IN EEN ZOUTCAVERNE I.P.V. SEIZOENSOPSLAG H2 150 DAGEN PER JAAR MET EEN CES-CO2 BATTERIJ 200 MWh OF ALS H2 OPSLAG VOOR EEN HBr-FLOWBATTERIJ.

 

 In een zoutcaverne 1 x per jaar seizoensopslag waterstof (verbranden) 30 % rendement. Of 150 dagen per jaar kunnen laden CO2- of HBr flowbatterij 75 % rendement?

  Hystock (Gasunie) onderzoekt of zoutcarvernes, naast de seizoensopslag van aardgas, ook gebruikt kunnen worden als seizoensopslag voor waterstof. Onderzocht wordt o.a. of waterstof het steenzout zal aan te tasten. De groene waterstof daarna verbranden in een gascentrale heeft een elektrisch rendement van slechts 30%. Dezelfde elektriciteit gebruiken voor de cryogene CO2-opslag van Energy Dome of de HBr-flowbatterij van Elestor heeft een rendement van 75%. Seizoensopslag van waterstof onder hoge druk heeft dan wel een veel hogere energie inhoud maar met de vrijwel dagelijkse elektriciteitsoverschotten (en -tekorten) kan je dan de inhoud van de zoutcaverne jaarlijks wel 150 keer gebruiken. Zou Gasunie deze mogelijkheden ook willen onderzoeken?

 Waterstofopslag in een caverne zal geschieden onder hoge druk. Maar in theorie bestaat dus ook de mogelijkheid een zoutcaverne te gebruiken als de lagedrukopslag van de CO2-cryogene energieopslag van Energy Dome. Daarnaast zou een zoutcaverne dan misschien toch nog kunnen functioneren als een relatief goedkope waterstofopslag voor de HBr-flowbatterij van Elestor. Beiden hebben een roundtriprendement van circa 75 %. Nu is de energie inhoud van waterstofgas onder lage druk, en dat van CO2 als opvang van een cryogene energieopslag al helemaal, natuurlijk veel lager dan wanneer er in de zoutcaverne als seizoensopslag onder hogedruk waterstofgas zal worden opgeslagen. Maar daar staat dan tegenover dat de opslagfrequentie bij het opladen en ontladen van de zomerse dagelijkse overschotten van zonnestroom natuurlijk veel hoger is dan bij seizoensopslag.

 Cryogene Energy Storage (CES) of Liquid Air Energy Storage (LAES) wordt op beperkte schaal al toegepast waarbij onder zeer hoge druk lucht wordt samengeperst tot vloeibare vorm en vervolgens tijdens een stroomtekort expandeert en een turbine aandrijft. In Carrington (VK) wordt een 50MW/300MWh LAES opslag gebouwd. Naast de cryogene versie zijn er ook persluchtopslagen CAES (Compressed Air Energy Storage) zoals in Huntorf (D) welke in 1978 is gebouwd als back-up voor de kerncentrale Unterweser. Het Italiaanse (Sardinië) Energy Dome heeft deze techniek aangepast voor CO2-gas. Hierbij wordt CO2-gas samengeperst in een grote tank alsof het een grote CO2-brandblusser is vol met CO2-sneeuw c.q. koudijs is. Deze wordt dan bij een stroomtekort geëxpandeerd waarmee een turbine wordt aangedreven. Het rendement is hoger dan wanneer vloeibare lucht wordt geëxpandeerd. Bovendien hoeft het CO2-gas dat dan in een enorme zak wordt opgevangen in tegenstelling tot verse lucht niet telkens ontvochtigd te worden. Ook hoeft met vloeibare CO2 in tegenstelling tot perslucht en cryogene lucht voor een voldoende hoge opbrengst tijdens het expanderen de tijdens het uitzetten afkoelende lucht niet met aardgas worden opgewarmd. Dat opwarmen tijdens het expanderen volstaat bij een CO2-batterij met de tijdens het comprimeren van de CO2 in goed geïsoleerde watertanks opgevangen warmte.

 Nadeel is echter dat tijdens het expanderen de CO2 achter de turbine telkens moet worden opgevangen. Dat gebeurt in een grote zak (waar 'Energy Dome' haar naam aan heeft ontleend) waar het CO2 gas onder nagenoeg atmosferische druk wordt opgeslagen. Dus als de 'dome' vol staat is de batterij dus ontladen. Is de 'dome' leeg dan is de CO2-batterij dus geladen. Het CO2-gas zit dan in vloeibare vorm samengeperst in een stevige tank. Onder een filmpje op Youtube stelde ik in een reactie voor om de CO2 tijdens het expanderen dan ook op te slaan in één van de vele zoutcarvernes die Nederland en Duitsland rijk is. Wat me dan van Energy Dome dan ook een like opleverde.

 Een andere toepassing van een zoutcaverne zou ook kunnen zijn het, ook onder een relatief lagere druk, opslaan van waterstof wanneer een Hbr-flowbatterij (2 Hbr +e <—> H2 + Br2) werkt in de elektrolyserfase (dus tijdens stroomoverschotten). Doordat een HBr-flowbatterij geen lithium of andere zeldzame metalen nodig heeft is een Hbr-flowbatterij relatief goedkoop. Wel is een PEM-membraan nodig én een grote relatief dure waterstofgasopslag. Maar een zoutcaverne zou dan kunnen dienen als een grote, relatief goedkope, en minder oppervlakte in beslag nemende waterstofopslag. Het roundtriprendement van een Hbr-flowbatterij bedraagt circa 70 %.

 Ben benieuwd ofdat Gasunie ook deze toepassingen van een zoutcaverne wil onderzoeken.

Leon Nelen.