Impact!

Cellcius is een startup, ontstaan vanuit TNO en de Eindhoven University of Technologie. “Het begon allemaal zo’n twaalf jaar geleden met een onderzoek naar materialen waarin je zonder verlies warmte op kunt slaan”, vertelt Evert Rietdijk, CEO bij Cellcius. “Hoogleraar Olaf Adan van de Eindhoven University of Technology ontwikkelde samen met TNO, studenten en promovendi een gesloten opslagsysteem met gedehydrateerd kaliumcarbonaat (zoutcomposiet) en water. Twee bestanddelen die in grote delen van de wereld ruimschoots en eenvoudig beschikbaar zijn.”

Simpel principe

Het principe is simpel; samengeperste korrels zout, een beetje te vergelijken met het formaat van dropjes, waarin je warmte op kunt slaan. Zodra je hier waterdamp bij doet ontstaat er een kristalverbinding tussen de twee stoffen waardoor er warmte vrijkomt. “Het thermochemische proces waarop onze batterij is gebaseerd is niet nieuw”, legt Rietdijk uit. “Als je water verdampt uit zout, is het zout in staat om warmte, bijvoorbeeld restwarmte van de industrie, op te nemen door een verandering in de kristalstructuur.

Die opgeslagen warmte kun je vervolgens, zonder verlies of gebruik te maken van een warmtenet, transporteren over de weg, het spoor of water naar een plek waar je warmte nodig hebt. Door het toevoegen van water komt deze warmte vervolgens weer vrij. Als je het water vervolgens weer verdampt kan het zout opnieuw warmte opslaan en dus gebruikt worden om te koelen. Dit proces kun je zo’n 250 keer herhalen zonder verlies van capaciteit.” Na verloop van tijd kan er een vorm van verval optreden waardoor het materiaal kan gaan verkleven. Door het materiaal op te lossen, te kristalliseren en weer in korrels te persen kan het opnieuw gebruikt worden. “We gooien niets weg.” 

Veilig

“Onze Cellcius Warmtebatterij Technologie is intrinsiek veilig”, durft Rietdijk te stellen. “Omdat we gebruikmaken van grondstoffen zoals zout en water is er geen brand- of explosiegevaar.” Bovendien heeft de batterij geen CO2 uitstoot en wordt de warmte, die anders verloren zou gaan, van waarde door deze opnieuw te gebruiken voor het verwarmen van woningen. “Door deze woningen op deze manier van het gas te halen verlagen we de CO2 uitstoot in ons land nog meer.” Door gebruik te maken van restwarmte en de meest voorkomende grondstoffen op aarde, zijn de kosten van een warmtebatterij per kWh relatief laag. Omdat alleen het distributienetwerk naar de woningen nodig is en de grote transportleidingen dus feitelijk geëlimineerd worden, is de techniek snel en eenvoudig in te zetten.

Toch moeten er eerst nog wat uitdagingen overwonnen worden voor het zover is. “Als we snelheid willen maken met de energietransitie dan moeten we kijken naar collectieve oplossingen. Dat is enerzijds een manier om de restwarmte van de industrie op te slaan, anderzijds het ontwikkelen van een batterij voor de thuissituatie die bijvoorbeeld de energie van je zonnepanelen opslaat om daar op een ander moment weer mee te kunnen verwarmen.” Rietdijk plaatst een paar kanttekeningen bij de laatste optie. “Het nadeel van een product voor de consument is dat het goedkoop, robuust, en eenvoudig te produceren en te bedienen moet zijn.

Er moeten nog wel een paar stappen gezet worden voordat we daarmee de markt op kunnen.” Daarom richt Cellcius zich op het ontwikkelen van een grootschalige, collectieve batterij om daarmee de restwarmte van de industrie in bestaande warmtenetwerken in te voeren. “Nederland kent veel warmtenetwerken voor zowel grondgebonden woningen als appartementengebouwen. Daar zou dit systeem heel eenvoudig toegepast kunnen worden.”

Groot vermogen

Het concept wordt op dit moment uit-geëngineerd. “Aan het eind van het jaar willen we de eerste grote unit met een groot vermogen laten zien die volledig functioneert. Samen met andere partners en een warmtenetwerkbedrijf hebben we een businessmodel opgesteld. Volgend jaar willen we in het zuiden van ons land een eerste pilotproject doen op werkelijke schaal, waarbij we een klein woonwijkje van zo’n 50 huizen of appartementencomplexen gaan verwarmen met ons batterijsysteem. Ons doel is om op werkelijke schaal te laten zien dat het werkt. Als dat gedaan is kunnen we de commerciële productie opstarten.”

Toch zitten er nog te beantwoorden vragen. “We zijn erg benieuwd naar de sociale impact van ons systeem”, legt Rietdijk uit. “Hoe kijkt men er straks tegenaan als er ineens een grote batterij in je straat staat die af en toe wordt vervangen? En hoe snel gaat het wisselen van de batterijen in de praktijk? Op het moment dat je wisselt zit je even zonder warmte; is dat mogelijk of niet. Dat zijn allemaal zaken die we in de praktijk moeten gaan ervaren.” Na de eerste investeringsronde begin dit jaar waarin 1,2 miljoen euro werd opgehaald is er geld beschikbaar om grotere stappen te gaan maken. “Begin volgend jaar zal er een tweede investeringsronde volgen. Als je ontwikkelingen wil doen heb je niet alleen de juiste mensen, maar ook de middelen nodig. Dat valt niet altijd mee als kleine startup, omdat de techniek soms buiten bestaande (subsidie)kaders loopt.” 

Autonoom

Toch laten Rietdijk en zijn team zich daardoor niet afremmen. “Met ons systeem zou je, samen met een elektriciteitsopslag, in feite autonoom kunnen worden. Hoe gaaf is dat als je geen overheid of energieproducent meer nodig hebt? In 2025 willen we de eerste commerciële producten kunnen leveren.” De grootste uitdagingen om dat te bereiken zijn een stukje technologieontwikkeling, het werven van voldoende goed personeel en het verwerven van kapitaal om dingen sneller te kunnen doen.

“Aan geïnteresseerde klanten hebben we geen gebrek. Woningbouwverenigingen, energiebedrijven, aannemers en particulieren zijn alom enthousiast. Als het loopt zoals ons droomplaatje er uitziet hebben we in 2032 150.000 woningen in Nederland van het gas af met behulp van onze technologie. Zijn we ook buiten Nederland actief en hebben we een productportfolio opgebouwd met producten voor woningen en grotere gebouwen. We kijken er naar uit om een warmteopslagsysteem te creëren wat echt volledig duurzaam is, maar hetzelfde comfort heeft als die van de huidige technologie.”