Een nieuw type zonnepaneel uit grondstoffen die goedkoop en alomtegenwoordig zijn, kan Europa weer een koppositie in de energietransitie opleveren. In Nederland moet binnenkort een fabriek verschijnen.
is economieredacteur voor de Volkskrant en sinds 2021 specialist op het gebied van de energietransitie.
Stel dat er een nieuw type zonnepaneel op de markt verschijnt dat gemaakt is van goedkope materialen die overal verkrijgbaar zijn, dat lichtgewicht is, dat bij de productie veel minder energie vergt, dat op een flexibele folie gedrukt kan worden, net als een krant, waardoor het oprolbaar is en makkelijk te vervoeren, en zich prima laat draperen over gewelfde daken of langs wanden van torenflats, een materiaal dat bovendien een hoge opbrengst heeft en jarenlang meegaat.
Dat zou een revolutie zijn.
Deze revolutie lijkt nabij: onderzoekers van TNO en de TU Eindhoven zijn na jarenlang experimenteren nu zo vergevorderd met deze zonnefolie dat ze een fabriek in Nederland hopen te bouwen die het materiaal over een paar jaar in grote hoeveelheden produceert.
De Eindhovense wondercellen zijn gebaseerd op zogenoemde perovskieten, exotische zoutkristallen die uit licht een elektrisch stroompje opwekken. Er wordt al vele jaren door onderzoekers wereldwijd aan gewerkt, maar nu lijken ze in Eindhoven de sleutel te hebben gevonden om op commerciële schaal te gaan produceren.
‘We zagen al in 2014 de belofte’, zegt Sjoerd Veenstra in een kantoortje van zijn net opgerichte bedrijf Perovion Technologies. In die jaren ontstond het idee om perovskieten op te lossen in een soort inkt die in een zeer dun laagje op een flexibele drager wordt gebakken. Totaal anders dan bestaande zonnecellen, zegt Veenstra. En ook niet per se bedoeld om daarmee te concurreren. ‘Er zijn voor perovskiet juist veel nieuwe toepassingen’, zegt hij. Omdat deze zonnecellen flexibel zijn, en licht, en – nog belangrijker – omdat de grondstoffen min of meer voor het oprapen liggen.
Voor de bestaande zonnepanelen die nu op miljoenen daken liggen, heeft China bijna de complete waardeketen in handen. De nieuwe, flexibele variant biedt nieuwe kansen voor Europa; ooit wereldmarktleider in de bekende blauwzwarte platen. Maar het continent verloor bijna de complete markt aan China.
Flexibele zonnecellen bieden kans op een totaal nieuwe markt, met een compleet nieuwe productiewijze en daarmee een nieuwe waardeketen. Nog een voordeel: doordat de productie veel minder energie vergt, kunnen ze ook in Europa (waar energie duur is) concurrerend worden gemaakt.
‘Allemaal redenen waarom het kan slagen in Europa’, zegt Veenstra. ‘We zijn voor perovskiet niet afhankelijk van anderen. In geopolitiek opzicht is dat belangrijk.’
Zon en wind zijn de werkpaarden van de energietransitie. Als het lukt hierin een nieuwe positie te verwerven met perovskiet, kan Europa met zonne-energie minder afhankelijk worden, is het idee.
In Nederland bestond al veel kennis over flexibele zonnepanelen. Het is alleen nooit gelukt ze op grote schaal aan de man te brengen. Dat had onder meer te maken met de lage efficiency van eerdere zonnefolies, zegt CEO en mede-oprichter Stefan van de Beek. Goedkope zonnepanelen die bijna niks opbrengen, zijn nog steeds niet erg interessant, omdat het installeren en aansluiten en het oppervlak waarop ze liggen óók geld kost. Er moet dus een technologie worden bedacht die de juiste eigenschappen heeft en genoeg energie oplevert. Dat kan met perovskieten, denken Veenstra en Van de Beek.
In het lab werden al flinke rendementen gehaald met perovskiet: 20 procent of meer is geen uitzondering en komt aardig in de buurt van ‘gewone’ panelen. Problematisch was volgens Veenstra dat de levensduur vooral in het begin zeer beperkt was. ‘Aanvankelijk gaven ze in het lab al na 25 seconden de geest’, zegt hij. Of het rendement was juist laag: in 2009, toen de eerste experimenten werden gedaan, kwam de teller vaak niet verder dan 3,8 procent. Dat is te weinig voor commerciële toepassing.
Na lang experimenteren hebben de onderzoekers nu een samenstelling gevonden die lang meegaat (Veenstra: ‘We denken aan minimaal tien jaar’) bij een rendement van ongeveer 15 procent.
Het streven is om beide getallen verder op te hogen. ‘Er zijn de laatste jaren zulke sprongen gemaakt, dat er echt nog wel groei in zit’, zegt Veenstra.
Van de Beek is gespecialiseerd in het op de markt brengen van de veelbelovende technologieën waar ze in Eindhoven in grossieren. Op de begane grond van het gebouw leiden Veenstra en Van de Beek hun bezoeker langs het prototype van de imposante machine die de perovskietfolie kan produceren, inclusief een cleanroom met zijn gelige licht en een fiks aantal ovens waarin de perovskiet-inkt op de folie wordt ‘gebakken’. Onder meer de provincie Brabant en de Brabantse Ontwikkelings Maatschappij hebben geïnvesteerd in het project.
De fabriek die vanaf 2030 moet draaien, zal eerst leveren voor nichetoepassingen. Denk aan defensie, of aan het gebruik op schepen of recreatieve voertuigen als campers en caravans. Dat de campinggast bij wijze van spreken op de camping een zonnematje uitrolt voor de energievoorziening op locatie.
Later moet het bedrijf opschalen naar grotere aantallen. Flexibele zonnefolie is ideaal voor bijvoorbeeld gevels of daken van grote bedrijfspanden, omdat het zo lichtgewicht is; met 1 kilogram per vierkante meter is perovskiet zomaar tien keer lichter dan bestaande panelen. ‘Veel daken zijn heel groot, maar hebben niet genoeg draagkracht’, zegt Veenstra. ‘Daar ligt mogelijk een toepassing.’
In Nederland doet het bedrijf Solarge dit ook zij het niet met perovskiet. Een andere partij, HyET Solar, dat flexibele zonnefolie produceerde, heeft het niet gered. Dit laat zien hoe lastig het is te concurreren met goedkope panelen uit China.
‘Elke nieuwe technologie heeft risico’s, maar in het algemeen kun je stellen dat als je niet investeert, je de boot mist’, zegt hoogleraar integratie van zonne-energie Wilfried van Sark van het Utrechtse Copernicus Instituut. ‘De techniek (waarbij zonnefolie op rollen wordt geproduceerd, red.) geeft Nederland nu een voordeel. Dat is goed nieuws.’
Perovion hoopt in 2028 investeerders te hebben gevonden voor de bouw van de fabriek, die in 2030 moet produceren, met aanvankelijk 100 megawattpiek per jaar. Niet niks, maar zeker nog niet de gigawatten aan ‘gewone’ zonnepanelen die nu uit sommige Chinese fabrieken rollen. Uiteindelijk wil Perovion deze aantallen bereiken, maar het gaat stap voor stap.
Veenstra wijst op een rol zonnefolie die ligt uitgestald in een vitrinekast bij de receptie. ‘Dit is de toekomst. Bijzonder toch?’
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant