De grootste ‘batterij’ voor opslag van hernieuwbare energie

Zie ook LEZERSREACTIE onderaan

Waar slaan we de hernieuwbare energie i uit zon en wind op die niet direct nodig is? Pompcentrales bieden veruit de grootste opslagcapaciteit. Noorwegen en Zwitserland i hebben dat goed begrepen, alsook de VS, India en China i. De EU i scoort slecht, ondanks een fel gemediatiseerde Green Deal i.

Wind en zon leveren steeds meer elektriciteit, maar de productie is noodzakelijk wisselvallig: het waait niet altijd even hard en ook de lichtsterkte varieert. Er is dus opslagcapaciteit nodig om de overtollige energie i van heel windrijke en/of zonovergoten dagen te stockeren. Zo blijft die beschikbaar en kan ze later ingezet wanneer er te weinig energieproductie is.

Voor opslag wordt veelal spontaan aan batterijen gedacht, al zeker sinds ze massaal nodig zijn voor elektrische auto’s. De moeizame inspanning om er genoeg te produceren en te leveren krijgt geregeld media i-aandacht.

Pompcentrales

De veruit allergrootste ‘batterij’ voor hernieuwbare energie ziet er echter heel anders uit. Het zijn hoger gelegen waterreservoirs – hoe groter hoogteverschil, hoe beter - waarheen water gepompt wordt uit een lager gelegen reservoir in de perioden dat er meer energie wordt opgewekt dan verbruikt. Opvallend is dat het dikwijls om gesloten waterkringlopen gaat: hetzelfde water gaat op en neer tussen beide reservoirs. De meest nabije vrij grote pompcentrales zijn die van Coo in België en Vianden in Luxemburg.

Opgepompte waterkracht is
13 maal die van alle batterijen

Wereldwijd bedraagt de opslagcapaciteit van zulke opgepompte waterkracht 8500 gigawattuur (GWh) of 8,5 terawattuur (TWh) in 2020. Dat is dertien keer meer dan van alle echte batterijen samen, inclusief die van elektrische auto’s. (1)

Een wereld die eindelijk snel wil overschakelen naar hernieuwbare, meer wisselvallige energie, moet beschikken over voldoende opslagmogelijkheden. Want sturing van vraag en aanbod zal lang niet altijd volstaan en batterijen alleen kunnen de energiegaten niet volledig vullen. We voorzien dus best in voldoende grote hoger gelegen waterreservoirs om tijdelijke energie-overschotten te bergen die op elk ogenblik bliksemsnel opnieuw om te zetten zijn in elektriciteit.

Noorwegen en Zwitserland in mondiale top-5 van pompcentrales

Sommige landen keken beter vooruit dan andere. Sommigen zullen het merkwaardig vinden dat koploper Verenigde Staten een voorloper was in opgepompte waterkracht en ruim meer dan 3000 gigawattuur aan opslagcapaciteit heeft. Dat is ongeveer veertig procent van de mondiale capaciteit. India volgt met ruim 1000 en China met iets minder dan 1000 GWh. Andere uitgestrekte landen zoals Canada en Rusland ontbreken volledig in de top.

Vreemd, want het veel kleinere en minder bevolkte Noorwegen staat met 800 GWh op de mondiale vierde plaats inzake opgepompte waterkracht, vlak na China. En op vijf staat het nog veel kleinere Zwitserland met ongeveer 350 GWh. Beide landen behoren niet tot de Europese Unie i.

Het is duidelijk dat die EU wel hoog van de toren blaast met haar Green Deal maar opslag van hernieuwbare energie is een enorme blinde vlek in dat verhaal. De essentiële schakel van pompcentrales ontbreekt in hoge mate.

EU-kneusjes: Frankrijk en vooral Duitsland

Wie de gegevens van de Pumped Storage Tracking Tool (2) verzamelt voor bv. Frankrijk en Duitsland, ontdekt hoe ontstellend weinig opslagcapaciteit in pompcentrales deze twee zwaargewichten van de Europese Unie tellen.

Het uitgestrekte Frankrijk met Alpen, Pyreneeën, Centraal Massief, Jura, Vogezen, Ardennen… telt amper 80 GWh aan opgepompte waterkrachtcapaciteit. Het land telt veel stuwmeren maar daar kan geen water naar gepompt en dus geen overtollige energie geborgen. Erger, die stuwmeren komen bij toenemende droogte –klimaatverandering i laat zich voelen - steeds leger te staan en wekken dus minder elektriciteit op. Daar stopt het niet. In de rivieren stroomt zo weinig water dat vele kerncentrales nog amper gekoeld geraken en te warm water lozen: stilleggen of de normen overtreden is allebei kwalijk. Dan de capaciteit missen om in gesloten waterkringloop overtollige energie te kunnen bergen en hergebruiken, is meer dan een beleidsflater.

