André Oerlemans
16 maart 2023, 10:30

Zoutbatterij trekt veel bekijks op vakbeurs zonne-energie

Zonne- of windenergie oneindig opslaan in een veilige batterij, zonder gevaarlijke stoffen, die voor de volle honderd procent te recyclen is. Het kan in de Zwitserse zoutbatterij die het Nederlandse Fortona op de markt heeft gebracht. Tijdens de presentatie op zonne-energievakbeurs Solar Solutions International trok de batterij veel bekijks.

20230315 133259 Parsa Tashacori tijdens de presentatie van de zoutbatterij op zonne-energievakbeurs Solar Solutions | Credits: André Oerlemans

“Dit is de enige zoutbatterij op de beurs. Er is zoveel belangstelling voor dat mijn keel zeer doet. Zo vaak moet ik erover vertellen”, zegt Parsa Tashacori van de Hanzestrohm-groep, waar Fortona onder valt. Drie dagen lang was het een enorme drukte bij de kraam en als klap op de vuurpijl werd de zoutbatterij uitgeroepen tot winnaar van de Smart Storage Innovation Award. Op de grootste vakbeurs
voor zonne-energie gaat de meeste belangstelling dit jaar niet alleen uit naar zonnepanelen en aanverwante apparatuur, maar ook naar energieopslag. En dan vooral naar nieuwe soorten van opslag die de traditionele lithium-ion batterijen kunnen vervangen.

Duurzaam alternatief

Die batterijen zijn niet duurzaam, onveilig en milieuvervuilend. De mijnbouw van lithium vergiftigt de omgeving en vindt plaats onder slechte arbeidsomstandigheden, vaak in landen met corrupte regimes. Bovendien vliegen lithium-ion batterijen nog wel eens in brand en zijn ze in elektrische auto’s moeilijk te blussen. “Die wil je niet in je huis of op de zaak hebben. Bovendien is er voor andere batterijen vaak schaarste aan grondstoffen en materialen”, zegt Tashacori.

De zoutbatterij of SMC batterij (Sodium Metaal Chloride) is dan een duurzaam, veilig en betrouwbaar alternatief. Hij is de afgelopen jaren doorontwikkeld door de Zwitserse fabrikant FZSoNick. Hij bestaat voor 32 procent uit keukenzout, voor 22 procent uit nikkel, voor 22 procent uit ijzer en voor 20 procent uit keramiek. Relatief goedkope, ongevaarlijk stoffen die gemakkelijk recyclebaar zijn en waarvan er genoeg voorraad beschikbaar is in de wereld, al worden voor nikkel oerwouden gekapt in Indonesië. Hij wordt ook wel Sodium Nikkel (SoNick) of ZEBRA batterij genoemd.

Verwarmen voor energieopslag

Hoe energieopslag in zout werkt? Door bèta-aluminium als een snelle geleider toe te voegen aan het zout wordt het mengsel van nikkel en zout vloeibaar bij 150 graden Celsius. Bij een temperatuur van ongeveer 250 graden kan de batterij-cel waarin dat gebeurt voor energieopslag worden gebruikt. Nikkel vormt de positieve elektrode en het verwarmde zout de negatieve elektrode. De batterij moet dus wel eerst opgewarmd worden voor gebruik, maar dat doet hij zelf via een intern en energiezuinig besturingssysteem.

In tegenstelling tot lood- en lithiumbatterijen kan de zoutbatterij niet verbranden of ontploffen, omdat er geen brandbaar materiaal in zit. Het rendement is net zo groot als van lithium-ion batterijen, maar de zoutbatterij is lichter. De batterij kan 4.500 cycli aan en kan gewoon uitgezet worden in de wintermaanden, bijvoorbeeld als er weinig zonnestroom is. Wind- of zonne-energie kan er zolang in opgeslagen worden als nodig. Een ander voordeel is dat hij modulair en schaalbaar is, van 3,6 tot 10 kilowattuur aan stroom kan opslaan, en meer als nodig.

