Rijden we straks op zoutbatterijen?

De economie moet van de fossiele brandstoffen af om de gevolgen van de klimaatverandering te beperken. Een van de grootste pijnpunten in de omschakeling naar koolstofarme elektriciteit zijn batterijen.

De groene overgang vraagt enorme aantallen batterijen: voor auto’s, vrachtwagens en huizen, en om nationale elektriciteitsnetten in balans te houden als die draaien op elektriciteit van zon en wind.

Er bestaan veel verschillende soorten accu’s. De dominante technologie is de lithium-ionbatterij, die een laag onderhoud en een hoge energiedichtheid combineert. Maar lithium, een essentieel onderdeel, is moeilijk verkrijgbaar en de raffinage ervan gebeurt voornamelijk in China.

Westerse – vooral Europese – landen die de afgelopen twee jaar hebben geprobeerd om van het Russischs aardgas af te komen, zijn bang dat hun energiezekerheid in gevaar komt. Die angst is niet louter theoretisch. Op 20 oktober kondigde China nationale veiligheidsbeperkingen aan voor de export van grafiet, een ander belangrijk onderdeel van lithiumbatterijen.

Het was het laatste salvo in een handels- en technologieoorlog die begon toen de Verenigde Staten de export van de chipindustrie naar China aan banden legden.

Energiezekerder

Gelukkig is lithium niet de enige speler in het veld: een aantal bedrijven zet steeds meer in op natriumbatterijen. Omdat de chemische eigenschappen van natrium erg lijken op die van lithium, kan het net zulke goede batterijen opleveren.

Natrium wordt gevonden in het zout van zeewater en is duizenden keren meer voorradig op aarde dan lithium én goedkoper te verkrijgen. De meeste bedrijven die tegenwoordig natrium gebruiken om batterijen te maken, zijn evenwel ook Chinees. Maar de toepassing van de technologie zou het Westen een veiligere route naar energiezekerheid kunnen bieden.

Natrium heeft nog andere voordelen. De beste lithiumbatterijen gebruiken kobalt en nikkel in hun elektrodes. Nikkel is, net als lithium, schaars. Het winnen ervan op land is milieuverwoestend. Bovendien wordt een groot deel van het kobalt in de wereld gewonnen in kleine mijnen in de Democratische Republiek Congo, waar kinderarbeid schering en inslag is en de arbeidsomstandigheden erbarmelijk zijn.

Natriumbatterijen daarentegen kunnen elektroden gebruiken die gemaakt zijn van ijzer en mangaan, die overvloedig aanwezig en onomstreden zijn. Omdat die chemische componenten goedkoop zijn, zou een opgeschaalde industrie in staat moeten zijn om batterijen te produceren die minder kosten dan hun lithiumtegenhangers.

Meer gewicht

Toch is natrium geen perfecte vervanging voor lithium. Het is zwaarder, wat betekent dat natriumbatterijen meer wegen dan lithiumbatterijen met een gelijkwaardige capaciteit. Dat zal ze voor sommige toepassingen wellicht onbruikbaar maken. Maar voor netopslag of thuisbatterijen bijvoorbeeld speelt het gewicht geen rol.

Het grootste nadeel van natriumbatterijen is misschien wel hun achterstand in de ontwikkeling. Lithium-ionbatterijen werden voor het eerst gecommercialiseerd in de jaren 1990 en hebben geprofiteerd van tientallen jaren aan investeringen.

Maar de rest van de wereld loopt op beide fronten toch al achter op China. De VS en de Europese Unie hebben enorme programma’s van groene industriële subsidies aangekondigd. Een deel daarvan zou naaar natriumbatterijen kunnen gaan.