© Elestor

[UPDATE} Het Arnhemse bedrijf Elestor heeft gisteren de publieksprijs in de wacht gesleept bij de 15e KvK Innovatie Top 100. De jury onder leiding van innovator Ruud Koornstra bekroonde het Delftse Somnox met de eerste prijs voor de ontwikkeling van hun slaaprobot.

Als íets de meningen verdeelt in de wereld van de energie-opslag, dan is het wel waterstof. Te duur en te inefficiënt staan er pal naast ideaal en noodzakelijk. Hoe dat ook zij, op dit moment kan waterstof nog nauwelijks concurreren met batterijen. Tegelijk ziet iedereen ook wel dat dit deels veroorzaakt wordt door de onvolwassenheid van de markt en een gebrek aan toepassingsmogelijkheden. Guido Dalessi, CEO van het Arnhemse Elestor, zegt een belangrijke drempel voor de ontwikkeling van waterstof als energiedrager te kunnen wegnemen. Met de technologie van de door zijn bedrijf ontwikkelde waterstofbroombatterij wil hij aantonen dat elektrolysers (nodig voor de productie van waterstof) continu kunnen worden gebruikt. Dat wil zeggen: gedurende lange periodes én met goedkope hernieuwbare elektriciteit.

Het principe van de Waterstofbroom flow batterij van Elestor

Op papier is dat al gelukt, laat Dalessi niet zonder trots zien met de paper die hij daarvoor heeft opgesteld. Dankzij de inhoudelijke toelichting en heldere illustraties is het zelfs voor een buitenstaander goed te volgen. Dalessi neemt ons stap-voor-stap mee in zijn gedachten. “Het is een verhaal van technologie, maar ook van kostprijs”, zegt hij. “Om de technologie rond waterstof echt te laten doorbreken, moeten de kosten van de investeringen in de elektrolyser, het gebruik daarvan en van de gemiddelde elektriciteitsprijs gedurende de periodes dat de elektrolyser daadwerkelijk wordt gebruikt, omlaag. Dankzij onze technologie kan dat allemaal.”

Economische doorbraak

De economische doorbraak zit ‘m in het gebruik van goedkope energie die je uit een batterij haalt op momenten dat energie uit het normale net duur is. “In principe zou dat met elke batterij kunnen, maar je wilt er natuurlijk een waarvan de opslagkosten per kWh extreem laag zijn. En dat is precies het geval bij onze waterstof-broom flowbatterij. Geen enkele andere batterij kan energie opslaan voor 5 cent per kWh.”

Maar er is nog een voordeel: “Als direct gevolg van het werkingsprincipe waarbij waterstof als opslagmedium wordt gebruikt, heeft deze technologie een bijzondere match met de productie van waterstof door middel van elektrolyse.”

In gewone-mensentaal: Elestors flowbatterij kan als het ware met de elektrolyser één samenhangend apparaat vormen. En dat heeft op zichzelf weer nieuwe voordelen. Dalessi legt het in drie stappen uit:

Stap 1

© Elestor

Stap 1 laat de situatie zien met aan de linkerkant de batterij van Elestor en rechts het elektrolyse proces om waterstof te produceren. Door stroom te leveren vanuit de batterij op momenten dat deze goedkoper is dan van het net, geeft dat direct een economisch voordeel. Dalessi: “De elektrolyser produceert waterstof gedurende periodes dat duurzame elektriciteit voldoende goedkoop is, bijvoorbeeld als gevolg van tijdelijke overproductie. Tegelijkertijd slaat de flowbatterij dezelfde goedkope elektriciteit op, tegen de laagst mogelijke opslagkosten per kWh. Zodra de prijs van duurzame elektriciteit toeneemt, gaat de elektrolyser gebruik maken van de door de flowbatterij opgeslagen elektriciteit om vervolgens daarmee waterstof te maken.” Dat alles zorgt ervoor dat het gebruik van de elektrolyser optimaal wordt.

Stap 2

Na integratie van de twee waterstoftanks © Elestor

Maar waarom zou je twee waterstoftanks naast elkaar opstellen, vroeg Dalessi zich tijdens het denkproces af. “Het gebruik van waterstof voor de laad- en ontlaadprocessen van de batterij vormt de sleutel tot integratie van beide systemen. Op deze manier kan een slimme en economisch interessante combinatie met electrolysers worden gevormd.”

Stap 3

Aansluiting van het systeem op een toekomstige waterstof infrastructuur © Elestor

Uiteindelijk leidt deze integratie van elektriciteitsopslag met elektrolyse tot nog weer nieuwe mogelijkheden. Zeker in combinatie met de verwachte ontwikkelingen in de infrastructuur. Dalessi: “Om dat te kunnen zien moet je weten dat de hoeveelheid waterstof die onze flowbatterij produceert tijdens het laden exact hetzelfde is als wat weer wordt gebruikt tijdens het ontladen. Het totaal van invoer en uitvoer is dus nul. Dat principe wordt extra relevant als je het systeem zou koppelen aan een toekomstige waterstof-infrastructuur in ons land.”

Nieuwe mogelijkheden

Inderdaad, omdat waterstof via pijpleidingen relatief goedkoop over grote afstanden kan worden getransporteerd, openen zich nieuwe mogelijkheden. Er zijn al plannen om in de komende decennia een infrastructuur van dergelijke leidingen, voor zover die niet al bestaan vanuit het oude gasnet, op nationale schaal aan te leggen. “Deze nationale waterstof ‘backbones’ bieden een unieke mogelijkheid om als waterstofopslagtank te dienen voor Elestor’s flowbatterij. De flowbatterij heeft dan geen aparte tank voor de opslag van waterstof meer nodig, waardoor het systeem zowel eenvoudiger als goedkoper en kleiner wordt.” De flowbatterij produceert waterstof tijdens het laden en gebruikt exact dezelfde hoeveelheid weer tijdens het ontladen. Daardoor is het totaal van invoer naar, en opname uit, de waterstofinfrastructuur nul. “Het heeft daardoor netto geen effect als op deze manier de flowbatterij op een waterstofinfrastructuur wordt aangesloten.”

Van theorie naar praktijk

Om zijn ei van Columbus gerealiseerd te krijgen, is er meer nodig dan een theorie op papier, realiseert Dalessi zich. “Wij doen er alles aan de beste oplossingen te vinden voor de energietransitie, inclusief de economische haalbaarheid daarvan. Maar daarvoor is wel een kickstart nodig. Concreet: de overheid moet hier een rol pakken. Er is al veel steun voor de technische ontwikkeling, zoals via subsidies waar wij ook gebruik van hebben gemaakt. Maar om de technologie verder op te schalen en Nederland internationaal een leidende rol te laten spelen, is een regeling nodig die de markt stimuleert er ook daadwerkelijk gebruik van te gaan maken.” Eerder al wees Dalessi daarvoor op het Capacity Remuneration Mechanism in België. “Het vliegwiel moet op gang gebracht worden.”

Word lid!

Op Innovation Origins lees je elke dag het laatste nieuws over de wereld van innovatie. Dat willen we ook zo houden, maar dat kunnen wij niet alleen! Geniet je van onze artikelen en wil je onafhankelijke journalistiek steunen? Word dan lid en lees onze verhalen gegarandeerd reclamevrij.

Over de auteur

Author profile picture Bart Brouwers is mede-oprichter en mede-eigenaar van Media52 BV, uitgever van innovationorigins.com.