Naar de content

Blokkentoren slaat overtollige windenergie op

Energy Vault

Het aandeel wind- en zonne-energie stijgt snel, maar het aanbod is grillig. Waar halen we onze energie straks vandaan op donkere en windstille dagen? Een Zwitsers bedrijf wil dit probleem oplossen met gigantische blokkentorens die via het ophijsen van betonblokken energie opslaan.

5 september 2019

Deze reusachtige ‘blokkentoren’ slaat overtollige duurzame energie van bijvoorbeeld zonnepanelen en windmolens op door grote betonblokken omhoog te hijsen.

 Energy Vault

Een betonnen blokkentoren die zichzelf via hijskranen continu opbouwt en weer afbreekt. Het lijkt misschien een beetje onnozel om dáár duurzaam opgewekte zonne- en windenergie aan te besteden. Toch kan het een oplossing zijn voor de wispelturige aard van deze groeiende energiebronnen. Blokken ophijsen en stapelen kost namelijk energie, die weer grotendeels teruggewonnen wordt bij het neerlaten.

Deze energietoren, soms ook wel de ‘Tower of Power’ genoemd, is een idee van de Zwitserse firma Energy Vault en is eigenlijk een reusachtige mechanische batterij. De gebruikte technologie is volgens de bedenkers geïnspireerd op die van stuwmeren, waarin water ‘op hoogte’ wordt opgeslagen. Dit water drijft bij de gecontroleerde uitloop een turbine en dynamo aan. Je kunt dat principe ook omkeren: water omhoog pompen en zo energie opslaan. Ook dat gebeurt in stuwmeren.

De Zwitsers gebruiken echter geen water, maar betonblokken. Ze hebben een concepttoren in gedachten waarbij duizenden betonblokken à 35 duizend kilo per stuk tot pakweg 150 meter hoog worden opgestapeld. De grootste uitvoering van het ontwerp slaat 80 megawattuur (MWh) op. Het vermogen dat de toren levert zou tussen de vier en acht megawatt liggen – genoeg voor gemiddeld tien- tot twintigduizend Nederlandse huishoudens – gedurende tien uur bij maximale belasting. Afgelopen maand liet het bedrijf via een persbericht weten dat het Softbank Vision Fund, een groot investeringsfonds voor start-ups in de technologiesector, een investering van zo’n 100 miljoen euro doet. Nog dit jaar wil Energy Vault in Italië een testtoren van 35 MWh bouwen.

Animatie van de Tower of Power.

Balanceeract

Afgelopen jaar deed het bedrijf al tests met een relatief kleine hijskraan waarmee met beton gevulde vaten werden opgestapeld en neergelaten. Nu zijn de ondernemers naar eigen zeggen klaar voor het grotere werk: een toren van ongeveer 150 meter die via een centrale kraan met zes grijpers wordt opgebouwd. Eerder liet mede-oprichter Robert Piconi aan het zakelijk magazine Forbes weten dat het systeem binnen enkele seconden vanuit stilstand het maximale vermogen levert. Dat is belangrijk voor de toepassing: het gelijktrekken van vraag en aanbod in ons elektriciteitsnetwerk.

Hoogspanningsmast.

 Jeff Wallace via CC BY-NC 2.0

Dat net verkeert continu in een grote balanceeract, waarbij er altijd evenveel energie wordt geproduceerd als verbruikt. Gebeurt dat niet, dan kan de frequentie van de stroompulsen gaan afwijken van de gebruikelijke vijftig hertz. Dat heeft gevolgen voor bijvoorbeeld sommige digitale klokken, zoals vorig jaar het geval was door een elektriciteitsruzie op de Balkan. Maar erger: als het verschil tussen vraag en aanbod te groot wordt, leidt dat uiteindelijk tot stroomuitval.

Momenteel springen gasgestookte elektriciteitscentrales indien nodig snel bij om de balans te houden. Maar de overgang naar duurzame bronnen dwingt tot andere oplossingen. Zonne- en windenergie zorgen voor steeds meer variatie in het aanbod. Ook gascentrales kunnen dat niet meer opvangen. Grootschalige energie-opslag moet de klus klaren: van relatief kleine batterijen bij particulieren thuis en op wijkniveau, tot reusachtige opslagtanks waarin bijvoorbeeld geproduceerd waterstofgas wordt opgeslagen om koude en donkere winters door te komen. De Tower of Power is wat betreft schaal een middelgrote opslagfaciliteit. De toren kan een industrieel complex of een stadsdeel enkele uren van energie voorzien.

Details

Peter Palensky is hoogleraar Intelligent electric power grids aan de Technische Universiteit Delft en kijkt op verzoek van NEMO Kennislink naar het concept van de Tower of Power. Hij is gecharmeerd van de eenvoud van het concept. “Dit kun je overal neerzetten en makkelijk uitbreiden. Dat is een voordeel ten opzichte van bijvoorbeeld een stuwmeer, waarvoor je vaak bent aangewezen op het landschap”, zegt hij. “De geclaimde efficiëntie is met tachtig tot negentig procent hoog, hoewel je met een waterreservoir nog wel iets hoger komt.”

Efficiëntie van energie-opslag hoeft uiteindelijk niet eens doorslaggevend te zijn. Palensky schetst een toekomstbeeld met een overvloed aan duurzame energiebronnen. “Als het aanbod van elektriciteit maar groot genoeg is, dan maakt het energieverlies niet zoveel uit”, zegt hij. “Maar natuurlijk maken dit soort getallen wél uit voor investeerders. De meest efficiënte technieken verdienen zich het snelst terug.”

De kans op succes hangt volgens de hoogleraar af van details. Hoe hoog worden de onderhoudskosten bijvoorbeeld? Is het gevaarte bestand tegen weer en wind en gooit opstuivend zand geen roet in het eten? Dat is nu niet duidelijk.

De blokkentoren is onderdeel van een veel breder palet aan ideeën om de energietransitie mogelijk te maken. In Nederland werd in de jaren 80 al geopperd om het Markermeer als een gigantische nationale energiebuffer te gebruiken. Recentelijk kwam een Utrechtse onderzoeker (weer) met het plan voor een ondergrondse waterkrachtcentrale die energie opslaat. Maar hoeveel plannen worden uiteindelijk gerealiseerd? “Er zijn mensen die geloven in gigantische vliegwielen, in de opslag van warmte of reusachtige batterijen”, zegt Palensky. “Waarschijnlijk wordt het een mengeling van verschillende oplossingen. En als ik eerlijk ben: we hebben dit soort ideeën op dit moment hard nodig.”

ReactiesReageer