Waterstof, batterijopslag, en de toekomst van energie

26-08-2021

“Code rood voor de mensheid”, zo stelt het IPCC, het klimaatpanel van de VN, in zijn meest recente klimaatrapport. Terecht, want uit de cijfers blijkt dat het klimaat veel sneller en intenser ontwricht geraakt dan tot nu toe werd aangenomen. Om onze planeet leefbaar te houden, moeten we dus volop inzetten op energietransitie. Siemens neemt het voortouw, met een nieuwe waterstofcentrale, batterijopslagfaciliteit, en slimme digitale oplossingen die de stabiliteit van het elektriciteitsnet moeten garanderen.

Onder de noemer ‘Fit for 55’ lanceerde de Europese Commissie een reeks wetgevende initiatieven waarmee broeikasgasemissies tegen 2030 met 55% moeten dalen ten opzichte van 1990. Op langere termijn (tegen 2050) moet Europa klimaatneutraal zijn. Essenscia, de Belgische sectorfederatie van de chemie, kunststoffen en life sciences wil die uitstootreducties nog versnellen. De organisatie schuift daarbij een aantal cruciale randvoorwaarden naar voor, waaronder een gegarandeerd en voldoende ruim aanbod aan betaalbare, koolstofvrije energiedragers.

Dat technologische en industriële innovaties daarbij doorslaggevend zijn, staat buiten kijf. In Wunsiedel startte Siemens eind juli 2021 met de bouw van een koolstofvrije waterstofcentrale met een vermogen van maar liefst 8,75 MW. De ingebruikname van die centrale – die jaarlijks 1.350 ton waterstof moet produceren en tot 13.500 ton CO2-uitstoot moet besparen – is gepland voor 2022.

Het project levert een belangrijke bijdrage aan de energietransitie in de regio, maar ook in Europa. “Waterstof is een van de sleuteltechnologieën om een klimaatneutrale toekomst mogelijk te maken”, zei professor dr. Ralf Thomas, CFO bij Siemens, bij de eerstesteenlegging. “In dit opzicht is Wunsiedel, met zijn bestaande decentrale energiesysteem en het gebruik van digitale technologie een pilootproject voor een duurzame energietoekomst.”

De betrouwbaarheid en kwaliteit van onze stroom hangt af van een zorgvuldige balans tussen opwekking en verbruik. Ons net transformeert namelijk geleidelijk aan van een centraal naar een decentraal systeem met meerdere onvoorspelbare energiebronnen. Die evolutie biedt zowel nieuwe kansen als uitdagingen voor netbeheerders en nutsbedrijven. Maar ook kleinere spelers kunnen, dankzij slimme software, voordeel halen uit zogenaamde ‘microgrids’ waarmee de energievraag gekoppeld wordt aan de eigen productie.

Om de beschikbare netwerkcapaciteit efficiënter te gebruiken, zetten heel wat industriële spelers, waaronder Siemens, ook in op batterijtechnologie. Battery energy-storage systems of kortweg BESS laten namelijk toe om energie uit piekmomenten op te slaan voor eigen toekomstig gebruik of voor injectie in het net wanneer mogelijk of nodig. Eveneens in Wunsiedel bouwt Siemens mee aan één van de grootste batterij-opslagfaciliteiten in Europa, met een capaciteit van 200 MWh – goed voor het jaarlijkse stroomverbruik van 20.000 gemiddelde gezinnen.

“De opslag van elektriciteit is een belangrijke schakel in de energietransitie”, zegt Marco Krasser, managing director van SWW Wunsiedel, één van de partners in het project. “Ze helpen het net stabiliseren en laten toe om efficiënter gebruik te maken van hernieuwbare energiebronnen.”

Lithium-ion of li-ionbatterijen bieden een enorme energiedichtheid, kunnen snel opgeladen worden, hebben een zeer geringe zelfontlading en vergen vrijwel geen onderhoud. Ze zijn echter ook erg ontvlambaar: schade kan leiden tot een interne kortsluiting en oververhitting tot 750°C. Daarom is adequate branddetectie en blusinfrastructuur een absolute must in batterijopslagsystemen.

Siemens’ FDA241-detector met gepatenteerde optische detectietechnologie neemt snel en betrouwbaar oververhitting van elektrolytdamp waar. Zodra dit het geval is, geeft het systeem een signaal door aan het blussysteem Sinorix N2. Dit vult de ruimte deels met stikstof, waardoor de zuurstofconcentratie daalt en de branden doven. Het voordeel van deze aanpak is dat de schade aan zowel infrastructuur als aan intacte batterijcellen zeer beperkt blijft. Lees meer hierover in een vorig artikel op The Magazine.