Perovskiet zonnepanelen: grijpt Europa deze keer wél de kans?

Tien jaar geleden liet Europa de complete industrie voor siliciumzonnepanelen, die nu op onze daken liggen, weglekken naar Azië. Nu ligt er opnieuw een kans: perovskiet. Maar dan moeten we tempo maken — de komende twee jaar zijn cruciaal. “Perovskiet heeft buitengewoon interessante eigenschappen. China en India weten dat óók. De tijd dringt,” waarschuwt Tjark Tjin-A-Tsoi, CEO van TNO, tijdens Solar Flexible. Tijdens dit evenement kwamen belangrijke spelers uit de solar community samen op de Brainport Industries Campus.

Het leek zo’n tien jaar geleden een rationele keuze om de productie van siliciumzonnepanelen aan China over te laten. Wij in Europa zouden blijven innoveren, patenten verzamelen, machines bouwen, onderzoek financieren – en het ‘simpele handwerk’ overlaten aan andere landen. Maar in de afgelopen jaren bouwde China niet alleen de fabrieken, maar ook een enorme kennisbasis op. Een volledige industrie. China is goed voor meer dan 80% van de productie van zonnepanelen.

Met de opkomst van perovskiet – ultradunne, lichte zonnefolies die goedkoop en met een veel lagere CO₂-voetafdruk te produceren zijn – staat Europa opnieuw op een kruispunt. Het materiaal opent de deur naar zonne-energie in gevels, daken, voertuigen, geluidswallen: vrijwel elk oppervlak kan met perovskiet een energiedrager worden. Kiest Europa deze keer om voorop te lopen, of worden we ook op dit vlak afhankelijk van China? Tijdens Solar Flexible bespraken toonaangevende experts, beleidsmakers en industrieleiders de voorwaarden voor toekomstig succes.

‘Te afhankelijk, op allerlei fronten’

Volgens Tjark Tjin-A-Tsoi, CEO van TNO, is de situatie rondom zonnecelinnovatie vergelijkbaar met defensie. “We hebben onszelf op allerlei fronten veel te afhankelijk gemaakt. Ook wat betreft de industrie. Daarom is het cruciaal dat we producten weer in Nederland leren maken, en daarmee een nieuwe industriële basis in Europa opbouwen.”

Als het aan de CEO ligt, pakt Europa haar kans om op het gebied van perovskiet koploper te worden. “Perovskietfolies zijn dun, licht, en hebben een veel lagere CO₂-voetafdruk. Ze zijn snel en goedkoop te produceren. Buitengewoon interessante eigenschappen. China en India weten dat óók — zij werken er net zo hard aan. De tijd dringt.” 

Kansen voor Europa

Volgens Sjoerd Veenstra, onderzoeker bij TNO, liggen er kansen voor Europa. We hebben in Europa te maken met hoge energieprijzen. “Maar het energieverbruik voor het maken van perovskiet is relatief laag. Dus dat is gunstig.”

En de arbeidskosten dan? Die zijn, net als de energieprijzen, toch ook torenhoog in Europa? Volgens de onderzoeker moeten we daarom vooral inzetten op geautomatiseerde assemblagelijnen. “We kunnen gaan voor mass customization: elke module wordt specifiek aangepast aan een gebouw of oppervlak, maar toch efficiënt geproduceerd op één slimme lijn.”

Volgens Veenstra kunnen we perovskietpanelen in Europa in ieder geval goed gebruiken om onze doelen rondom duurzame energie te behalen. Nederland staat voor een flinke uitdaging op het gebied van zonne-energie. De nationale PV-opgave, oftewel, de groei die we in zonne-energie moeten realiseren: 200 GWp in 2050. Ter vergelijking: in 2020 was er slechts 18 km² aan zonnepanelen; in 2030 moet dat al 200 km² zijn, en in 2050 loopt het op tot maar liefst 1250 km². Een realistisch scenario is het maximaal benutten van dakoppervlakken, zodat het landschap zo min mogelijk wordt beïnvloed. “Perovskietzonnepanelen, die dus goed in gevels, wegen en daken te integreren zijn, komen goed van pas. Laten we de mouwen opstropen om dit te realiseren.”

Niche-toepassingen

Toen was het woord aan Bas van Kreeke, CEO van SolTech Energy. Zijn bedrijf richt zich op zonne-energie en biedt glazen zonneoplossingen voor gevels en daken, zodat de gebouwde omgeving beter benut wordt zonder weilanden vol te leggen.

Volgens hem is perovskiet geen vervanger van silicium, maar vooral interessant voor toepassingen in specifieke niches. “Op dit moment is silicium nog de standaard om gebouwen van PV te voorzien. Het vraagt enorme investeringen en veel tijd om certificering rond te krijgen. Ook de brandveiligheid en de levensduur van perovskiet moeten verder worden onderzocht. Daarom zetten we voorlopig in op silicium voor gebouwen, terwijl we ondertussen nieuwe toepassingen voor perovskiet verkennen.” Als voorbeeld noemt hij een toepassing in de agricultuur. “In een project met imec onderzoeken we hoe selectief licht gefilterd kan worden om bijvoorbeeld in agri-PV bepaalde teelten sneller te laten groeien.”

Ook tijdens de paneldiscussie kwam de conclusie naar voren: Europa doet er goed aan zich te richten op niche-toepassingen. Wim Sinke nam deel aan het gesprek. Hij is het boegbeeld van de Nederlandse zonne-energiesector en voormalig professor aan de Universiteit van Amsterdam en onderzoeker bij TNO. “Perovskiet heeft nog geen trackrecord als het gaat om betrouwbaarheid. Daarom is het slim om de technologie eerst in markten te introduceren waar het zichzelf kan bewijzen. Het is beter om te zoeken naar wat silicium nog niet kan.”

Productielijn voor pv-halffabrikaten

Het bleef niet bij praten alleen. Tijdens het event werd voor het eerst publiekelijk de Mass Customisation Line gedemonstreerd: een door TNO ontwikkelde onderzoekslijn op de Brainport Industries Campus (BIC) die maatwerk en grootschalige toepassing van flexibele zonnefolies mogelijk maakt. Dat dit op BIC gebeurt is geen verrassing. Duurzame energie, en projecten rondom dat thema, staat centraal op de campus. Zo wordt BIC volledig voorzien van duurzame energie. De zonnepanelen op het dak leveren circa 2,1 MW.

Een van de bezoekers vraagt tijdens de rondleiding of het materiaal dat wordt gebruikt in de pilotlijn perovskiet is. De TNO-rondleider antwoordt: ‘Nee, als dit perovskiet was, stonden we morgen in alle kranten. Voorlopig werken we nog met silicium, maar wie weet wat de komende jaren brengen.” Perovskiet is veelbelovend, maar het materiaal en de productie zijn nog experimenteel. Grootschalige, betrouwbare productie is, zoals ook duidelijk werd aan de bezoekers van het evenement op BIC, nog niet haalbaar.

‘De gretigheid. De honger’

De komende twee jaar worden echter bepalend. Europa kan opnieuw toekijken hoe een cruciale energietechnologie elders wordt opgeschaald – of ervoor kiezen om zelf de touwtjes in handen te nemen.

Een sterke industriële basis die snel opschaalt, gecombineerd met de al bestaande hoogopgeleide beroepsbevolking in Europa, én een focus op niche-toepassingen, kan dat mogelijk maken. Tjin-A-Tsoi tot slot: “En de gretigheid. De honger. Die moeten we terugvinden in Europa.”