Eind 2016 begon ik me te verdiepen in de wondere wereld van de batterij - een technologie die ervoor moet zorgen dat we mobiel kunnen blijven terwijl we tegelijkertijd afstappen van het gebruik van fossiele grondstoffen.

Op de redactie constateerden we dat we er de meest basale dingen niet over wisten, zoals: hoe goed zijn ze voor het milieu en het klimaat, en hoe werken die dingen eigenlijk?

Ik ben een van de huisnerds van De Correspondent, maar zelfs mij leek het wel een erg technisch onderwerp. Ik dacht er dus maximaal tweeënhalf verhaal aan te zullen besteden. Nu, een halfjaar later, heb ik er ruim twintig grotere en kleinere artikelen aan gewijd.

De batterij maakt op dit moment de belangrijkste ontwikkeling door sinds de uitvinding ervan, tweehonderd jaar geleden, door Alessandro Volta. Dat moet ook wel: we worden elke dag afhankelijker van hernieuwbare energie. Die energie zal, in elk geval bij mobiele toepassingen, zoals in laptops, auto’s en drones, in batterijen moeten worden opgeslagen.

De technologie die nu in de vele batterijenlaboratoria en in steeds meer (enorme) batterijenfabrieken wereldwijd wordt ontwikkeld, zal de komende jaren dus alleen maar belangrijker worden.

Om die reden heb ik me uiteindelijk zes maanden lang bijna voltijds beziggehouden met vragen als: hoe milieu- en klimaatvriendelijk is de batterij in een elektrische auto? Hoeveel hebben we ervan nodig? Is de huidige lithium-iontechnologie goed genoeg? En hoe werkt zo’n ding überhaupt? Ik kon daarbij gebruikmaken van de expertise, vragen en inzichten van tal van Correspondentleden, veel dank daarvoor!

Hieronder alle bevindingen, geformuleerd als antwoorden op acht basale vragen. Je vindt bij elke vraag links naar eerdere verhalen, voor als je meer in detail wilt lezen over een bepaald onderwerp.

  1. Batterijenbasics: hoe werken ze?
  2. Hoeveel batterijen hebben we nodig, en wat hebben we daarvoor nodig? Nadere kennismaking met de Gigafabriek van Tesla
  3. Wat betekent het maken van een batterij voor het (lokale) milieu?
  4. Hoe werkt batterijenrecycling?
  5. Intussen in Afrika: wat als je batterijen niet recyclet?
  6. In hoeverre helpen batterijen (en elektrische auto’s) tegen de opwarming van de aarde?
  7. Hoe ziet de batterij van de toekomst eruit?
  8. Op de hoogte blijven over batterijen?

1. Batterijenbasics: hoe werken ze?

Voordat ik begon te schrijven over batterijen had ik geen idee hoe ze werkten en waar ze vandaan kwamen. Op de middelbare school had ik natuur- en scheikunde al vroeg laten vallen.

Met hulp van een probeerde ik te begrijpen hoe het kan dat een batterij energie levert, onder meer door te kijken naar de uitvinding en werking van de eerste batterij, door de Italiaan Alessandro Volta.

Batterijen: onmisbaar nu en in de toekomst. Maar wat zijn het? Batterijen zijn onmisbaar als we gas, olie en kolen achter ons willen laten. En ze maken ons mobieler. Maar wat zijn batterijen, hoe komen we eraan, en hoe werken ze? Een explainer voor wie scheikunde voortijdig heeft laten vallen. Lees mijn explainer

Intussen stroomde mijn inbox vol met tips over en links naar allerlei opvolgers van Volta’s uitvinding. Wat te doen met al die nieuwsberichten over weer een nieuwe veelbelovende technologie?

Al snel ontdekte ik dat batterijen wel kunnen uitblinken op één vlak (bijvoorbeeld heel snel opladen of heel veel of lang energie geven), maar aan een reeks verschillende en helder beschreven criteria moeten voldoen als je er echt iets aan wilt hebben.

Ze moeten bijvoorbeeld veilig zijn, kunnen opladen onder verschillende weersomstandigheden en niet leeglopen als je ze een paar dagen niet gebruikt. Hieronder een lijst met belangrijkste eisen aan elke batterij.

13 dingen om je af te vragen als je leest over een nieuwe superbatterij Om de haverklap verschijnt er nieuws dat de superbatterij die maar even aan de lader hoeft om wekenlang mee te kunnen nu echt is uitgevonden. Hier dertien criteria waaraan ze moeten voldoen, wil je er echt wat aan hebben. Lees over de eisen aan een batterij
Wie makkelijker in beeld dan in tekst leert, verwijs ik graag naar een voortreffelijke vijfdelige infographics-serie van The Visual Capitalist.

