Accunood: waar halen we de broodnodige batterijen vandaan?

De poorten gaan dicht. Wie over tien jaar nog Amsterdam in wil rijden, komt er alleen nog in met een schone wagen. Met dat plan staat de hoofdstad niet alleen: in de hele EU zullen we zoetjesaan moeten overstappen op elektrisch, stelt Brussel. Dat gebeurt trouwens al: een op de tien nieuw verkochte auto’s in de EU is al een stekkerwagen.

Er is alleen een probleem: batterijen. Europa heeft er een chronisch gebrek aan. China timmerde aan de weg op accugebied, de VS ook. Maar Europa heeft amper fabrieken, slechts 3 procent van de wereldwijde productie is in de EU. Lastig voor Europese autobouwers, want die worden afhankelijk van Aziatische leveranciers.

Lastig ook voor onze groene ambities, want ook daarvoor hebben we accu’s nodig. Waar laat je immers de stroom als windparken hard draaien en zonneparken op een goede dag veel leveren? Waar halen we stroom vandaan als het een keer een grauwe, windstille dag is? En waarmee gaan we al die bussen, vrachtwagens en stekkerfietsen laten rijden? We hebben snel heel veel grote accufabrieken nodig, stelde de Europese Commissie drie jaar geleden en lanceerde de European Battery Alliance. Er kwamen miljarden aan subsidies en zelfs een prijsvraag – hoofdprijs: 10 miljoen euro - voor de beste nieuwe batterij.

Gigawatts tussen de naaldbomen

De eerste resultaten zijn al te zien tussen de Zweedse naaldbomen. Niet ver van de poolcirkel stampt accufabrikant Northvolt een megafabriek uit de grond, met dank aan de ruimte, grondstoffen en goedkope stroom aldaar. De maker mikt op 40 gigawattuur productie per jaar, genoeg voor bijna één miljoen Renault Zoe’s. Ook Volkswagen bouwt een megafabriek, net als het Franse oliebedrijf Total met Peugeot Citroen (PSA). Maar er is veel meer nodig. We hebben over tien jaar jaarlijks honderden, misschien wel duizend gigawattuur aan nieuwe batterijen nodig, is de Brusselse inschatting. Dat is elke anderhalve seconde een nieuw, groot batterijpakket.

De kans dat we dat gaan halen lijkt op dit moment niet groot. Er zouden tien tot twintig van die Zweedse megafabrieken nodig zijn en dat staat op dit moment niet in de planning. Dat kan betekenen dat we deels afhankelijk blijven van China, waar nu de meeste megafabrieken staan. De Chinezen blijven dan ook de prijs van batterijen mede bepalen.

Schaduwkanten

En minstens zo vervelend is dat ook de schaduwkanten van accu’s dan kunnen blijven staan. De productie kost veel, niet altijd groene stroom - reken op jaarverbruik van twee huishoudens voor een enkel Tesla-batterijpakket. En de materialen worden soms onder schrijnende omstandigheden gewonnen, bijvoorbeeld door kinderen in Congolese mijnen. Europese fabrikanten zouden daar hopelijk anders mee omgaan. ‘Wij halen onze kobalt nu niet uit Congo’, zegt de Europese woordvoerder van Northvolt. 'En als we dat wel gaan doen, zullen we eisen stellen aan hoe het wordt gewonnen.' Dus de hoop van Brussel is dat er meer eigen fabrieken bijkomen.

De Kennis van Nu: Accuhonger

Wetenschapsprogramma De Kennis van Nu duikt woensdag in de wereld van de accu. Presentatrice Elisabeth van Nimwegen reist naar universiteiten, smeert met eigen handen een oplaadbare batterij in elkaar en onderzoekt de uitdagingen. We kunnen zeker meer en vooral betere accu's maken, hoort ze. Sneller opladen, meer opslaan, van minder zeldzame metalen gemaakt en veiliger, want dat laatste is ook een zorgpunt. In Twente ziet Van Nimwegen wat er gebeurt als een accu van de huidige generatie verkeerd wordt opgeladen. Een ontploffing volgt en eenmaal brandend blijkt de batterij zeer lastig te doven.

Batterijbrand is een thema aan de TU Delft. Van zichzelf is een batterij nu eenmaal instabiel, vertelt de Delftse onderzoeker Marnix Wagemaker. 'Je neemt stoffen die heel graag willen reageren, maar stopt ze zo in de batterij dat ze dat niet vanzelf kunnen doen.' Dat geeft letterlijk spanning. Aan de ingenieurs de taak om de stoffen zo te laten reageren dat ze rustig energie afgeven. Het opladen moet op dezelfde rustige manier gaan. Zet stroom op de polen en je perst de stoffen weer naar hun oude positie. 'Wij zoeken dus naar de stoffen waarmee je dit zo goed en zo vaak mogelijk kan doen,' aldus Wagemaker. Een voorbeeld is de zogenoemde vaste-stof-batterij, gemaakt van minder brandgevaarlijke materialen.

Ook de andere nadelen gaan we overwinnen, verwacht batterijdeskundige Martin Winter. Vlak over de grens in Münster zoekt hij met Nederlandse universiteiten en Duitse autofabrikanten naar de batterij van de toekomst. Nu gebruiken we vooral lithium-ion, maar dat is een 'compromisbatterij,' vertelt hij. 'Je kunt ze niet supersnel laden en ze zijn niet heel goedkoop. Er zijn al andere batterijen die op sommige punten beter scoren, maar die hebben hun eigen nadelen, zoals snellere slijtage.'

Lasagne-batterijen

Een verdieping onder hem speuren onderzoekers daarom naar betere varianten. Laagje voor laagje – alsof het lasagne is – maken ze hun experimentele accu's. Gemaakt van verschillende soorten folies met een mix van metalen, gescheiden door plastic tussenlaagjes. Afhankelijk van de materialen en de opbouw hebben ze hun eigen onderscheidende kenmerken. Dit soort onderzoek moet de volgende batterij opleveren.

Hiermee moet de accu over tien jaar veel beter presteren dan nu. Zelfs elektrisch vliegen lijkt binnen handbereik, als de batterijen maar licht genoeg worden. De Kennis van Nu bezoekt een van de eerst elektrische vliegtuigen in Nederland. Een klein, wit sportvliegtuigje in een hangaar bij Apeldoorn. Hang hem een paar uur aan de stekker en je kunt ongeveer een uur de lucht in. Het Kanaal oversteken zou dus mogelijk zijn, net zoals de Franse vliegenier Louis Bleriot dat in 1909 voor het eerst deed. En dat tekent misschien de situatie. De batterij biedt nu al veel mogelijkheden, maar voordat die ons van fossiel afhelpt is er nog een lange weg te gaan.

NPO Radio 1 houdt je dagelijks op de hoogte over de laatste ontwikkelingen in de wetenschap

Dagelijks tussen 17.00 en 18.30 uur in Nieuws en Co
Iedere werkdag van 02.00 tot 04.00 uur in Focus
En wanneer je maar wil in podcast Focus Wetenschap