Hoe gaan we energie zelf opslaan?

Hallo Aart,

Begrijp ook dat de weg die nu ingezet is de verkeerde is en het onkosten plaatje daardoor onnodig hoog zal uitvallen.

Een huis van het gas afhalen is super eenvoudig, maar heel Nederland zonder gas verwarmen is iets anders.
Oplossingen zoals warmtepompen houden geen rekening met het collectieve effect.
Doordat de warmtevraag temperatuur afhankelijk is (en de temperatuur vrijwel landelijk gelijk is), wordt de stroom afname dit ook, en hierop zijn de stroom netten niet berekend.

Hetzelfde probleem met elektrisch vervoer, prima als je de accu thuis laad met je eigen PV, maar als je het net daarvoor gebruikt zorgt dit voor een piek belasting.
Voor een elektrische auto is dit geen probleem, maar gaan miljoenen auto’s als we van het werk komen aan de snel lader, dan is dit een gigantisch probleem.

Elke oplossing die je bedenkt moet je daarom uit een collectief (Nederland/ Europa/ wereld) perspectief bekijken.

Elektriciteit als energie drager heeft het nadeel dat de afname moet matchen met de opwek.
En onze huidige energie opwek werkt vraag afhankelijk en niet opwek afhankelijk wat voor groene opwek noodzakelijk is.

Op dit moment werkt dit zo.

Of er een tekort of overschot aan elektriciteit is zien we aan de net frequentie.
Standaard is de net frequentie 50.0Hz.

Ontstaat er een tekort dan zakt de frequentie en is er een overschot stijgt die.
Generatoren in de elektriciteit centrales draaien mee met dit 50Hz ritme en zullen daardoor ook een beetje langzamer of sneller gaan draaien.
Een regeling ziet dit en zal een stoom ventiel een beetje open of dicht draaien waardoor de generator weer het 50.0Hz ritme aanneemt.

De stroom netten zijn tussen landen met elkaar verbonden en alle energie centrales op dit net draaien dan ook op exact hetzelfde ritme.
Al die generatoren samen hebben een gigantisch gewicht en in iets wat ronddraait zit energie opgeslagen (massa traagheid van een vliegwiel).

Dus als er energie vraag is komt dit eerst uit de massa traagheid waardoor de frequentie zakt en vervolgens wordt aan de turbine die gekoppeld is aan de generator iets meer stoom uit de stoomketel toegevoegd waardoor die sneller gaat draaien.

Groene energie is echter niet regelbaar, zon of wind is er of niet en hoeveel energie (stroom) je opwekt weet je ook niet.
Nu compenseren we dit met fossiele elektriciteitscentrales.

Gaan we straks 100% groen stroom opwekken dan valt de massa traagheid van de generatoren en turbines weg en moet er iets anders bedacht worden om het net frequentie op exact 50Hz te houden.

De opwek kant door al het variabele groene opwek, stabiel houden is al een uitdaging, maar als er ook nog eens een variabele vraag bij komt wordt het verschil tussen vraag en aanbod alleen nog maar groter (er ontstaat een onstabiel net).

Snap je hoe dit werkt, dan begrijp je ook waarom groene energie (variabel) niet elektrisch op het net aangesloten kan worden en waarom je groen alleen maar kunt opslaan.
Het verbruik moet je ook zo constant als mogelijk houden, met elektrisch vervoer en warmtepompen is dan niet mogelijk.

De middelen (vooral menskracht en geld meer ook grondstoffen) die we erin moeten steken om dit systeem werken te krijgen overtreft alle voorstellingen, en volgens mij kan dit door opslag veel simpeler en goedkoper.

Door warmte en stroom thuis op te slaan, ontstaat er een constante stroom vraag en de netten kunnen dit prima aan,
Verder kun je een constante stroom vraag prima met traag reagerende energiebronnen als kernenergie opwekken.

De kosten die je moet maken voor opslag van groene energie en de omzet verliezen die je hebt wegen altijd op tegen de investeringen die je moet plegen als je de hele infrastructuur moet aanpassen.

Zou zeggen produceer waterstof en synthetisch methaan en buffer daar al je groene energie in.
Verlaag het energie verbruik (isoleren) en waar mogelijk produceer zo veel mogelijk je eigen energie en sla dit lokaal op.

