Innovatieve vliegwiel-batterij combinatie voor de opslag van windenergie

Aanleiding

Windenergie speelt een belangrijke rol in de Nederlandse ambities rondom de verduurzaming van het energiesysteem. De doelstellingen voor landgebonden windenergie staan onder druk doordat het beheer van windturbines vaak niet rendabel is zonder subsidies en/of subsidies die aflopen.

In Nederland dreigt de komende jaren 1500 MW aan vermogen van landgebonden windturbines te verdwijnen (ca. 50% van de huidige duurzame opwek met landgebonden windturbines volgens het Nationaal Energieakkoord) omdat deze op dat moment niet meer economisch rendabel zijn.

S4 Energy wil het probleem van onrendabele windturbines aanpakken: hoe verlaag je de kostprijs van de duurzame opwek en hoe verhoog je de opbrengst per windturbine? Het antwoord op deze vragen is energieopslag om vraag en aanbod te balanceren en een betere positie te creëren op de energiemarkten (EPEX/day-ahead, onbalans, FCR).

Het terugdringen van curtailment zorgt voor verbetering van de productie van het aantal CO2-vrije kWh. Met de maatregelen is het mogelijk om de business case van windenergie onafhankelijk te maken van subsidies. Een dergelijk energieopslagsysteem bestaat nog niet. Windopslag 3.0 brengt hier verandering in.

Doelstelling

Het doel is het demonstreren van een platform van windturbines en hybride energieopslag. De hybride energieopslagtechnologie bestaat uit het door S4 Energy ontwikkelde vliegwielsysteem met batterijen.

Aan de hand van het project wil S4 Energy de markt overtuigen van de voordelen van de hybride opslagtechnologie. In de hybride opslagtechnologie worden de nadelen van de afzonderlijke technologieën afgedekt door elkaars voordelen.

De installatie is in staat om zowel hoogfrequent op korte termijn (minuten) grote vermogens te leveren of op te nemen, als voor langere tijden (uren) grote hoeveelheden energie te leveren of op te nemen. De levensduur van de totale installatie, inclusief batterijen, is meer dan 15 jaar. Dit heeft een grote impact op het kostenefficiënt realiseren van de energiedoelstellingen voor 2030.

Door de inzet van de hybride energieopslag wordt de productie van windenergie op land kostenefficiënt, ook zonder subsidies. Aan de ene kant heeft dit een impact op bestaande windturbines. Deze zullen ook nadat subsidies stoppen (MEP, SDE+) rendabel blijven en daarmee langer en dus meer hernieuwbare energie produceren.

Korte omschrijving

Binnen het project werken S4 Energy Nederland B.V. en drie windturbine-eigenaren samen in de onderneming Penvoerder Windopslag 3.0 BV om de technologie te demonstreren.

De activiteiten bestaan uit:

• Het ontwerp en de bouw van een hybride opslagsysteem, gekoppeld aan drie bestaande windturbines op land.
• Het demonstreren van de technologie.
• Onderzoek naar de optimale operatie van deze oplossing om te komen tot een standaard voor commercialisatie.

Resultaat

Binnen het project wordt een hybride opslagsysteem gerealiseerd, bestaande uit vliegwielen en batterijen (10 MW; 5 MWh), gekoppeld aan drie windturbines (2,4 MW). Daarnaast ontwikkelen de partners een multi-layered besturingssysteem voor het handelen op de verschillende energiemarkten.

Het project levert een standaard, klaar voor verdere uitrol en commercialisatie. Dit levert een kostprijsdaling van de duurzame opwek en een positieve businesscase voor windturbine-eigenaren (wind op land).

Voor de Nederlandse markt alleen verwacht S4 Energy in 2030 149 vergelijkbare projecten (25% van de totale markt voor dit soort systemen) te kunnen realiseren, met een gemiddelde omvang van 2,5 MW geïnstalleerd vermogen aan windenergie. Dit leidt tot een enorme toename aan hernieuwbare energie in 2030.

De verwachte besparing op het primaire energieverbruik wordt geschat op 0,86 PJ/jaar in 2030. Dit komt overeen met een CO2-besparing van 127.126 ton CO2/jaar.