De zoutbatterij van Fortona en FZSoNick | Credit: André Oerlemans

Geen aansluiting op net

De batterij werd eind vorig jaar gelanceerd
en is sinds dit jaar op de markt verkrijgbaar. Fortona mikt vooral op mkb-bedrijven en woningcorporaties. De batterij is een oplossing voor bedrijven of woonwijken die geen zwaardere aansluiting op het net kunnen krijgen en daarom zelf hun wind- of zonne-energie willen opslaan. “We krijgen heel veel aanvragen, zegt Tashacori. “Als over een paar jaar de salderingsregeling wordt afgebouwd, wordt het ook aantrekkelijk voor huiseigenaren met zonnepanelen.” Die verdienen nu meer met het terugleveren van zonnestroom aan het net, wat van hun energierekening wordt afgetrokken, maar na 2030 niet meer. Dan worden batterijen weer aantrekkelijk.

Andere zoutbatterijen

Fortona en FZSoNick zijn niet de enige bedrijven die zoutbatterijen hebben ontwikkeld. Binnen de Topsector Energie wordt ook de zeezoutbatterij van Dr Ten
ondersteund en gesubsidieerd. Deze batterij is in 2007 al ontwikkeld door uitvinder Dr. Marnix ten Kortenaar voor de opslag van wind- zonne-energie. Het resultaat van dit project was een schone, goedkope demonstratiebatterij van maximaal 24 kilowattuur die kan worden ontladen op het net of op een elektrische auto. De batterij kan worden geladen met zonnepanelen, ook door huiseigenaren.

Miljoenen huizen verwarmen

Een andere zoutbatterij is ontwikkeld door Olaf Adan, hoogleraar bij TU Eindhoven en wetenschapper bij TNO. Die is vooral bedoeld om huizen te verwarmen, zodat die van het gas af kunnen. Het principe is simpel: door waterdamp toe te voegen aan zoutkristallen, worden die groter en komt er warmte vrij. Om het systeem vervolgens weer op te laden, worden die zoutkristallen van het water gescheiden en krijgen ze hun oorspronkelijke formaat terug.

De warmtebatterij is zowel met warmte als met elektriciteit te laden, dus met restwarmte of zonnepanelen. Omdat er geen energie verloren gaat, is de batterij veel duurzamer dan bijvoorbeeld een elektrische thuisbatterij. De technologie kan miljoenen huizen verwarmen. Om de batterij op de markt te brengen is spin-off Cellcius
opgericht, die binnen het Eurostars-project is gewaardeerd als beste van Europa in 2022. In Eindhoven gaat Cellcius in een aantal woningen een prototype plaatsen. Daarnaast ook in enkele woningen in Zuid-Frankrijk en Polen. Dat wordt deels betaald door de Europese Commissie.

Lees ook:

