Zeldzame aardmetalen, mineralen en lithium: we weten hoe belangrijk ze zijn voor het maken van batterijen, maar ook hoe moeilijk het is om ze te vinden. NEStore, een innovatieve oplossing die maandenlang elektriciteit kan opslaan in warm water, bewijst dat energieopslag ook kan bestaan zonder zeldzame mineralen.
Waarom dit belangrijk is:
Eenvoudig te installeren, goedkope en slimme oplossingen kunnen huishoudens helpen hun energie beter te beheren, vooral om stroom op te slaan voor later gebruik. Newton Energy Systems werkt in die richting.
Het Delftse Newton Energy Solutions (NES) zit achter dit idee. Het is een spin-off van de Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek (TNO) en is het resultaat van tien jaar testen en experimenteren binnen de onderzoeksgroep energieopslag van het instituut. “De eindconclusie was: je kunt technologisch van alles doen, maar wie gaat ervoor betalen? Sommige technologieën zijn duur, andere te gevaarlijk,” zegt Pavol Bodis, ceo van het bedrijf. Water en staal kunnen het werk doen door elektriciteit veilig en tegen lagere kosten op te slaan.
Net als een conventionele waterkoker zet NEStore elektriciteit – van zonnepanelen of het elektriciteitsnet – om in warmte en slaat deze zonder warmteverlies wekenlang op in water. Bij ontlading levert het systeem warm water. Iedereen voorzien van goedkope en groene energie is de missie van het bedrijf. NES is nu twee jaar actief en heeft vijftien van zijn apparaten geïnstalleerd bij commerciële klanten. NES onderneemt stappen om zijn propositie waar te maken. Hun standaardeenheid van twintig kWh duurt minder dan twee uur om te installeren en kost vijfduizend euro, exclusief belastingen. Thuisgebruik is de belangrijkste toepassing die de TNO spin-off voor NEStore voor ogen heeft, maar elke plek waar warm water nodig is, zou van de voordelen kunnen profiteren. Hotels, ziekenhuizen en sportcentra zouden ook mogelijke toepassingen kunnen zijn.
Dit is een artikel uit ons tijdschrift IO Next: Energy Storage. In de puzzel van ons nieuwe energiesysteem is het in evenwicht brengen van vraag en aanbod van energie de grootste uitdaging. Daarom wijden we dit magazine aan dat cruciale puzzelstuk.
Energie opslaan als espresso zetten
Bodis gebruikt een praktische metafoor om de werking van NEStore uit te leggen. “Het is een doorstroomverwarmer, vergelijkbaar met een espressomachine. Tijdens het opladen komt er water in het systeem dat wordt opgewarmd, en bij het ontladen haalt de gebruiker dit hete water eruit.” Vanaf kamertemperatuur warmt het systeem het water op tot 110 graden Celsius, ruim boven de drempel die door conventionele boilers wordt bereikt. Bovendien heeft het zes tot acht keer de capaciteit van een gewone boiler. Een dunner isolatiesysteem speelt een rol, maar het belangrijkste is dat de hogere watertemperatuur het mogelijk maakt om meer energie in hetzelfde volume op te slaan.
Hoewel de NEStore niet gedefinieerd wordt als een batterij – een elektrische batterij dus – slaat het apparaat toch wekenlang thermische energie op. Terwijl conventionele boilers snel warmte verliezen – tot 30 procent in 24 uur – kan de technologie van Newton Energy System deze wekenlang vasthouden. Dit is mogelijk dankzij het vacuüm isolatiesysteem, dat warmteverlies minimaliseert.
Tijdens de ontwikkeling van het prototype werd de productie van het systeem met het best mogelijke isolatiemateriaal en het ontwerp de eerste zorg van NES. Het team hield koppig vast aan zijn idee, ondanks de vele gesprekken met andere spelers uit de industrie die suggereerden dat water toch snel koud zou worden. Het resultaat is een ontwerp met twee vaten, met een laag glasschuim tussen de stalen folies en een vacuümklep die het systeem isoleert. “Ons systeem verliest ongeveer één graad Celsius per dag en dat is een wereld van verschil vergeleken met conventionele oplossingen,” benadrukt Bodis.
Geen batterij, geen boiler
Op de homepage van de website zegt NES expliciet dat het systeem “geen accu, geen boiler” is. Ondanks de uitleg duikt het raadsel weer op, maar Bodis weet hoe hij het moet oplossen.
“NEStore is geen batterij in de zin van een elektrische accu. In feite slaan we elektriciteit op en zetten die om in warmte bij het opladen, maar we zetten warmte niet om in elektriciteit bij het ontladen. Tenzij je temperaturen van meer dan 250 graden Celsius hebt en er stoom van wilt maken, is het een onzinnig en gevaarlijk concept voor thuisgebruik. Bovendien is NEStore geen boiler. Een boiler is uitgevonden om te kunnen douchen zonder al te veel stroom van het net te trekken. Het heeft niet als doel om energie voor langere tijd op te slaan,” verduidelijkt hij.
Flexibiliteit
Om goedkope en groene energie te leveren, laadt NEStore op wanneer de zonnepanelen op het dak (indien beschikbaar) zonlicht oogsten of wanneer het quotum van groene elektriciteit op het net hoog is – meestal wanneer windparken meer produceren. Het warmteopslagsysteem maakt verbinding met internet en draait zijn eigen software.
Bovendien kan het systeem zich aanpassen aan gebruikspatronen door de verschillende parameters van een gebruikersprofiel te herkennen. “Elk huishouden is anders. Een opa die alleen woont, doucht misschien eens in de twee dagen en dan is vijf procent lading voldoende. Een gezin met drie tieners heeft waarschijnlijk minimaal zestig procent nodig. Boilers doen wat ze moeten doen, maar ze hebben geen flexibiliteit; ze hebben geen hersenen, maar NEStore wel,” merkt Bodis op.
De installatie was ook eenvoudig. Twee wateraansluitingen – één voor de invoer en één voor de uitvoer – een stopcontact en toegang tot het internetnetwerk maken het mogelijk om de installatie in minder dan drie uur uit te voeren. “Naast het feit dat het een duurzame oplossing is, heeft ons systeem niet alle problemen die elektrische batterijen hebben,” zegt de CEO van NES.
Meer dan opslagoplossingen voor thuis
Naast het twintig kWh-systeem is de NEStore ook verkrijgbaar in een dertig kWh-versie, die zesduizend euro kost, exclusief belastingen. “Voor een lithiumbatterij met dezelfde capaciteit liggen de kosten rond de €25.000. Dat is een andere orde van grootte, hoewel we maar een klein aantal units hebben gebouwd,” benadrukt Bodis.
Zodra de NEStore de Europese certificering kreeg, kwamen er aanvragen vanuit de hele wereld, “behalve Antarctica”. De focus ligt nu volledig op Nederland, met de intentie om installaties op de voet te volgen. Tegen het einde van dit jaar wil NES vijfhonderd commerciële units installeren en in 2025 de grens van duizend bereiken. Het bedrijf is nu fondsen aan het werven.
Als het brengen van betaalbare, schone stroom naar iedereen de belangrijkste drijfveer van NES is, dan is er meer dat decentrale energieopslag kan doen. Bodis: “In Nederland en andere landen kan de maatschappij geen verdere stappen zetten omdat het energienet vol is. Gemeenten kunnen geen nieuwe gebouwen bouwen, een probleem dat hier erg voelbaar is. Door het netprobleem aan te pakken kunnen we het huisvestingsprobleem aanpakken, fossiele brandstoffen uitfaseren en werken aan energiearmoede.”
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
