Het Canadese bedrijf Hydrostor slaat energie op door lucht samen te persen en ondergronds te bewaren. Komende jaren bouwt het bedrijf in de Verenigde Staten de grootste energieopslagfaciliteit ter wereld die op basis van deze technologie werkt.

De eerste van twee installaties die Hydrostor aankondigt slaat 4 gigawattuur aan energie op en kan daarmee 8 uur lang 500 megawatt leveren, net zoveel als een kleine kolencentrale. Deze faciliteit in Rosemond, Californië, moet in 2026 gaan draaien.
 

Samengeperste lucht wordt in ondergronds reservoir

Hydrostor ontwikkelde Advanced Compressed Air Energy Storage (A-CAES). Die techniek gebruikt duurzame elektriciteit om een compressor aan te drijven die lucht samendrukt. De samengeperste lucht wordt in een ondergronds reservoir gepompt. Ze houden het daar onder druk met water dat in verbinding staat met een bassin. Zo blijft de opslag op de juiste druk zonder dat je daar extra energie voor nodig hebt.

Voor het opwekken van elektriciteit laat het bedrijf het water vanuit het reservoir weer in de opslagruimte waardoor de lucht eruit wordt gedreven. Die lucht drijft een turbine aan die elektriciteit opwekt. Deze video laat de werking mooi zien:

 

 

Warmte gebruiken

Het innovatieve aan de methode van Hydrostor is dat het de warmte die vrijkomt bij het samendrukken van de lucht (denk aan het warme ventiel van je fietsband als je die oppompt) opslaat in geïsoleerde watertanks en later gebruikt om de lucht die uitzet weer op te warmen. Doe je dat niet, dan koelt de uitzettende lucht zo sterk af dat de turbine kan bevriezen.

Zo hebben de installaties van Hydrostor een efficiëntie van 60 procent, waar andere installaties die energie opslaan in samengeperste lucht zo'n 40 procent halen. Ter vergelijk: een lithiumbatterij haalt tot wel 90 procent. Maar batterijen zijn te duur om dergelijke grote hoeveelheden energie op te slaan. Zie ook deze figuur:

Verschillende vormen van energieopslag zijn geschikt voor verschillende tijdsduren waarop opslag nodig is. Klik op de figuur voor een vergroting.

 

Als de zon niet schijnt

Energieopslag is noodzakelijk bij de overstap op duurzame energie. Hoe meer duurzame energie we opwekken, hoe meer van die energie we ook moeten opslaan. Het handige aan fossiele energie is namelijk dat olie, gas en kolen zelf energiedragers zijn. Die kun je jarenlang bewaren en pas omzetten in energie als dat nodig is.

Met de meeste vormen van duurzame energie zoals zon en wind gaat dat niet. Die wekken elektriciteit op of soms warmte, vaak op een moment dat je het niet direct nodig hebt. De zon schijnt niet altijd en er zijn seizoensverschillen. Voor sommige toepassingen is een continue en constante energietoevoer essentiëel. De opgewekte energie moet dus eerst in een andere vorm worden bewaard.

 

Zwaartekrachtenergie

Daarvoor zijn diverse mogelijkheden, zoals in batterijen, in waterstof of in watervoorraad achter een stuwdam. Nieuwe ontwikkelingen zijn bijvoorbeeld het opslaan van energie in zwaartekracht. Daarbij gebruik je de opgewekte duurzame elektriciteit om een massa – blokken beton, zand of water (zogeheten pumped hydro storage) – op te hijsen of omhoog te pompen.

Wanneer je elektriciteit nodig hebt dan laat je het gewicht weer zakken onder invloed van de zwaartekracht en drijf je daarmee een generator aan. Al die vormen van energieopslag hebben hun eigen voor- en nadelen. Met sommige kun je heel veel energie opslaan maar voor korte tijd. Andere kun je lang opslaan maar de energiedichtheid is veel lager (zie de grafiek hierboven).
 

Veel energie langere tijd opslaan

CAES voegt aan dit arsenaal een opslagmethode toe die zowel veel energie kan opslaan (inmiddels dus ruim meer dan 1 gigawattuur) als voor relatief lang tijd (tot een dag) kan opslaan. Bovendien is er geen speciaal landschap of veel ruimte voor nodig zoals voor een stuwdam. De technologie bestaat al tientallen jaren. Een van de grootste CAES-centrales staat (ook) in de VS en heeft een output van 110 megawatt een een opslagcapaciteit van 2,86 gigawattuur. De nieuwe opslagfaciliteit van Hydrostor is dus groter en efficiënter.

 

Goedkoper en langer

Hydrostor claimt dat de kosten voor energieopslag met een A-CAES faciliteit vergelijkbaar zijn met die van een ‘pumped hydro storage’ . Het zou goedkoper zijn dan lithiumbatterijen.

Daarnaast claimt het bedrijf dat alle technieken en componenten die het gebruikt uit de mijnbouw en olie- en gasindustrie komen. Daarmee helpt Hydrostor de fossiele energieindustrie om te transformeren, aldus CEO Curtis VanWalleghem in een video 

Na de eerste faciliteit van 500 megawatt volgt een tweede in Californië. Daarna heeft Hydrostor in de nabije toekomst nog 2000 megawatt aan projecten gepland in de VS, Canada, Chili en Australië.

 

Tekst: Bastienne Wentzel
Beeldmateriaal: Hydrostor