Duitsland met een stuk van de Alpen en vele tussengebergten presteert nog veel minder met amper 34 GWh. Per inwoner is dat zowat honderd maal slechter dan Zwitserland... een bijna onvoorstelbaar en vooral verbijsterend verschil. De hoge afhankelijkheid van Russisch gas is lang niet de enige zware Duitse politieke misrekening.

Oostenrijk wil van 209 naar 550 GWh,
Noord-Macedonië gaat van 0 naar 260

Gelukkig zijn er dus Noorwegen en Zwitserland die samen zorgen voor meer dan de helft van de volledige Europese opslagcapaciteit aan pompcentrales. Met Oostenrijk erbij, ook al niet zo groot, is het zelfs twee derde. Dat land is nu al de mondiale nummer zes in pompopslag met 209 GWh. Tegen 2034 plant het een uitbreiding tot wel 550 GWh, dat is een verhoging met ruim honderdzestig procent.

Noord-Macedonië doet eigenlijk nog straffer. De pompteller staat nu op nul, maar één pompcentrale zal die opslagcapaciteit in 2024 op 260 GWh brengen, dat is meer dan het dubbele van Frankrijk en Duitsland samen.

Afwegingen maken

Hoofdargument pro pompcentrales is vanzelfsprekend de aanstormende klimaatverandering die nu vrijwel overal haar steeds verwoestender karakter toont. In een paar decennia zou de dominante reactie in vele kortzichtig bestuurde samenlevingen wel eens kunnen evolueren van ontkenning en onverschilligheid naar halve en hele paniek. Hopelijk gaat die niet in de weg zitten van de urgente en intelligente daadkracht voor alle noodzakelijke duurzaamheidstransities.

Anderzijds heeft het ruimtelijk beslag van waterreservoirs om hernieuwbare energie op te slaan natuurlijk ecologische gevolgen. Zijn ze bv. te verzoenen met voldoende drassige natuurgebieden?

Vooruitkijken helpt om zelfs in klimaatonheil ook kansen te zien

Interessant is het document Swiss Potential for Hydropower Generation and Storage van het Swiss Competence Center for Energy Research. (3) Het bestudeert het potentieel aan productie en pompopslag van waterkracht met ook aandacht voor de ecologische gevolgen… en formuleert op basis daarvan aanbevelingen voor politici, bv. om de ruimte die vrijkomt door smeltende gletsjers deels aan te wenden voor pompcentrales. Ja, vooruitkijken helpt om in klimaatonheil ook kansen te zien.

De impact daarvan moet ook afgewogen tegen de zware ecologische en energetische materiaalimpact van nog massa’s meer batterijen… én tegen die van een eventueel nog groter gedwongen teruggrijpen naar fossiele brandstoffen om bv. de winters - of de hittegolven - door te komen. Dat zou de klimaatverandering alleen maar verergeren en dreigt van de aarde i een broeikasplaneet te maken.

Dirk Barrez – Hoofdredacteur en auteur

Een bredere kijk op ‘Hoe zijn we eraan toe? Waar moet het naartoe? Hoe geraken we daar’ is  te vinden in zijn boeken TRANSITIE. Onze welvaart van morgen en 11 politieke dwaasheden. 50 jaar schuldig verzuim van onze politici 

Uw doordachte reacties zijn welkom op het emailadres infoATpala.be

Voetnoten
 (1) Ter vergelijking: de gewone niet-opgepompte waterkracht die is opgeslagen achter stuwdammen is met 1500 TWh nog zowat 175 maal groter
(2) Op de website van de International Hydropower Association staat de Pumped Storage Tracking Tool waarop onder andere wereldwijd de opslagcapaciteit aan opgepompte waterkracht is te vinden
(3) De PDF Swiss Potential for Hydropower Generation and Storage is te vinden onderaan het artikel Wichtige Rolle der Wasserkraft in der Schweizer Energieversorgung 2050

Bronnen
Actuele informatie over pompcentrales wereldwijd is te vinden in Hydropower pumped storage tool 
International Hydropower Association (IHA) 2022 Hydropower Status Report – PDF hier te downloaden 
Zie ook
IRENA – International Renewable Energy Agency 
IEA - International Energy Agency  
IAE Hydropower Special Market Report 2021 – PDF hier te downladen
Wikipedia – Pumped-storage hydroelectricity 
Wichtige Rolle der Wasserkraft in der Schweizer Energieversorgung 2050

LEZERSREACTIE

Via sociale media reageerde o.a. Bart Pauwels met deze nuttige aanvulling:

“Ook de ‘Newton Battery’ hoort hierbij. Ze is reeds functioneel in Zwitserland en heeft nu de weg naar de VS gevonden. Ook hier draait alles principieel rond hoe slim gebruik te maken van de zwaartekracht... ”

Noot van de redactie: over het gebruik van zwaartekracht voor energieopslag is meer te lezen op o.a. volgende Wikipedia pagina’s:
Gravity battery
Solid mass gravitational

De vermelding van Zwitserland en VS verwijst naar het bedrijf Energy Vault, ook daarover meer op Wikipedia.