Een kijkje in China's gigantische 'zwaartekrachtbatterij'-systeem.

In een baanbrekende stap in de technologie voor energieopslag is China begonnen met de inzet van een reeks grootschalige "zwaartekrachtbatterijen", een ontwikkeling die de potentie heeft om de manier waarop hernieuwbare energie wereldwijd wordt opgeslagen fundamenteel te veranderen.

Deze innovatieve aanpak daagt de dominantie van lithium-ionbatterijen uit en biedt veelbelovende milieuvoordelen nu landen zich haasten naar groenere energieoplossingen.

"Zwaartekrachtbatterijen"

"Zwaartekrachtbatterijen" werken volgens het principe van het optillen en laten zakken van zware materialen om energie op te slaan en vrij te geven. Deze energie wordt "geïnvesteerd" in een massa materiaal, zoals een groot betonblok of een watermassa, terwijl deze naar een hoger niveau wordt getild.

Deze energie wordt opgeslagen totdat het materiaal wordt neergelaten. Op dat moment zet een generator of turbine de kinetische energie van de neerwaartse beweging om in elektrische energie. Het voordeel van deze technologie ten opzichte van conventionele batterijen is dat de energie niet in de loop der tijd afneemt.

Het meest prominente voorbeeld van deze veelbelovende technologie is het "Evx"-project in China, een samenwerking tussen de Chinese overheid en het Zwitserse energiebedrijf Energy Vault.

Dit is een gigantische constructie, meer dan 120 meter hoog, maar zonder deuren of ramen. Binnenin worden 3.500 'bakstenen' van elk 25 ton omhoog en omlaag bewogen door een complex systeem van liften en rails. Deze blokken worden omhooggebracht wanneer hernieuwbare energiebronnen een overschot aan elektriciteit produceren en omlaaggebracht wanneer de vraag naar elektriciteit toeneemt.

Een 120 meter hoog "zwaartekrachtbatterij"-systeem in Rudong, Shanghai, China. Foto: EnergyVault.

Met een gerapporteerde capaciteit van maximaal 100 MW/u toont het EVx-systeem duidelijk de inzet van China voor alternatieve energieopslagtechnologieën, ondanks de dominante positie van het land op de markt voor lithium-ionbatterijen.

Momenteel beheerst China ongeveer 72% van de wereldwijde productie van lithium-ionbatterijen, maar is zich bewust van het strategische belang van het diversifiëren van energieopslagmethoden.

Het eerste commerciële zwaartekrachtbatterijsysteem van Energy Vault in China is gebouwd pal naast een windmolenpark. Met een indrukwekkende opslagcapaciteit van 100 megawattuur (MWh) kan het systeem, eenmaal volledig opgeladen, ongeveer 4.600 elektrische voertuigen van stroom voorzien over een afstand van 100 km.

"We hadden nooit gedacht dat onze eerste fabriek in China gebouwd zou worden," vertelde Robert Piconi, CEO van Energy Vault, aan SWI .

Yan Shengjun, voorzitter van China Tianying Group, stelde dat de "revolutionaire technologie" van Energy Vault de energietransitie in China zal versnellen.

Volgens Forbes waarderen Chinese beleidsmakers het potentieel van het gebruik van lokale grondstoffen voor de bouw van deze infrastructuur, evenals de verwachte levensduur van meer dan 35 jaar.

Momenteel zijn er in China drie vergelijkbare zwaartekrachtbatterijsystemen in aanbouw en bevinden zich nog zes in de planningsfase. In totaal zullen ze een gezamenlijke opslagcapaciteit van maximaal 3.700 MWh hebben.

Enorm potentieel

Het werkingsprincipe van zwaartekrachtgestuurde batterijen is vergelijkbaar met dat van pompwaterkrachtcentrales. Deze systemen pompen water omhoog naar stuwmeren wanneer er overtollige energie is en laten dit vervolgens vrij via turbines tijdens perioden met een piekvraag naar elektriciteit.

Volgens de International Hydropower Association vertegenwoordigen deze systemen momenteel meer dan 94% van de totale geïnstalleerde energieopslagcapaciteit wereldwijd. Dit toont het enorme potentieel en de bewezen betrouwbaarheid aan van het gebruik van zwaartekracht voor energieopslag.

Ondanks hun hoge prestaties en betrouwbaarheid vereisen deze systemen specifieke geografische kenmerken, zoals verhoogde reservoirs en grote stroomgebieden, die in veel regio's ontbreken.

Het EVx-systeem van Energy Vault is geïnstalleerd in een demonstratieproject in Zwitserland. Foto: Energy Vault.

Daarentegen kunnen zwaartekrachtcellen, die gebruikmaken van vaste gewichten, flexibeler worden geconstrueerd, waarbij de belangrijkste beperking ligt in de bestaande infrastructuur voor het hijsen en laten zakken van het materiaal. Dit opent de mogelijkheid voor bredere toepassingen van zwaartekrachtceltechnologie op diverse locaties over de hele wereld, zonder beperkingen door natuurlijke topografische factoren.

Bovendien bieden zwaartekrachtbatterijen diverse milieuvoordelen ten opzichte van lithium-ionbatterijen. Het EVx-systeem maakt gebruik van bouwstenen gemaakt van gemakkelijk verkrijgbare materialen zoals zand of gerecycled afval, waardoor de afhankelijkheid van zeldzame mineralen aanzienlijk wordt verminderd.

De maatschappelijke impact van zwaartekrachtbatterijprojecten in China vertoont ook positieve tekenen. Deze projecten creëren banen voor de lokale bevolking en maken gebruik van beschikbare grondstoffen in de regio, waardoor de behoefte aan transport en de daarmee samenhangende problemen in de toeleveringsketen afnemen.

Deze lokale aanpak staat in scherp contrast met de complexe, wereldwijde toeleveringsketens die nodig zijn voor de productie van lithium-ionbatterijen, die het risico met zich meebrengen natuurlijke habitats te verstoren en kwetsbare ecosystemen te bedreigen.

Bron: https://znews.vn/ben-trong-he-thong-pin-trong-luc-khong-lo-cua-trung-quoc-post1549060.html