Flow-batterijen: de oplossing voor het black-outprobleem in Californië

Als het om elektriciteit gaat, heeft Californië het moeilijker dan de meeste staten. Het is de thuisbasis van meer elektriciteitsverbruikende inwoners dan waar dan ook in het land, en wanneer de vraag naar elektriciteit piekt (vaak tijdens zomerse hittegolven), is de staat soms niet in staat al die inwoners van stroom te voorzien. Om deze reden zullen de energieautoriteiten van Californië af en toe geplande stroomuitval implementeren, ook wel rolling black-outs genoemd. Als je ooit in een hitte van 100 graden bent betrapt zonder airconditioning, weet je dat dit niet ideaal is.

Een van de manieren waarop Californië is planning De oplossing voor dit probleem is het opzetten van grote batterijnetwerken waarvan overheidsfunctionarissen hopen dat ze de boel draaiende zullen houden als er sprake is van extreem weer. Deze batterijen kunnen worden opgeladen door het groeiende netwerk van zonnepanelen en windturbines van de staat, en ze kunnen in werking treden als er een energietekort is om stroom te leveren.

Maar de batterijen die de Golden State bouwt zijn niet dezelfde als de batterijen die je in je auto aantreft smartphone, of zelfs in uw elektrische auto. Deze apparaten gebruiken doorgaans lithium-ionbatterijen, die geweldig zijn voor elektronica en andere kleinschalige apparaten, maar niet bepaald ideaal zijn als het gaat om energieopslag op netschaal. Ze zijn te duur en zijn niet ontworpen om hele steden van stroom te voorzien.

In plaats daarvan investeert de staat in een reeks stroombatterijen. Een flowbatterij is een grote batterij op rasterschaal die energie opslaat in elektrolytvloeistoffen, in tegenstelling tot een vaste elektrode zoals lithium-ion. Deze batterijen kunnen langer stroom leveren dan lithium-ionbatterijen, en ze hebben nog veel meer voordelen.

Meegaan met de stroom

Joe Worthington, communicatiedirecteur bij het flowbatterijbedrijf Invinity Energy Systems, zegt het werkt samen met de staat Californië om te laten zien waarom flow-batterijen de beste keuze zijn voor batterijen roosters. “We hebben financiering ontvangen voor vier projecten van de California Energy Commission”, zegt Worthington.

Worthington zegt dat lithium-ionbatterijen maximaal vier uur meegaan, en dat lithium-ionsystemen die capaciteit doorgaans niet eens hebben. De stroombatterijen die Invinity produceert, kunnen verder gaan dan dat, omdat je, zegt Worthington, gewoon meer elektrolytvloeistof aan een stroombatterij kunt toevoegen, zodat deze langer opgeladen blijft. Het bedrijf beschikt momenteel over een 10-uurs flow-batterijsysteem opererend bij een brandweerkazerne op een Indiaans terrein in Californië.

Naast de levensduur is een van de voordelen van flow-batterijen dat ze in wezen ‘niet verslechteren’, zegt Worthington, en dat ze bijna volledig recyclebaar zijn. Lithium-ionbatterijen zijn beroemd moeilijk recyclen.

“Een lithium-ionbatterij gaat ongeveer zeven jaar mee. Een flowbatterij gaat twintig jaar mee”, zegt Worthington. “Als je hem twintig jaar op je site wilt hebben, moet je die lithiumbatterij misschien nog twee keer kopen. Je hebt dezelfde flow-batterij die je op de eerste dag van het jaar 20 hebt gekocht.

Het enige nadeel van flowbatterijen is hun formaat. Ze zijn een stuk groter dan lithium-ionbatterijen. Daarom zegt Worthington dat ze het beste zijn voor energienetwerken, in plaats van voor auto’s of andere dingen die moeten bewegen. Qua prijs zijn flowbatterijen bezig met een inhaalslag ten opzichte van lithium-ionbatterijen, die de afgelopen jaren behoorlijk goedkoop zijn geworden.

“Vandaag de dag zijn we qua initiële kosten waarschijnlijk ongeveer vergelijkbaar met lithium-ion”, zegt Worthington. “Als je bij de enorme projecten komt … heeft lithium-ion vandaag zeker het voordeel, alleen maar omdat ze een enorme wereldwijde toeleveringsketen hebben en we als bedrijf nog steeds aan het opschalen zijn.”

De business van grote batterijen

Michael Gravely, plaatsvervangend afdelingshoofd van de Energy Research and Development Division bij de California Energy Commission, vertelt Digital Trends laat zien dat Californië zeer geïnteresseerd is in flowbatterijtechnologie en hoopt de markt te laten zien dat deze de moeite waard zijn investering.

“De uitdaging is dat er op dit moment niet veel technologieën zijn die zo ver gevorderd zijn als lithium-ion in het commerciële proces”, zegt Gravely. “Er bestaat begrip dat we meer dan vier uur opslag nodig hebben, en het hangt ervan af hoeveel, maar niemand weet het.”

Gravely zegt dat flowbatterijen waarschijnlijk de “volgende technologie” op dit gebied zijn, en hij gelooft dat ze binnenkort goedkoper kunnen zijn en tegelijkertijd dingen langer van stroom kunnen voorzien dan lithium-ionsystemen. Hij zegt dat ze de komende jaren zullen werken aan het demonstreren van het nut van deze technologie, terwijl de technologie steeds meer ingeburgerd raakt in de nutssector.

Een batterij die zijn lading langer kan vasthouden, binnenkort wellicht goedkoper is, recyclebaar is en een langere levensduur heeft dan lithium-ion, is zeker aantrekkelijk. Lithium-ion zal niet snel worden vervangen als het gaat om het voeden van consumentenelektronica en elektronica voertuigen, maar het zou in de niet al te verre toekomst de minder favoriete optie kunnen worden voor energieopslag in nutsvoorzieningen toekomst. Dat zou staten helpen om te gaan met extreem weer en ervoor te zorgen dat de stroom blijft komen als de zon niet schijnt of de wind niet waait.

Aanbevelingen van de redactie

• Beeldherkenning A.I. heeft een grote zwakte. Dit zou de oplossing kunnen zijn
• Lithium-ion is nog maar het begin. Hier is een kijkje in de toekomst van batterijen
• De aarde heeft een voedselverspillingsprobleem. Kunnen gigantische koelkasten op zonne-energie helpen?
• Een gigantisch nieuw zonnepark in Texas zal de zonnestralen benutten om … bier te brouwen?
• Ruimtewandeling een succes nu astronauten de batterijen van het ISS upgraden

Upgrade uw levensstijlMet Digital Trends kunnen lezers de snelle technische wereld in de gaten houden met het laatste nieuws, leuke productrecensies, inzichtelijke redactionele artikelen en unieke sneak peeks.