Drijvende zonneparken kunnen een derde van de wereld van groene stroom voorzien

Zonnepanelen zijn een goedkope manier om groene stroom op te wekken, maar nemen ook schaarse ruimte in beslag. Een internationale groep wetenschappers heeft daarom gekeken naar de potentie van drijvende zonnepanelen op waterreservoirs - denk aan meren, overloopgebieden en stuwmeren. In een publicatie in Nature Sustainability schrijven de onderzoekers dat als wereldwijd 30 procent van de waterreservoirs wordt gebruikt als drijvend zonnepark, meer dan een derde van de huidige elektriciteitsvraag daar kan worden opgewekt. Waterreservoirs zijn volgens de wetenschappers bij uitstek geschikt voor het plaatsen van zonnepanelen, omdat ze doorgaans in de buurt liggen van plekken waar mensen wonen en werken - en de vraag naar elektriciteit dus het grootst is. Bij stuwmeren wordt vaak al elektriciteit opgewekt: door slim zonnestroom en elektriciteit uit waterkracht te combineren, kan een constante toevoer van groene stroom ontstaan. Doordat zonnepanelen er ook nog eens voor zorgen dat water minder snel verdampt, spreken de onderzoekers van een win-win-situatie. Win-win-situatie Het klinkt misschien vreemd, maar warmte is geen vriend van zonnecellen. Het rendement van zonnepanelen neemt af naarmate ze warmer worden: ongeveer elke 3 graden warmer, betekent 1 procent minder rendement. Op een zonovergoten zomerdag kunnen zonnepanelen in Nederland rustig 65 graden aantikken - een zonnige lentedag levert daardoor doorgaans meer zonnestroom op. Drijvende zonnepanelen hebben hier veel minder last van. Water koelt de panelen, waardoor de opbrengst in theorie hoger wordt. De zonnepanelen op hun beurt hebben ook een verkoelend effect op het water. Door een deel van het wateroppervlakte van schaduw te voorzien, daalt de temperatuur van het water. Dit zorgt ervoor dat er minder water verdampt - wat op plekken die bedoeld zijn voor waterwinning absoluut een plus is. De onderzoekers stellen dat als 30 procent van de wereldwijde waterbassins van zonnepanelen wordt voorzien, jaarlijks 100 kubieke kilometer water minder verdampt. Dit is genoeg water om 300 miljoen mensen van drinkwater te voorzien. Voor gebieden die kampen met watertekorten, is dit geen overbodige luxe. Nederland koploper Nederland is wereldwijd één van de koplopers op het gebied van drijvende zonneparken. De beperkte ruimte én een ruimhartig subsidiebeleid hebben ervoor gezorgd dat drijvende zonneparken hier al enige tijd te bewonderen zijn. Groenleven is ontwikkelaar van zonneparken en heeft de afgelopen jaren meer dan een half miljoen drijvende zonnepanelen te water gelaten. “Omdat Nederland zo’n klein landje is, zijn we altijd op zoek naar het creëren van dubbelfuncties voor onze zonneparken”, legt Maarten de Groot, manager marketing en communicatie bij Groenleven, uit. “Denk aan zonnepanelen boven frambozen en aardbeien, op carports en ook op water. Op die manier ga je efficiënt om met de schaarse ruimte.” Het ruimtelijke vraagstuk is de belangrijkste reden om te kiezen voor drijvende zonneparken, ondanks hogere kosten voor aanleg en onderhoud. Van het verkoelende effect op de panelen zegt De Groot minder te merken. Samen met TNO doet Groenleven onderzoek naar de opbrengst van zonneparken op water. Volgens De Groot zijn de effecten op de opbrengst erg locatiegebonden en spelen ook andere factoren, zoals verkoeling door de wind een rol in het rendement van de drijvende parken. “We zien wel een effect, maar dat is over het hele jaar genomen niet heel groot.” Ecologische schade Maar meren en andere wateren zijn natuurlijk niet leeg: ze zijn ook het thuis van onderwaterleven en watervogels. Daarom pleiten organisaties zoals Natuurmonumenten voor terughoudendheid bij het aanleggen van drijvende zonneparken, en eerst lege daken en andere plekken met weinig ecologische waarde vol te zetten met zonnepanelen. Zij stellen dat de effecten van drijvende zonneparken op ecosystemen onvoldoende duidelijk zijn, en wijzen erop dat watervogels meertjes gebruiken om ’s nachts op uit te rusten. Ook algen en microben in het water kunnen sterk reageren op verduistering van een groot wateroppervlak. Dit leidt mogelijk tot de verstoring van de balans in ecosystemen. De Groot zegt de effecten op ecosystemen serieus te nemen en doet hiernaar ook onderzoek in samenwerking met de Hanzehogeschool Groningen. “Wij leggen onze drijvende zonnepanelen vooral op meren waar aan zandwinning wordt gedaan. Die plekken zijn ecologisch armer dan natuurwater.” Daarnaast liggen de zonnepanelen iets uit elkaar zodat zonlicht en zuurstof het water beter kan bereiken. Ook worden de oevers, waar het meeste onderwaterleven zit, zoveel mogelijk ontzien. “Maar in een klein land kom je elkaar overal tegen. Het belangrijkste is om alle belangen goed tegen elkaar af te wegen.” Lees ook: SolarDuck en RWE bouwen drijvende zonnepanelen in de NoordzeeDrijvend zonnepark in Zwolle is grootste van EuropaGrootste offshore zonne-energiesysteem ter wereld ligt vanaf 2026 in de Noordzee