Grootschalige ondergrondse energieopslag: belangrijke schakel in ons toekomstig energiesysteem

Beide vormen van opslag worden al op enkele plekken in de wereld toegepast, maar nog niet in Nederland. De resultaten uit het project geven een duidelijker beeld van de hoeveelheid ondergrondse energieopslag die nodig zal zijn in het toekomstige Nederlandse energiesysteem en welke uitdagingen er nog liggen voor verdere ontwikkeling (pilots, demonstraties) richting marktimplementatie.

WAAROM ENERGIEOPSLAG?

Verdere ontwikkeling van grootschalige ondergrondse energieopslag is essentieel voor een robuuste, betrouwbare, betaalbare en veilige energievoorziening omdat het essentiële flexibiliteitsdiensten biedt die de leveringszekerheid van energie waarborgen. Denk aan oplossingen voor het balanceren van onvermijdelijke dagelijkse tot seizoensgebonden variaties in vraag en aanbod, en het aanleggen van strategische energiereserves.

VAN ONDERZOEK NAAR MARKT

Om grootschalige ondergrondse energieopslag naar de markt te brengen moeten er stappen worden gezet op meerdere terreinen (techniek, marktparticipatie, wet- en regelgeving, sociale inbedding). In het onderzoek zijn belangrijke technische, economische, juridische, en sociale uitdagingen geadresseerd die de marktimplementatie van grootschalige ondergrondse energieopslag beïnvloeden, en zijn de risico’s die samenhangen met het gebruik van de ondergrond voor opslag van energie in de vorm van waterstof of perslucht geïdentificeerd.

Het onderzoek draagt bij aan het opbouwen van kennis over en de ontwikkeling en implementatie van grootschalige ondergrondse energieopslag. Daarnaast verbindt het de industrie, overheid en marktpartijen en ontstaan er synergiën met ontwikkelingen in aangrenzende onderzoeksterreinen zoals waterstofproductie en slimme energiesystemen, energie systeemintegratie en ontwikkeling van infrastructuur voor energietransport.

WAT heeft het onderzoek opgeLEVERd?

De resultaten laten zien dat er in 2050 in een robuust, betrouwbaar en kosten-efficiënt ingericht energiesysteem jaarlijks 17-22 TWh waterstof ondergronds zou moeten kunnen worden opgeslagen, 20-25% van de totale vraag.

Verder zien we dat kleinschaligere opslag van elektriciteit in batterijen van elektrische auto’s een grote rol zal gaan spelen in 2050 (ongeveer 30 TWh).

Grootschalige opslag van elektriciteit, bijvoorbeeld in de vorm van perslucht in zoutcavernes, kan een belangrijke rol spelen in het stabiliseren van het elektriciteitsnet, in het verschuiven in de tijd van het gebruik van duurzaam opgewekte elektriciteit (zodat het niet verloren gaat), en in het inspringen op momenten dat andere elektriciteitsproductie tijdelijk wegvalt.

De Nederlandse ondergrond biedt voldoende mogelijkheden voor de ontwikkeling van grootschalige energieopslag in de vorm van waterstof (tientallen zo niet honderden TWh-en) en perslucht (enkele honderden GWh-en).

De uitdagingen voor de ontwikkeling van ondergrondse waterstofopslag in Nederland liggen met name op het gebied van de risico’s van interactie van waterstof met gesteenten, vloeistoffen, en micro-organismen in reservoirs, en de lange-termijn effecten van cyclische belasting en blootstelling aan waterstof op putmaterialen.

Voor persluchtopslag liggen er op economisch vlak uitdagingen in relatie tot het stapelen van inkomsten uit services aan verschillende markten. Verder geldt voor beide vormen dat er op het vlak van wet- en regelgeving barrières moeten worden weggenomen.

Tenslotte is het voor de sociale acceptatie van deze vormen van energieopslag in de ondergrond van groot belang dat belanghebbenden (met name de lokale gemeenschap) ruim voor, tijdens en na het besluitvormingsproces rondom nieuwe initiatieven worden betrokken, en dat ze niet alleen last, maar ook profijt hebben van de nieuwe ontwikkeling.

Resultaten en rapporten

De belangrijkste bevindingen van het onderzoek staan samengevat in het “LSES PROJECT FINDINGS” rapport. De uitgebreide resultaten van het onderzoek in het project staan beschreven in vier Engelstalige rapporten (eind 2020 opgeleverd), één voor elk van de onderstaande thema’s:

1. Analyse van de rol van grootschalige opslag in het toekomstige Nederlandse energiesysteem: hoe groot wordt de vraag naar grootschalige opslag in de periode 2030-2050, en waar in ons energiesysteem (geografisch) zal opslag nodig zijn?

Download: The role of large-scale energy storage in the energy systems of the Netherlands 2030-2050

2. Techno-economische modellering (prestaties, kosten, verdienmodellen) van grootschalige energieopslagsystemen, gericht op opslag van waterstof en perslucht in zoutcavernes, en opslag van waterstof in lege gasvelden (analoog aan aardgasopslag).

Download: Techno-Economic Modelling of Large-Scale Energy Storage Systems

3. Beoordeling van huidige beleidskaders, wet- en regelgeving, en marktwerking en hoe deze de inzet van grootschalige energieopslag ondersteunen of beperken, en onderzoek naar sociale inbedding.

Download: Legal and societal embeddedness of large-scale energy storage

4. Identificeren van risico’s die samenhangen met het gebruik van de ondergrond voor opslag van energie in de vorm van waterstof of perslucht.

Download: Inventory of risks associated with underground storage of compressed air (CAES) and hydrogen (UHS), and qualitative comparison of risks of UHS vs. underground storage of natural gas (UGS)

Partners

Dit project is gefinancierd met subsidie van RVO en met bijdragen vanuit de industrie. Aan het derde onderzoeksthema van het project is een bijdrage geleverd vanuit de Universiteit Utrecht en vanuit GovernEUR (een afdeling van de Erasmus Universiteit).