Voor grootschalige toepassing van duurzame energiebronnen als zonne-energie en windenergie is het beschikbaar zijn van energie op het juiste moment en op de juiste plaats één van de cruciale uitdagingen. Energieopslag is nodig om de verschillen tussen energievraag- en aanbodpatronen te overbruggen; hier krijgen we te maken met verschillen in tijdschalen en per locatie, en dus met smart grids en slimme beprijzing van energie.
Elektriciteit en warmte kunnen worden opgeslagen in accu’s, respectievelijk warmtebatterijen. Daarnaast kunnen we gebruik maken van bewegingsenergie zoals in vliegwielen of druk, bijvoorbeeld in de vorm van samengeperste lucht of het oppompen van water naar hoger gelegen bassins. Energie kan ook worden opgeslagen in de vorm van brandstoffen of in chemische bindingen in het algemeen. Zo kan met behulp van elektriciteit uit water waterstof worden gemaakt, dat verder kan worden bewerkt tot andere gasvormige of vloeibare brandstoffen die gemakkelijk en gedurende langere periodes kunnen worden bewaard en vervoerd.
Nieuwe materialen staan aan de basis van doorbraaktechnologieën die nodig zijn voor rigoureuze transities. Ook voor de transitie van fossiele naar duurzame energie is fundamenteel onderzoek naar materialen, in nauw samenspel met engineering en onderzoek naar toepassingen, maatschappelijk zeer relevant. De recente ontdekking van perovskiet-zonnecellen is een voorbeeld van hoe het materialenonderzoek steeds nieuwe perspectieven opent.
Verbindend karakter
Energieopslag en vraag-aanbod matching vormen een belangrijk prioriteitsthema in onderzoeks- en innovatieprogramma’s rondom duurzame energie. Onderzoek richt zich niet alleen op het exploreren van nieuwe eigenschappen van materialen, maar ook op efficiëntere energieomzetting, alternatieven voor energieverkwistende elektronica, verliesvrije opslag en netbenutting. Hierbij spelen vragen rondom katalyse, transparante geleiders en halfgeleiders, supergeleiding bij hoge temperatuur, vervanging van schaarse en dure elementen zoals lithium in batterijen en zeldzame aardmetalen in magneten, metalen en keramiek die bestand zijn tegen zeer extreme omstandigheden, maar ook of piëzomaterialen benut kunnen worden voor omzetting van bewegingsenergie in elektriciteit. Naast technologische vernieuwing spelen gedragsbeïnvloeding en sociale adaptatie een grote rol. Doorontwikkeling en vertaling van de kennis in productconcepten en systemen met lage kosten biedt bedrijven kansen op de mondiale energiemarkt. De vraag past binnen de beleidsspeerpunten ‘Het sluiten van energie-, grondstof- en waterketens’ en ‘Verduurzaming en de ecologisering van de economie’.