Batterijen zijn big business. Deze infographics laten zien waarom Wat zijn de eigenschappen van de ideale batterij? En welke grondstoffen zijn ervoor nodig? Vijf verhelderende infographics van The Visual Capitalist nemen je mee in de wereld van batterijen. Bekijk de graphics (met een kleine waarschuwing vooraf)

2. Hoeveel batterijen hebben we nodig, en wat hebben we daarvoor nodig?

De input op mijn vraag wat jullie over batterijen wilden weten was overweldigend. Ik destilleerde er deze hoofdvraag uit: zijn batterijen toekomstbestendig? Daarvoor dacht ik deze onderliggende vragen te zullen beantwoorden:

  • Hoeveel lithium is er naar schatting te winnen op aarde?
  • Is dat genoeg om ons totale energieverbruik in op te slaan?
  • Wat betekent dat voor het milieu?

Maar zoals dat gaat, kwam ik er gaandeweg achter dat ik mijn beginvragen moest bijstellen.

Zo breidde ik de vraag over lithium uit naar alle grondstoffen die je nodig hebt voor een batterij, en keek ik niet alleen naar de gevolgen voor het (lokale) milieu maar vooral ook naar het klimaat: naar de vraag hoe het zit met broeikasgassen die de productie van batterijen veroorzaakt.

En al snel ontdekte ik dat er een hoofdrolspeler was in deze verhalen: Tesla. Niet alleen is dit Amerikaanse bedrijf in Nevada de grootste batterijenfabriek ter wereld aan het bouwen (de Gigafabriek). CEO Elon Musk is volgens mij ook een van de meest fundamentele denkers over de toekomst van (schone) technologie van het moment.

Over de uitdagingen van de grondstoffenwinning (waaronder lithium) voor batterijen schreef ik uiteindelijk dit verhaal, met Tesla in de hoofdrol:

Hoe Tesla in Amerika aan een mijn bouwt waar auto’s uit komen Het Amerikaanse bedrijf Tesla wil zo veel mogelijk auto’s op elektriciteit laten rijden. Het gaat een ongekende hoeveelheid accu’s produceren, en wil alle grondstoffen daarvoor uit Noord-Amerika gaan halen. Dat gaat nóóit lukken met de technologie van nu. En precies daarom is dit plan zo goed. Lees het verhaal over de grondstoffenwinning voor batterijen van Tesla terug

En om een idee te krijgen van de vraag hoeveel batterijen we eigenlijk nodig zullen hebben, liep ik een claim van Elon Musk uit de documentaire Before the Flood van Leonardo DiCaprio na:

Zijn 100 gigafabrieken genoeg voor een wereld op groene energie? Ik rekende het na In de klimaatdocumentaire Before the Flood van Leonardo DiCaprio stelt Elon Musk dat er honderd Gigafabrieken van Tesla nodig zijn om alle batterijen te maken die de wereld nodig heeft om over te stappen op duurzame energie. Klopt dat? Ik ben gaan rekenen. Lees wat er achter de claim van Elon Musk schuilgaat

Maar uiteraard is Tesla niet het enige bedrijf waar veel gebeurt op het gebied van batterijen:

Maak kennis met de grote broer van Tesla, waar bijna niemand van heeft gehoord Auto- en batterijenfabrikant Tesla mag dan bijna wekelijks het nieuws halen, het is niet half zo groot als het onbekende Chinese bedrijf BYD. Dat heeft 180.000 man in dienst en maakte onder meer de elektrische bussen die rondrijden op Schiphol. En veel, heel veel batterijen. Een kleine kennismaking. Lees het verhaal over het Chinese bedrijf BYD hier

3. Wat betekent het maken van een batterij voor het (lokale) milieu?

The Washington Post deed intussen waartoe ik geen mogelijkheid had: de krant ging op bezoek in China, Congo en Argentinië om de impact van de winning van de belangrijkste grondstoffen voor batterijen (grafiet, kobalt en lithium) te onderzoeken.

Het leverde een prachtige en heftige serie op, met een belangrijke conclusie: er moet strenge wetgeving komen die batterijenfabrikanten dwingt transparant te zijn over waar ze hun grondstoffen vandaan halen.

