Nederland bij uitstek geschikt voor energieopslag en omzetten energie

De noodzaak van de ondergrondse energieopslag

Grootschalige ondergrondse energieopslag is een belangrijke voorwaarde voor een toekomstbestendig energiesysteem en het slagen van de energietransitie. We voorzien dat tussen 2030 en 2050 een grote vraag zal ontstaan naar de opslag van waterstof in bijvoorbeeld zoutcavernes, gasvelden en aquifers (watervoerende laag in de ondergrond). In de white paper “Ondergrondse energieopslag noodzakelijk voor toekomstig energiesysteem”, concluderen TNO en EBN dat ondergrondse energieopslag een onmisbaar onderdeel is van de infrastructuur en dat ontwikkeling daarvan noodzakelijk is. Snelle actie en regie zijn gewenst om de leveringszekerheid en flexibiliteit van ons toekomstige energiesysteem te kunnen garanderen.

Webinar grootschalige energieopslag

Duurzaam opgewekte energie

Door de snel groeiende hoeveelheid duurzaam opgewekte energie uit wind en zon neemt de behoefte aan flexibiliteit toe om aanbod en vraag in balans te houden. Waar het aanbod van fossiele energie min of meer constant is, wisselt dat van zon en wind sterk.

Door duurzaam opgewekte energie in tijden van overproductie grootschalig te converteren en op te slaan kan het gebruik verschoven worden in de tijd naar momenten dat er een tekort is.

Nederland is uitstekend gepositioneerd om met innovatieve conversie- en opslagtechnologieën en infrastructuur grootschalige opslag te realiseren. Die is vooral nodig om de sterk groeiende hoeveelheid elektriciteit die straks op zee wordt opgewekt efficiënt te kunnen benutten en te voorkomen dat er tekorten ontstaan op momenten dat de wind niet waait en de zon niet schijnt.

Grootschalige ondergrondse energieopslag

Om wisselingen in vraag en aanbod op te kunnen vangen op een schaal van dagen tot zelfs maanden speelt grootschalige opslag van energie ondergronds, in zoutcavernes en lege gasvelden, een belangrijke rol. De duurzaam opgewekte elektriciteit wordt omgezet in bijvoorbeeld waterstof en getransporteerd om het voor langere periode veilig in de ondergrond op te slaan.

TNO heeft uitgebreide expertise op het gebied van conversie- en opslagtechnologieën om elektriciteit om te zetten in een andere vorm van energie of energiedrager en zo nodig weer terug. Dat zorgt voor een grote flexibiliteit tussen duurzame productie en gebruik door industrie en huishoudens.

Elektriciteitsnet ontlasten

TNO werkt aan uiteenlopende energie conversie- en opslagtechnologieën om tegen acceptabele kosten de energietransitie waar te maken. Het gaat om conversie van elektriciteit of biomassa naar waterstof of groen gas (Power2Gas), van elektriciteit naar warmte (Power2Heat), naar brand- en grondstoffen (Power2Fuels & Feedstock).

Conversie en opslag zorgt voor flexibiliteit en daarmee leveringszekerheid. Zo wordt het toekomstige energiesysteem betrouwbaar en betaalbaar voor consument en bedrijfsleven. De opgeslagen energie helpt pieken in energievraag en aanbod op te vangen en zo het elektriciteitsnet te ontlasten waardoor dure verzwaring wordt voorkomen.

Flexibiliteit door systeemintegratie Noordzee

Grootschalige opslag is voorzien in zoutcavernes en in lege gasvelden. Dat laatste biedt kansen om de bestaande platforms en pijpleidingen te hergebruiken: systeemintegratie. Hier komt alles samen: conversie van elektriciteit uit wind in waterstof, gebruik van bestaande gasleidingen, opslag in lege velden. Dat vereist niet alleen kennis van elektriciteit, gas, waterstof op zich, maar ook van alle koppelingen daartussen, energiemarkten, netwerken, milieuaspecten en de economische haalbaarheid.

In het onderzoeksprogramma North Sea Energy werkt TNO aan het integreren van de energiefuncties vanuit techniek, maatschappij, markt en ecologie en zet met partners de Noordzee op de kaart als voorbeeldregio voor de Europese energietransitie.

energieOpslag en direct gebruik

Door conversie en opslag is duurzaam opgewekte energie in de tijd te verschuiven van momenten van overschot door overvloedige zon en wind naar momenten van grote vraag. Conversie betekent overigens niet altijd opslag. De naar waterstof geconverteerde elektriciteit is door de industrie direct in hun processen te gebruiken of te transporteren voor verwarming in de gebouwde omgeving.

Elektronen zijn dan omgezet in moleculen, waarvan zowel het transport als opslag veel goedkoper zijn. Zo is uit zon en wind opgewekte elektriciteit in elke energievorm te gebruiken op elk gewenst moment.

Breed scala aan technologieën

Ondergrondse opslag speelt al decennia een essentiële rol in de leveringszekerheid van onze energievoorziening. Bij Norg, Grijpskerk en Alkmaar zijn enorme hoeveelheden aardgas ondergronds opgeslagen, die bedoeld zijn voor momenten dat de productie onvoldoende is voor onze energiebehoefte. Deze ondergronden zijn mogelijk geschikt te maken om in de toekomst grootschalige voorraden waterstof op te slaan.

Opslag van energie kan ook in de vorm van elektriciteit, hoewel batterijen ontoereikend zijn om dat op grote schaal te doen. Van de grootste batterij ter wereld zijn er duizenden nodig om de hoeveelheid elektriciteit op te slaan die in één dag wordt opgewekt door windparken met een totaal geïnstalleerd vermogen van 35 gigawatt.

Om zulke periodes van een dag tot enkele weken zonder zon of wind te overbruggen is conversie naar gasmoleculen voor gebruik voor hoge temperatuur warmte in de industrie, zwaar transport en grondstoffen een veel efficiëntere oplossing. TNO werkt aan een breed scala technologieën voor conversie en opslag voor een robuuste, betaalbare en betrouwbare energietransitie.

Projecten

LSES: Energieopslag in zoutcavernes en gasvelden

In het project “Large Scale Energy Storage in salt caverns and depleted fields” (LSES) wordt onderzoek gedaan naar grootschalige opslag van energie in de vorm van waterstof (in zoutcavernes en lege gasvelden) en perslucht (in zoutcavernes). TNO doet dit in samenwerking met onder meer EBN, Gasunie, GasTerra, NAM en Nouryon.

North Sea Energy

De Noordzee is een ideale omgeving om in belangrijke mate bij te dragen aan een klimaatneutraal energiesysteem. Er liggen kansen voor grootschalige windenergie, waterstof en ondergrondse CO₂-opslag.

Het onderzoeksprogramma North Sea Energy kijkt naar de koppeling van deze energiefuncties vanuit techniek, maatschappij, markt en ecologie. TNO zet met partners de Noordzee op de kaart als voorbeeldregio voor de Europese energietransitie.

Heatstore

TNO coördineert het Europese onderzoeksproject Heatstore om technologieën voor de opslag van thermische energie te ontwikkelen en deze in praktijkproeven te demonstreren. Het gaat daarbij om verschillende configuraties, waarin warmtebronnen, opslagtechnieken en benutting van warmte worden gecombineerd.

IJvergas project

In het project IJvergas onderzochten TNO en partners de haalbaarheid van een multifunctioneel energie-eiland op de Noordzee.