De milieu-impact van een thuisbatterij

De discussie over de milieu-impact van thuisbatterijen in de energietransitie is complex. Voor- en tegenstanders werpen over en weer meningen en feiten op om hun punt te maken. Met dit artikel willen we onze visie op deze kwestie verwoorden. Mocht je aanvullingen hebben op berekeningen of argumentaties, dan horen we ze graag, zodat we dit artikel en de informatievoorziening kunnen verbeteren.

In het kort

+ Batterijen bieden de mogelijkheid om hernieuwbare energie op te slaan en te gebruiken wanneer zon en wind niet beschikbaar zijn, zodat grijze stroom – opgewekt door fossiele brandstoffen – niet hoeft te worden gebruikt.
– De productie van batterijen veroorzaakt vervuiling en CO2-uitstoot bij de winning van grondstoffen, fabricage en transport.

Wat weegt zwaarder? De CO2-uitstoot bij productie, of de CO2-winst bij inzet van de thuisaccu?

Feiten en stellingen

Feit 1: Als de wind niet waait en de zon niet schijnt, hebben we grijs opgewekte energie nodig om onze elektrische verbruikers van stroom te voorzien.

Feit 2: Elke kilowattuur (kWh) opgewekt door grijze energie leidt tot CO2-uitstoot door de verbranding van vaak fossiele brandstoffen.

Feit 3: De productie van een batterij veroorzaakt CO2-uitstoot.

Stelling: Door overdag groene energie op te wekken en op te slaan in thuisbatterijen, en deze ’s avonds en ’s nachts te gebruiken, verminderen we het verbruik van grijze energie en kunnen we rekenen met een CO2-uitstootreductie.

Cijfers

• De productie van grijze energie stoot in een moderne kolencentrale ongeveer 0,743 kg CO2 uit per opgewekte kWh.
• Een batterij kan per kWh capaciteit met de huidige stand van de techniek zo’n 6.000 cycli maken van gemiddeld 90% van zijn begincapaciteit (100% ‘State of Health’ in cyclus 1; 80% ‘State of Health’ in cyclus 6.000).
• Een kWh capaciteit levert dus 90% van 1 kWh x 6.000 cycli = 5.400 kWh gedurende zijn technische levensduur.
• Het gebruik van een batterij veroorzaakt verliezen bij het (ont)laden en bij het omzetten van gelijkstroom naar wisselstroom (en andersom). We rekenen met een efficiëntie van 85% van bruikbare stroom naar batterijspanning en terug (’round-trip efficiency’).
  > Van de 5.400 kWh die een 1 kWh batterij tijdens zijn levensduur kan verwerken, blijft 4.590 kWh aan energie over die niet door grijze energie hoeft te worden opgewekt.
  > Als deze 4.590 kWh met grijze energie was geproduceerd, zou dat 3.410 kg aan uitgestoten CO2 opleveren (4.590 kWh x 0,743 kg CO2 per kWh).
• De productie van een LFP-batterij, zoals gebruikt in de meeste thuisbatterijen, veroorzaakt volgens een rapport van Roland Berger een uitstoot van 80 kg CO2 per kWh capaciteit (andere bronnen geven vaak lagere cijfers).
• Het gebruik van 1 kWh aan batterijcapaciteit die groene stroom opslaat en grijze opwek voorkomt, levert dus een CO2-reductie op van 3.410 – 80 = 3.330 kg CO2 per kWh batterijcapaciteit.
• Met een Sessy van 5 kWh kan, als deze wordt ingezet voor het verhogen van eigen gebruik van zonne-energie, 5 x 3.330 kg = 16.650 kg CO2-uitstoot worden voorkomen. Dat is 1.665 kg CO2-reductie per jaar per Sessy, voor de levensduur van de batterij als deze 10 jaar meegaat.

Milieu Centraal schrijft in de publicatie ‘Factsheet CO2-voetafdruk huishoudens’ dat een gemiddeld huishouden in Nederland 19.500 kg CO2 per jaar uitstoot. Hiervan gaat 17% naar energie. Dat zou betekenen dat het energieverbruik in huis 3.315 kg CO2-uitstoot oplevert als dit met grijze energie wordt opgewekt.

Een Sessy kan dus voor de energiehuishouding meer dan 50% van de CO2-uitstoot van een huishouden verminderen (1.665 besparing / 3.315 CO2-verbruik = 50%).

Tegenargumenten

We zouden hier kunnen stoppen met het artikel en onze ‘winst’ pakken. We willen echter de discussie aangaan en ruimte geven voor tegenargumenten. Enkele bekende tegenargumenten zijn:

1. Gebruik door anderen: Als je je opgewekte zonne-energie niet opslaat maar teruglevert aan het elektriciteitsnet, verbruikt een ander jouw energie. Er wordt meestal niet te veel opgewekt, dus alles wordt nuttig ingezet. Batterijen zijn dus niet nodig.

• Dit is op zich waar, ware het niet dat iedereen zich moet inspannen om de eigen impact op het systeem te verkleinen. Het niet zelf opslaan om iemand anders jouw opgewekte groene stroom te laten verbruiken, is het afschuiven van die verantwoordelijkheid.
• Het transportnet zit vol. Op steeds meer plekken vallen omvormers steeds vaker uit omdat er te veel aanbod is. Dit neemt nu zelfs zodanige vormen aan dat bedrijven niet met zonnepanelen kunnen vergroenen omdat ze geen terugleverovereenkomst krijgen.

In onze overtuiging heeft het systeem meer buffercapaciteit nodig. De thuisbatterij speelt een belangrijke rol in het verminderen van de problemen in de haarvaten van het elektriciteitsnet.

2. Schadelijke effecten van batterijen: Naast de CO2 die nodig is voor productie, zijn er nog meer schadelijke effecten bij het maken, gebruiken en afvoeren van batterijen, zoals de winning van lithium.

• Dit klopt, maar het is goed te weten dat de grootste producent van batterijen ter wereld (CATL) een programma heeft aangekondigd om oude cellen in te nemen en deze op te werken tot nieuwe cellen. Deze fabrikanten worden steeds beter in het recycleren van op lithium gebaseerde cellen.
• Er is steeds minder lithium per cel nodig, zeker nu de natriumcellen bezig zijn aan een goede opmars. Deze cellen zijn veiliger en gebruiken grondstoffen die veel minder schaars zijn en veel gemakkelijker te winnen zijn.

Denk na over wat je echt nodig hebt 

Het allerbeste voor het milieu is niet consumeren en besparen waar mogelijk, wat betreft energie maar ook als het gaat om het aantal Sessy’s. Je hoeft niet meteen meerdere Sessy’s aan te schaffen. Gebruik de capaciteit van je eerste Sessy zo efficiënt mogelijk. Overweeg een extra batterij alleen als je zeker weet dat je deze capaciteit ‘s avonds en ‘s nachts volledig kunt benutten. Onthoud dat meer capaciteit kopen dan nodig niet leidt tot verdere vermindering van CO2-uitstoot en niet bijdraagt aan onze duurzaamheidsdoelstellingen. 

Conclusie 

Hoewel de productie van thuisbatterijen CO2-uitstoot met zich meebrengt, kan het juiste gebruik ervan bijdragen aan het verminderen van onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en vooral het verminderen van de bijbehorende emissies. Dit maakt thuisbatterijen in onze ogen een waardevolle schakel in de energietransitie.