli kunnen doormaken. En Vattenfall gaat er bijvoorbeeld van uit dat de BMW-accu’s vijftien tot twintig jaar meegaan, en dat waren nog accu’s van de oude generatie.

Omdat een e-auto goedkope stroom kan opslaan en dure stroom kan terugleveren, lijkt er toekomst te zijn voor elektrische auto die het stroomnet in balans houdt. Toch moeten er ook nog wat hindernissen worden overwonnen. Zo zit de wetgeving nu nog in de weg, legt Berg uit. „Een autobezitter wordt een soort energieproducent, en dat moet goed geregeld worden. Zo is het niet logisch dat je twee keer energiebelasting betaalt, op het moment dat de auto oplaadt en als deze ontlaadt.”

Bij de omschakeling naar een duurzame maatschappij neemt de rol van accu’s toe. Deel 3: de rol van accu’s in de energietransitie. Volgende week deel 4 over de recycling van accu’s.