Hoop het is duidelijk,…

Watveen gezeur over veiligheid.
Wat is er ooit gebeurd in finland, zweden, duitsland, belgie en franktijk
Daar zijn nooit doden gevallen.
Maak die optelsom ook eens voor o.a. Kolencentrales
Die blazen hun nucleare afval (jawel)gewoon de lucht in.
Opslag problemen? Welke?
Borsele heeft 1m3 per jaar daar is na 300 jaar 90 procent van weg
Dan na 300 jaar weer 90 procent en zo tellen we 20.000 jaar door.
Dan hebben we weer dezelfde straling als een aardappel.
Ja dan wachten we toch tot thorium er is.
Goed plan
We stoppen morgen ook met de autos windmolens enz. Want in 2050 komt er vast een nieuwe techniek die dit overbodig maakt.
Gewoon nu bouwen en in nederland weer ervaring en kennis opdoen.
We hebben NU problemen en die moeten we NU oplossen.
Met timmermans gan we hout stoken ten behoeve van het milieu. Dus terug naar de tijd van de batavieren

@ronh Je hebt het prima begrepen.

Inderdaad worden alle oplossingen -in combinatie- nog steeds ontwikkeld en doorontwikkeld.
Bij de energietransitie en met name de toename van zon en wind hebben we twee problemen: 1) de leverzekerheid – de zon schijnt niet altijd en soms hebben we te weinig wind en 2) het elektriciteit transport waarbij het stroom netwerk op de schop moet. Met name het laagspanningsnetwerk vraagt zeer grote investeringen met veel vertraging door inspraak rondes.
Een goede oplossing is de combinatie vierhoek “zon – wind – opslag – groene kernenergie” als een eenheid te beschouwen. Daarmee heb je meteen 1) de leverzekerheid en 2) het elektriciteit transport opgelost.”
Opslag kan in veel vormen als elektriciteit, warmte, waterkracht, enzovoort. Voorbeelden zijn accu’s, warmteopslag in gesmolten zout, waterstof, waterbassins, warmteopslag in aardlagen, ijzerpoeder, enzovoort.

Maar ik denk niet dat wij hier groene (generatie 4) kerncentrales gaan bouwen. Het ligt meer voor de hand om die in China in te kopen. Dat vinden politici en economen niet leuk, maar is wel de realiteit.

Bert Schuldink: De enige echte oplossing is kernenergie
Jazeker, maar alleen in combinatie met zon – wind en opslag!
Maar groene kernenergie heeft wel wat aandachtspunten.

We moeten zo snel mogelijk af van de oude gen2 watergekoelde kerncentrales omdat ze niet stabiel zijn en ons met een ernstig afvalprobleem opzadelen.

Het alternatief is dan Gen4 centrales die inherent veilig zijn en geen langdurig afval produceren. Ook kun je met die gen4 centrales oud gevaarlijk afval opbranden en zo onschadelijk maken. De uitvoering zijn dan kleine modulaire centrales (SMR’s) die je fabrieksmatig kunt produceren en op een vrachtwagen naar de bestemming brengt. Die centrales draaien nu al op proef (China, etc.) en worden in enkele jaren in productie genomen.

Zo een centrale wordt gekoeld met gesmolten zout en in dat zout kun je heel veel warmte opslaan. Zoveel dat de capaciteit van zo een centrale kunt variëren van 20% tot 100%. Ook kun je extern gesmolten zout buffers opzetten om nog meer warmte op te slaan. Optimaal is als je zo een gen4 hoge temperatuur SMR centrale lokaal combineert met zon en wind energie. Voordeel is dat je continuïteit hebt in elektriciteit produceren en veel minder elektriciteit transport hoeft te doen.

Zo een SMR centrale is veel breder inzetbaar bijvoorbeeld door direct industriële warmte te leveren en niet via een elektriciteit omweg. Ook kan zo een gen4 SMR heel efficiënt waterstof produceren (door de hoge temperatuur). Zet zo een SMR neer bij de Hoogovens en de fabriek is meteen significant schoner, omdat je geen cokes meer nodig hebt.

Er draaien al meerdere SMR hoge temperatuur 4e generatie centrales in China sinds 2021. Enerzijds draait een gasgekoelde 4e generatie SMR centrale die al compleet uitontwikkeld is.

Een tweede proefcentrale, die net is opgestart, is een Thorium centrale met gesmolten zout die in de woestijn staat in China. Deze centrales hebben geen waterkoeling nodig en zijn bij uitstek geschikt voor afgelegen plaatsen als een woestijn. Thorium is voor China en India van belang, omdat zij daarvan grote voorraden hebben.

De eerste Thorium SMR starten productie in China rond 2025. De eerste productie centrales zijn voor intern gebruik om kolencentrales te vervangen en de noodzaak daarvan is nergens een discussie. Vanaf 2030 worden die centrales dan in grote getale geëxporteerd.
In Nederland moeten we dan een miljard investeren om een aantal te reserveren. Nu al moeten we bedingen dat onze experts meekijken naar opzet en bedrijfsvoering. Op die manier krijg je betere centrales en houden we de vaart er in.