Lees-, kijk- en luistertip: Hier komen de grondstoffen van onze batterijen vandaan The Washington Post ging op bezoek in gebieden waar grondstoffen voor batterijen worden gedolven. Ze deden Congo (kobalt), Argentinië (lithium) en China (grafiet) aan. Het leverde een multimediaal drieluik op: This is where mobile technology begins. Hier vind je links naar alle delen in de serie van The Washington Post

Maar ik miste ook iets cruciaals, namelijk een vergelijking met de schade die de winning van olie en gas nu oplevert. Ook keek de krant niet naar recycling - iets wat bij fossiele brandstoffen überhaupt niet mogelijk is.

4. Hoe werkt batterijenrecycling?

Daarom ging ik in het nabije buitenland op reportage, voor een onderzoek naar de stand van de recycling van de huidige populaire lithium-iontechnologie.

Bij het bedrijf Umicore, een metaalrecycler gevestigd in Hoboken, bij Antwerpen, die samenwerkt met Tesla, ontdekte ik hoe goed het metaal uit de batterijen gerecycled kan worden: de meeste metalen erin kun je voor meer dan 95 procent recyclen.

Voor lithium, dat trouwens niet het grootste bestanddeel is van lithiumbatterijen, bestaat zo’n recyclingproces nog niet, maar dat is nu wel in ontwikkeling.

Batterijen schadelijk voor het milieu? Ze gaan het redden! Batterijen zijn schadelijk voor het milieu, vertelt de overheid ons al jaren. Het is een achterhaalde en verkeerde boodschap. Batterijen maken niet alleen schone auto’s mogelijk, ze vormen ook een herbruikbare grondstoffenbron die steeds planeetvriendelijker wordt. Lees het verhaal over recyling van batterijen hier

5. Intussen in Afrika: wat als je batterijen niet recyclet?

Is er dan geen enkel probleem? Jawel: de grondstof grafiet in batterijen kan niet goed worden gerecyled. Terwijl de winning ervan Zaak dus om die stof te vervangen: meer daarover lees je verderop.

Maar het echte grote milieuprobleem rond batterijen is volgens mij niet technologisch maar maatschappelijk en economisch van aard, en dus oplosbaar.

We zamelen batterijen niet goed genoeg in, vooral niet in Afrika, zo leerde ik van de Nederlander Joost de Kluijver, die dat probleem met zijn bedrijf Closing the Loop probeert aan te pakken.

In Europa komt het wel goed met batterijenrecycling. Nu Afrika nog De mogelijkheden voor batterijenrecycling in Europa zijn geweldig, zo schreef ik onlangs. Daarna belde ik met Joost de Kluijver, die uitlegde wat het grote probleem is met batterijen in Afrika: ze kunnen het continent niet af, en lokaal recyclen gaat ook niet. Zijn bedrijf Closing the Loop zoekt naar een oplossing. Lees het interview met Joost de Kluijver van Closing the Loop

Wat me er moet ook strakke internationale wet- en regelgeving voor recyling komen.

6. In hoeverre helpen batterijen (en elektrische auto’s) tegen de opwarming van de aarde?

Een van de belangrijkste nieuwe inzichten die ik opdeed tijdens dit onderzoek: als je iets zinnigs wil zeggen over de planeet(on)vriendelijkheid of toekomstbestendigheid van batterijen, moet je dat doen in vergelijking met de technologie die we nu hebben.

Dus deed ik een groot vergelijkend onderzoek naar (wetenschappelijke onderzoeken over) de CO2 die vrijkomt bij de productie en het gebruik van benzine-auto’s in vergelijking met elektrische auto’s.

De conclusie is glashelder. Maak je je zorgen over de opwarming van de aarde, en kan je niet zonder (eigen) auto, dan ga je zo snel mogelijk over op een elektrische.

De vele theoretische alternatieven (zoals waterstofauto’s) die een aantal van jullie me tipten zijn misschien veelbelovend, maar nu nog niet voor de gewone man beschikbaar.

Waarom de elektrische auto nu al groener rijdt (maar er betere argumenten zijn om over te stappen) Een elektrische auto stoot geen CO2 uit. Maar de batterij moet wel gemaakt en de stroom ervoor opgewekt. Hoeveel bespaart zo’n ding nou echt? Ik dook in de cijfers. Onder het verhaal vind je een reeks heel antwoorden op veelgestelde vragen door dr. Richard Smokers van onderzoeksbureau TNO. Lees hier over de CO2-uitstoot van de benzine- vs. de lektrische auto

7. Hoe ziet de batterij van de toekomst eruit?

Ik geloof dat de lithium-ionbatterij momenteel het beste alternatief op de markt is voor mobiele fossiele energie.

