Het idee van de wetenschappers is simpel: zand kan een heleboel warmte vasthouden. Iedereen die wel eens op een strand loopt in een zonnig land kan dat beamen. Door elektrische stroom te gebruiken om warmte te genereren, en zandkorrels langs deze warme elementen te laten lopen (de onderzoekers vergelijken het met een groot, heet broodrooster) warmt het zand op tot 1.200 graden Celsius.
Vervolgens wordt het in silo’s gestort die een isolatielaag hebben. Deze silo dient als thermos en zorgt dat het zand het grootste deel van de hitte bewaart. Als er na een paar uur behoefte is aan meer elektriciteit dan de duurzame bronnen kunnen leveren, gaat het zand uit de silo langs een warmtewisselaar om zo warmte of stroom te leveren.
Lithiumbatterijen zijn slecht voor het milieu
Het idee is een milieuvriendelijke oplossing voor een ongemakkelijk probleem van de energietransitie. Wat moeten we als de wind niet waait en de zon niet schijnt? Of als de vraag groter is dan het aanbod, bijvoorbeeld als iedereen rond zes uur thuiskomt en gaat koken? Het is dan handig om een voorraad te hebben. Batterijen zijn de uitgelezen oplossing voor deze kortetermijnopslag: ze kunnen veel stroom opslaan en snel terugleveren.
Maar de beste batterijen zijn niet zonder problemen. Lithium-ionbatterijen produceren kost veel energie en er komen giftige middelen bij kijken. Ook het winnen van lithium uit mijnen veroorzaakt milieu- en maatschappelijke problemen. Vandaar dat wetenschappers overal zoeken naar alternatieven. De zandbatterij is daar het nieuwste snufje in.
De voordelen van zand: het is goedkoop, vrijwel overal beschikbaar en te winnen zonder grote impact op het milieu. Bovendien is het veilig: heet zand zal niet spontaan in de fik vliegen of exploderen. Er zijn echter ook nadelen. Zo is de energiedichtheid vele malen lager dan bij lithiumbatterijen. Dat is echter alleen een probleem als je een eigen batterij bij je huis wilt hebben. Als energieopslag centraal geregeld is, kunnen er een paar zandsilo’s bij windparken of zonnecentrales komen te staan, waar vaak ruimte genoeg is.
Kortom: de onderzoekers van NREL hebben veel vertrouwen in hun vondst. Als de laatste tests met het prototype succesvol zijn, wil het lab samen met het schone-energiebedrijf Babcock & Wilcox een proeffabriek gaan bouwen.
Ook in Nederland zijn er opmerkelijke ideeën om stroom op te slaan. Wat denk je van de basaltbatterij?