Waarom is dit zo belangrijk?
Het alternatief zijn klassieke licht water reactors die meteen commercieel leverbaar zijn, maar inherent niet-veilig en die ons opzadelen met een groot afval probleem. Politiek zal de druk steeds groter worden om die toch in te voeren, als de burgers de grote hobbels van de energie transitie gaan ervaren. En dan is het te laat voor zeer veilige Thorium gen4 reactors zonder een groot afval probleem.

Een kant en klare veilige Generatie 4 (bv Thorium) centrale is dan bittere noodzaak. En de kernenergie hoogleraren adviseren sterk om nog even te wachten op die inherent veilige centrales met minimaal afval probleem.

Voordelen
Veel voordelen van Thorium SMR hebben we in voorgaande posts gezien. Maar een Thorium centrale is ook veel effectiever en daarmee veel goedkoper dan een licht water reactor. Even wat techniek:
Klassieke reactor: lage temperatuur (300 graden) en hoge druk.
Thorium SMR: hoge temperatuur (800 graden) en lage druk.

De hoge druk vereist een speciaal reactorvat die bij Thorium SMR niet nodig is en hoge druk is altijd moeilijker te beheersen. De efficiency=1-Tlaag/Thoog dus bij Thorium SMR veel hoger. Ook wordt de brandstof bij Thorium SMR bijna volledig verbrand en heb je daarom heel weinig kort levend (300 jaar) afval. En dat afval kun je in dezelfde centrale weer verbranden en onschadelijk maken.

Dergelijke 4e generatie (gen4) SMR centrales worden in een fabriek in serie gebouwd. Dat lost meteen de prijsonzekerheid en de bouwtermijn onzekerheid op. Die onzekerheden ontstaan doordat je de centrale op de uiteindelijke locatie bouwt en omdat je door een proefperiode heengaat. Bij serieproductie in een fabriek is dat snel opgelost en de kant en klare SMR centrales worden met een vrachtwagen naar de bestemming vervoert.

Toepassing
De nieuwe generatie modulaire (Thorium) centrales kun je heel flexibel inzetten. Bij de huidige kolen/gas/biomassa centrales die moeten sluiten, kun je alleen het stookgedeelte vervangen door een of meer modulaire centrales en de rest zoals de generatoren kun je hergebruiken. Dan converteer je vuile kolencentrales naar groene CO2 vrije SMR centrales. Ik vermoed dat dit de Chinese aanpak is, waarbij de (50!) nieuwe kolencentrales die nu gebouwd worden, later omgezet worden naar groene CO2 vrije centrales.

Een andere benadering is de modulaire centrales lokaal in te zetten in een zon/wind/modulaire centrale driehoek. Het grote voordeel is dat je zo grotendeels het probleem van leverzekerheid en van het transportnetwerk oplost. Bedenk dat je een Thorium SMR centrale in capaciteit kunt sturen (20% – 100%) door warmte in het zout op te slaan.

Het is belangrijk dat actiegroepen die zich (terecht) inzetten voor het sluiten van de klassieke generatie 2 kerncentrales, hun focus gaan zetten in het bevorderen van de nieuwe generatie 4 groene (Thorium) centrales. Maar dat is wel even wennen.

Ron,
Hier heb jij veel meer jennis over dan ik.
Ik weet inmiddels wel dat je maar een kleine installatie nodig hebt. Maar ik kan hem op een rieten dak niet kwijt en waar laat je een 300 liter boiler. En hoe krijg ik het water binnen
Zon installatie heeft wel rendement en vele malen beter dan die met die drie boilers.
En ze zijn rete goedkoop.

Ik zou graag een warmteboiler willen hebben uit energieoogpunt.
Maar ik weet niet hoe ik het warme water mijn huis in krijg.we hebben ern rieten dak enz.
Koop je zoiets dan bij voorkeur met vacuum buizen. Die hebben m.i. Het hoogste rendement
En vanwege de torenhoge subsidie hierop hebbje een compleet systeem voor 500 euro net alles er op en er aan.
Kan nog goedkoper

Het verhaal van ron klopt helemaal. Vandaar al die geheimzinnigheid.Echter als je nu warm water maakt
Met een warmtepopje met een cop van 3 wordt het gunstiger en belast je het net minder.
Verzwaring van het net gaat 102 miljard kosten. Met boilers gaan verwarmen kost het straks 200 miljardgedeeld door 5 miljoen huishoudens dan weet je vast al wie dat aan het eind gaat betalen. Wij dus. 20.000 euro per aansluiting en dan hebben we nog niks.
Kernenergie ook al is de combinatie met zonnepanelen en windmolens moeizaam wat een kerncentrale produceert in principe 24 uur per dag. Maar daar heeft jetten vast wat op bedacht want als je niet geplaagd wordt door kennis kan alles.