Toch wordt er overal op de wereld door wetenschappers en bedrijven gezocht naar nieuwe types batterijen. Om te begrijpen waarom en hoe dat in zijn werk gaat, bezocht ik een startup in Eindhoven die probeert het problematische grafiet in batterijen te vervangen door silicium: Leyden Jar Technologies.

Wat ik hier leerde: nieuwe batterijentechnologie moet niet alleen aan eerdergenoemde technische criteria voldoen, maar ook inpasbaar zijn in de wereld van nu:

Zo probeert deze Nederlandse start-up zijn nieuwe batterij in onze auto’s te krijgen Als je het nieuws mag geloven, wordt er elke maand wel een nieuwe revolutionaire batterijtechnologie uitgevonden. Aan de Nederlandse start-up LeydenJar Technologies vroeg ik: hoe zorg je ervoor dat jouw doorbraak daadwerkelijk in een mobieltje of elektrische auto terechtkomt? Lees meer over deze Eindhovense batterijenstartup

Hier kreeg ik ook antwoord op een vraag die ik vooraf hardop had gesteld:

Horen we zoveel van Nederlandse start-ups omdat we in Nederland zitten, of doet Nederland zoveel op het gebied van batterijen?

Het antwoord is: Nederland is niet in het algemeen een voorloper. Neem die siliciumbatterij. Vanwege de energiedichtheid van silicium geldt een batterij die daarop werkt op dit moment als heilige graal. Er wordt op talloze plekken in de wereld hard gezocht naar manieren om het bruikbaar te maken voor batterijen.

Maar dat betekent niet dat er hier geen belangrijke dingen (kunnen) gebeuren. In de regio Eindhoven is enorme expertise op het gebied van batterijen (Philips) én het bewerken van silicium Leyden Jar Technologies bouwt voort op een lange Nederlandse traditie in het bewerken van silicium tot hoogtechnologisch materiaal.

8. Op de hoogte blijven over batterijen? Volg deze kanalen

Het batterijendossier rond ik hiermee af, maar wil ik wel blijven bijhouden, dus hou me op de hoogte als je expertise hebt. Ikzelf kan deze twee gespecialiseerde kanalen warm aanbevelen:
Het YouTube-kanaal Fully Charged van Bobby Llewellyn Je zou Bobby Llewellyn kunnen kennen als sci-fi-komiek of presentator op Discovery. Inmiddels heeft hij een goedlopend YouTubekanaal waarop hij je meerdere malen per week bijpraat over batterijen en andere technologie die vergroening van onze energie mogelijk maakt. Mijn aanbeveling van Fully Charged De website Electrek.co Electrek is van de makers van 9to5Google en 9to5Mac. Mijn aanbeveling van Electrek.co

Op komst: het bredere perspectief

Voordat ik aan dit batterijenonderzoek begon werd me door een aantal mensen op het hart gedrukt dat ik vooral een brede blik moest houden.

‘ ‘En zoom dus niet meteen in op een ‘micro-oplossing’. (...) Ook elektrische auto’s moeten gemaakt worden (kostbare materialen). Auto’s staan meer dan 95 procent van de tijd stil.’

Een wijze raad, maar omdat ik nu eenmaal de toekomstbestendigheid van de batterij onderzocht, zoomde ik toch in op deze technologische ‘micro-oplossing.’ Met het uitzoomen begin ik nu pas.

Komende maanden stort ik me op de vraag hoe we onze stad en wereld gaan organiseren in de komende decennia, waarin het aantal stadsbewoners zal verdubbelen, we langer leven, vergrijzen en vervetten en onze verplaatsingen ook nog eens klimaatneutraal moeten worden.

Hoe ziet het ideale plaatje eruit en hoe komen we daar? En wat betekent dat voor onze ruimtelijke inrichting en voor ons gedrag? Binnenkort publiceer ik een uitgebreidere oproep, waarbij ik hoop opnieuw gebruik te maken van jullie vragen, expertise en inzichten.

Meer lezen?

Klimaatverandering. Onze toekomst op een planeet die steeds warmer wordt Het leven op aarde wordt, zoals het er nu uitziet, een stuk onbehaaglijker door de gevolgen van de opwarming. Maar juist in een periode van grote verandering kunnen onze verhalen, besluiten en acties het verschil maken. De risico’s van de opwarming en de pogingen om die te beperken: je leest er alles over in dit thema

Wil je mijn werk volgen of helpen? Schrijf je in voor mijn nieuwsbrief, dan hou ik je per mail op de hoogte van de stukken die ik schrijf en de vragen die ik heb. Abonneer je hier