Een half miljoen huizen in de VAE draaien de hele nacht door, aangedreven door zonnepanelen.
Het klinkt als sciencefiction. Dat is het niet. Het is gewoon infrastructuur.
Een gigantisch project voor schone energie in het Midden-Oosten combineert nu 5,2 gigawatt aan zonnecapaciteit met maar liefst 19 gigawattuur aan opslag. Dat is het grootste batterijprogramma ter wereld. Het doel is simpel: laat de lichten branden als de zon ondergaat.
Maar je hoeft niet naar woestijnen te kijken om de toekomst van opslag te zien. Kijk naar je pols. Of kijk naar het zand. Of kijk naar menselijk zweet.
We staan aan de rand van een energietransitie die niets te maken heeft met de hectische mijnbouwrace om lithium, kobalt en nikkel. De huidige kampioenen op gridschaal bereiken hun fysieke grenzen. Lithium-ionbatterijen verslijten. Ze worden na een eindig aantal ladingen afgebroken. En ze zijn afhankelijk van cruciale mineralen die slecht zijn voor het milieu en die vaak gepaard gaan met ethisch twijfelachtige arbeidspraktijken in kwetsbare gemeenschappen.
Ingenieurs en wetenschappers zijn het gedoe beu. Ze bouwen alternatieven. Onbepaalde levensduur. Recycleerbaarheid. Overvloedige materialen.
Dit is wat echt werkt als het elektriciteitsnet overvol raakt.
Liquid Air-cryobatterijen en industriële vernieuwing
In Greater Manchester, VK, komt een voormalige kolencentrale weer tot leven.
Het is de Trafford Green Cluster. En vlak naast de plek waar roet ooit de lucht zwart maakte, bouwt Highview Power aan wat de ruggengraat zou kunnen zijn van een lokale herindustrialisatie. Ze noemen het een ‘cryobatterij met vloeibare lucht’.
Voormalig burgemeester Andy Burnham gaf geen krimp. Hij zei dat dit decennium het meest opwindende decennium in de provincie is sinds het Victoriaanse tijdperk. Het is een hype? Misschien. Maar de wetenschap is een keihard feit.
Wanneer hernieuwbare energie overvloedig en goedkoop is, is het verspilde energie als je deze niet kunt opslaan. Highview gebruikt die overtollige energie om de lucht af te koelen tot -196 graden Celsius. Het verandert lucht in vloeistof. Door dit proces wordt het luchtvolume met een factor 700 kleiner. Je slaat het op in geïsoleerde tanks.
Later, als er elektriciteit nodig is, laat je deze opwarmen. De vloeibare lucht zet snel weer uit tot gas. Die uitzetting laat een turbine draaien. Elektriciteit raakt het net. Geen uitstoot. Er worden geen gascentrales opgestart om het gat op te vullen.
Er zijn vertragingen geweest, zoals altijd bij zware engineering. Maar als dit 50 megawatt-project dit jaar eindelijk van start gaat, zal het 300 megawattuur aan opslag bieden voor een duur van zes uur.
Dat zijn een half miljoen huizen die zes uur lang gedekt zijn.
Vloeibare lucht slaat niet alleen energie op. Het verandert de seizoenen.
Gesmolten zout voor de zware industrie
Verplaats de zon 12.000 kilometer westwaarts, van Manchester naar de woestijn van Nevada, en de temperatuur slaat om.
Op de locatie Crescent Dunes richten tienduizend spiegels het zonlicht op een toren. Binnen? Een reservoir met gesmolten zout gemaakt van kalium- en natriumnitraat. De hitte bereikt 560 graden Celsius (ongeveer 1.040 F).
Daar heb je geen batterijen voor nodig. Je hebt alleen warmtebehoud nodig.
Het zout blijft na zonsondergang 10 uur warm. Wanneer er stroom nodig is, kookt die warmte water om stoom te creëren. De stoom brengt een turbine in beweging. Elektriciteit stroomt. Dit is energieopslag van gesmolten zout in de meest mechanische vorm.
Maar gesmolten zout heeft ook een donkerdere erfenis. Het is de primaire krachtbron voor moderne geleide raketten. Deze wapens hebben hun eigen reservebatterijen, boordevol zouten, die inert blijven tot ze worden gelanceerd. De pyrotechnische ontsteking activeert ze, waardoor er onmiddellijk energie vrijkomt.
We stelen die betrouwbaarheid voor vredeshandhaving, niet voor oorlog.
In Denemarken, een leider op het gebied van windenergie, pakt deze zelfde technologie iets moeilijkers aan dan nachtelijke verlichting: de zware industrie. Het koolstofvrij maken van de productie is een nachtmerrie. Maar een dit jaar onthuld project voor gesmolten zout van 1 gigawattuur kan windenergie wel twee weken opslaan. De zouten worden verwarmd tot 600 graden Celsius en vervolgens door een generator gecirculeerd. Stoom van hoge temperatuur komt rechtstreeks op de fabrieksvloer terecht.
Geen verbranding. Geen compromis.
Zandbatterijen verwarmen Finse steden
Als je in Pornainen, Zuid-Finland, woont, denk je niet zo vaak aan de elektriciteitskosten als aan het niet bevriezen in februari.
De stad heeft de afgelopen jaren een radicaal idee getest: het verwarmen van zand in plaats van olie.
Ze gebruiken ongeveer 2.000 ton gebroken speksteen. Dit materiaal houdt de warmte ongelooflijk goed vast. Tijdens de zomermaanden verwarmen elektrische kachels het zand. Er wordt 100 megawattuur aan thermische energie opgeslagen. Dat klinkt als veel, maar voor een stad die scholen en gemeentehuizen moet verwarmen is het beheersbaar.
Midden in de winter wordt hete lucht door de zandstapel geblazen. Het zand straalt de warmte uit. Het gebouw wordt warm.
De nieuwe stapel is 13 meter hoog en 15 meter breed. Het is tien keer groter dan de eerste die in 2022 werd gebouwd.
Waarom doet dit er toe? Omdat het werkt. Het district is van plan om de olie volledig uit het lokale verwarmingsnetwerk te verwijderen. Ze streven ernaar het gebruik van houtsnippers met 60% te verminderen. Dat is een enorme deuk in de lokale koolstofemissies met behulp van spotgoedkope natuurkunde.
Schone energie hoeft niet ingewikkeld te zijn. Het moet gewoon compact zijn.
Enzymatische biobrandstofcellen en zweettechnologie
Nu de raarste inzending. En het komt van de Tokyo University of Science.
Wearables zijn overal. Slimme ringen, gezondheidspatches, fitnesstrackers. Het probleem? De batterij. Kleine batterijen betekenen grote apparaten of dagelijkse oplaadrituelen. De meeste gebruikers hebben een hekel aan dagelijks opladen.
Wat als het apparaat zichzelf oplaadt terwijl u beweegt?
Japanse onderzoekers ontwikkelen een dunne pleister die rechtstreeks uit je zweet elektriciteit opwekt. Niet indirect. Direct.
Het maakt gebruik van een enzymatische biobrandstofcel.
Wanneer u traint of gewoon rondloopt in een vochtig klimaat, geeft uw lichaam zweet af. Zweet bevat lactaat. Lactaat bevat chemische energie. De patch vangt deze verbindingen op. Ingebedde enzymen veroorzaken een biochemische reactie. Elektronen stromen. Elektriciteit is geboren.
Geen draden. Geen powerbank. Geen externe bron.
Theoretisch zou je dit voor altijd om je pols kunnen dragen. Zolang je maar zweet. Het drijft de sensoren aan die uw gezondheid monitoren, waardoor het lichaam zowel de gebruiker als het nutsbedrijf wordt.
Is dit een niche? Absoluut.
Is dit de volgende grens? Ook ja.
Het elektriciteitsnet van de toekomst zal er niet uitzien als een enkel monolithisch lithium-ionblok. Het zal lijken op vloeibare lucht in een voormalige kolencentrale, zout in de woestijn, zand op een Fins schoolplein en chemie op je arm.
Het is rommeliger dan de lithiumbelofte. Maar het is echt.
