Energie opslaan is ‘key’ voor de energietransitie. Daarom pionieren technici wereldwijd met allerlei slimme nieuwe manieren. In Finland werken ze aan een ‘zandbatterij’ op industriële schaal met 100 MWh capaciteit. Die kan een complete stad een week lang verwarmen – via een warmtenet!
De zandbatterij, ontwikkeld door Polar Night Energy, is een grote stalen silo vol zand (of een soortgelijk vast materiaal) dat wordt opgewarmd via een warmtewisselaar. Het gebruikt daarvoor overtollige elektriciteit van het elektriciteitsnet – bijvoorbeeld elektriciteit die tijdens een piek wordt opgewekt uit hernieuwbare bronnen, wanneer die goedkoop is.
Hitte in zand
Hoe het werkt: het systeem gebruikt overtollige energie van zon, wind of water en verhit daarmee lucht, die vervolgens in het zand wordt geleid. De warmte wordt overgedragen op het zand en blijft daar opgeslagen. De temperatuur kan daarbij oplopen tot 500 of 600 graden Celsius. Zodra er warmte nodig is, wordt het proces omgekeerd en wordt de hete lucht naar verwarmingssystemen voor huizen of industrieën geleid.
Met een vermogen van 1 MW en maar liefst 100 MWh capaciteit aan thermische energie kan die veel warmte opslaan voor gebruik tijdens koude poolwinters. De nieuwe batterij wordt ongeveer 10 keer groter dan een proefinstallatie die sinds 2022 al met succes draait. Polar Night Energy zegt dat de nieuwe zandbatterij in ongeveer 13 maanden zal zijn gebouwd en getest.
Maandenlang opslaan
Die energie kan maandenlang worden opgeslagen met naar verluidt zeer weinig verlies, voordat het op verzoek als warmte wordt onttrokken. In theorie zou dit weer omgezet kunnen worden in elektriciteit, maar dan met enig energieverlies. Maar Polar Night Energy zegt dat de meest efficiënte methode is om gewoon de warmte zelf te gebruiken. In een koude omgeving als Finland betekent dit dat de warmte wordt toegevoerd aan het plaatselijke warmtenet voor stadsverwarming, dat nu doorgaans wordt gevoed door warmte afkomstig van industrie of energieproductie. Netwerken van leidingen vervoeren deze warmte als heet water of stoom om huizen, gebouwen en zelfs zwembaden op te warmen. In dit geval zou de nieuwe zandbatterij worden getest in het stadsverwarmingssysteem van de Finse gemeente Pornainen, dat wordt beheerd door het bedrijf Loviisan Lämpö.
Al sinds 2022
De vorige zandbatterij van Polar Night Energy werkt al sinds 2022. De nieuwe wordt naar verwachting 13 m hoog en 15 m breed, met een uitgangsvermogen van 1 MW en een capaciteit van 100 MWh. Volgens de bedrijven komt dat overeen met een week warmtebehoefte van Pornainen in de winter of zelfs een maand in de zomer. Ter vergelijking: de vorige zandbatterij van Polar Night is 4 x 7 m groot, met een nominaal vermogen van 100 kW en een capaciteit van 8 MWh. Toekomstige zandbatterijen kunnen naar verluidt tot wel 20 meter breed en 10 meter hoog worden en een gigawattuur aan opslagcapaciteit bieden – het equivalent van een miljoen kilowattuur.
Tot 70% minder CO2
De nieuwe batterij zou ook de kooldioxide-uitstoot van het stadsverwarmingssysteem met 160 ton per jaar moeten verminderen, wat neerkomt op een reductie van bijna 70%. Het zand zelf zal ook duurzaam worden gewonnen – het bestaat uit gemalen speksteen, een bijproduct van een andere lokale industrie. Dit materiaal kan warmte blijkbaar nog beter geleiden dan gewoon oud zand.
Comeback voor warmtenetten?
Zandbatterijen zijn bij uitstek geschikt voor warmteopslag ten behoeve van stadsverwarming. Een opvallende ontwikkeling, juist na berichten dat energiebedrijven als Vattenfall en Eneco de stekker uit warmtenetprojecten trekken, vanwege te hoog oplopende kosten. Warmtenetten zouden de ideale infrastructuur zijn voor toepassing van warmteopslag in zandbatterijen, maar ook andere vormen van warmteopslag op netwerkschaal zoals ijs, beton, zwaartekracht, gesmolten zout, ijzer-lucht of flowbatterijen.
Bron: Polar Night Energy.
Heb jij ‘n tip voor deze rubriek? Stuur je suggestie naar demakersvanmorgen@technieknederland.nl!
