De toekomst van batterijen

Heel wat landbouwers produceren al hun eigen stroom. Die stroom deels opslaan, zodat je er meer gebruik van kan maken, is logischerwijs de volgende stap. De komende jaren worden heel wat ontwikkelingen verwacht op dat gebied. Op 31 mei organiseerde Volta in Zwijnaarde een erg interessante lezing over de opportuniteiten en de toekomst van batterijopslag in bedrijven en huizen. We zetten de interessantste info op een rij.

De lezing werd georganiseerd door Volta en verzorgd door Prof. Noshin Omar, hoofd van het Battery Innovation Centre (VUB).

Groeimarkt 

Er wordt verwacht dat het aantal residentiële zonnepanelen in Europa de komende twee jaar nog met 36% zal stijgen (cijfers MOBI). Naar verwachting zal de markt voor oplaadbare batterijen verdubbelen in 2020 en verviervoudigen in 2025 (cijfers UMICORE). Deze evolutie is voornamelijk te wijten aan de opmars van elektrische voertuigen, maar ook bij stationaire opslagtoepassingen wordt een sterke stijging verwacht.

Er bestaan verscheidene types batterijen en manieren om energie op te slaan. De lithium-ion (Li-ion) technologie is daarvan momenteel de meest gebruikte: zowel in smartphones, elektrische wagens als stationaire toepassingen is ze alomtegenwoordig. Er wordt verwacht dat er na 2025 verschillende andere technologieën op de voorgrond zullen komen met betere specificaties. Maar de komende jaren zullen we het dus met Li-ion moeten doen. We hebben het hieronder dan ook voornamelijk over deze technologie.
 

Levensduur

Verder werd er ingegaan op de levensduur van een batterij. Die wordt typisch uitgedrukt in het aantal cycli dat een batterij kan opladen en ontladen en in de restcapaciteit die een batterij bezit na x aantal cycli. Typisch wordt in de specificaties het aantal cycli aangegeven totdat de batterij slechts 80% van zijn capaciteit over heeft.

Deze ‘fabriekslevensduur’ varieert echter sterk in functie van de omstandigheden waaraan een batterij wordt blootgesteld. Om de reële levensduur zo lang mogelijk te rekken, hou je best rekening met volgende zaken:

• Het ontlaadpercentage
  Ontlaad een batterij niet dieper dan aangegeven wordt door de fabrikant. Vermijd echter ook om de batterij kort te ontladen en terug op te laden.
  
  
• De omgevingstemperatuur
  Batterijen worden best gebruikt bij kamertemperatuur (20-25°C). De levensduur daalt erg snel als de temperatuur langere tijd meer dan 30°C bedraagt.
  
  
• De ontlaadstroom
  Een batterij wordt best ontladen aan de stroom die opgegeven wordt. Vuistregel: belast je de batterij systematisch dubbel zo hoog als aangegeven, dan zal je maar de helft van het aangegeven aantal cycli halen. Sporadisch zwaarder belasten is niet zo’n probleem, zolang je binnen de grenzen van de specificaties blijft.
  
  
• Opslag zonder gebruik
  Wil je een Li-ion batterij voor langere tijd bewaren zonder ze te gebruiken, dan doe je dit best aan een lagere temperatuur (10°C) en slechts 25% opgeladen. Raadpleeg hierbij in elk geval de gebruiksinstructies.

Veiligheid

De laatste jaren zijn er in de media heel wat meldingen van ontplofte batterijen geweest. Zolang een Li-ion batterij binnen het aangegeven toepassingsgebied gebruikt wordt, is er echter geen groter veiligheidsprobleem dan bij elk ander product. Als een batterij onderhevig is aan temperaturen, trillingen of spanningen waarvoor die niet gemaakt is, kan er echter wel een veiligheidsrisico ontstaan.

Vaak zijn problemen met Li-ion batterijen te wijten aan problemen met de elektronische sturing of koeling waardoor de batterij oververhit raakt en hierdoor een kettingreactie in de batterij ontstaat. Dit risico is echter niet groter dan het risico bij pakweg een gasaansluiting.

Materialen

Bij de huidige generatie van Li-ion batterijen is kobalt (Co) de meest kritische grondstof. De grootste voorraden zijn te vinden in Congo en China. Kinderarbeid is daarbij schering en inslag. Om zo min mogelijk afhankelijk te zijn van deze leveranciers is recyclage van materialen uitermate belangrijk.

Over 10 jaar hoopt de professor dat er nieuwere batterijtechnologie marktklaar zal zijn, waarbij dergelijke zeldzame grondstoffen niet meer nodig zijn. Voorbeelden zijn: de Li-zwavel, Li-Si en de Li-solid state batterij.

Meer info

Willem Boeve
Medewerker energie/ biomassa Inagro
willem.boeve@inagro.be 

Inagro blijft de komende jaren dit van kortbij opvolgen en zal landbouwers hierover informeren en adviseren.