01 Jan 2019

Van cv-ketel naar waterstofketel

Ad van Wijk (het groene brein)

De warmtepomp gaat de cv-ketel vervangen. Zo begonnen we  2018. En we eindigden vorig jaar met een extra optie: die cv-ketel kan ook een waterstofketel worden. De CO2-neutrale brandstof kan door ons aardgasnet worden aangevoerd. Hoogleraar Ad van Wijk (het Groene Brein) berekende dat deze oplossing goedkoper is dan het aanleggen van nieuwe hoogspanningsmasten om alle windenergie uit zee tot diep in Nederland te transporteren.

Van Wijk presenteerde deze optie in de P+ Special ‘Straks: toekomstbestendig energielandschap’. In deze reeks toekomstverkenningen staat de Nationale Omgevingsvisie (NOVI) centraal, waarin prioriteiten staan over de inrichting van ons land.

Twee dagen per week reist dr. Ad van Wijk (1956) naar de stad Groningen. Als hoogleraar verbonden aan de TU Delft is hij één van de smaakmakers van het netwerk van duurzame wetenschappers ‘het Groene Brein’. Zijn huidige geuzennaam is die van ‘waterstofambassadeur’; vanuit het noorden zet hij namens de New Energy Coalition de waterstofeconomie weer op de agenda. Hij valt in een warm nest van bedrijven, kennisinstellingen en onderwijsinstituten die zich verdiepen in energievraagstukken.

Van Wijk heeft een duidelijke aanbeveling voor de denkers aan de Nationale Omgevingsvisie: “Goed dat er een insteek is om te komen tot bundeling van energiefuncties. Maar kijk dan niet naar elektriciteit alleen, als je gaat bundelen. Kijk ook naar groene waterstof, gewonnen uit die stroom afkomstig van windparken op zee. Maak een goede afweging, zodat de kosten zo laag mogelijk zijn. Er ligt voor ons een enorme economisch kans.”

Van Wijk keek naar de oude investeringen die onder de grond verborgen liggen: het fijnmazige net aan aardgasleidingen. Niet alleen de industrie, maar zelfs de verst afgelegen dorpen van ons land zijn daar op aangesloten. Ook zijn de grote aardgasleidingen vanuit het noorden van Nederland naar het achterland van Europa doorgetrokken, tot in Italië toe. Wordt deze infrastructuur straks overbodig, wanneer de gaskraan definitief dicht gaat? Dan zou in de provincie Groningen een schat aan kennis en ervaring verloren gaan. Van een bedrijf als de Gasunie blijft dan niet veel meer over dan een doorgeefluik van aardgas uit landen als Rusland, waar de Nederlandse economie liever niet van afhankelijk wil zijn.

Oud-ondernemer (CEO van het Econcern) van Wijk ging opnieuw aan het rekenen. Hij kwam op een totaal andere uitkomst uit dan in de jaren ’90 van de vorige eeuw, bij de laatste opleving van de waterstofeconomie. Het omzetten van aardgas in waterstof bleek toen nog veel te kostbaar te zijn. Alleen grote chemische bedrijven maakten het noodzakelijkerwijze voor hun processen. Maar de waterstofauto voor de burger kwam er niet. Veel te duur.

Van Wijk: “De situatie vandaag is een totaal andere. Duurzaam opgewekte energie is goedkoper geworden: je kunt nu al voor minder dan 2 dollar per kilo waterstof maken uit zonne-energie in de Sahara. Met offshore wind is het nu nog wat duurder, maar ook dat daalt snel in prijs. Waterstof kan dan meteen als opslag dienen voor de momenten dat de zon niet schijnt of het niet waait en de industrie toch energie nodig heeft. Je kunt waterstof in oude zoutkoepels opslaan. Dat is een stuk handiger dan in batterijen. 6000 ton opgeslagen waterstof levert dezelfde hoeveelheid energie als 17 miljoen grote Tesla Powerbanks. De batterijen kosten al snel 17 miljard dollar, daar waar het opslaan van waterstof in een zoutkoepel niet meer dan 100 miljoen kost.”

Het is niet eens de meest interessante rekensom die de wetenschapper maakte. Van Wijk kopt in: “Wat kost het om nieuwe hoogspanningsleidingen te bouwen, die de windstroom naar het achterland transporteren, wanneer daar de kolencentrales worden stilgelegd? En wat bespaart het om die aardgasleidingen te gebruiken om er waterstof doorheen te voeren? Dan blijkt ineens dat het omzetten van elektriciteit naar waterstof door middel van elektrolyse een stuk goedkoper is dan de bouw van een compleet nieuwe of verzwaarde infrastructuur van elektriciteitsmasten met batterijopslag. En wij hebben al verstand van waterstof. Wij hebben nu al de grootste waterstofeconomie van Europa, op die van Duitsland na.” 

Maar kan waterstof dan wel door het aardgasnet gevoerd worden? “De leidingen zijn precies net goed”, weet Van Wijk, die er samen met Gasunie onderzoek naar deed. “Grote leidingen voor de industrie zijn gemaakt van koolstofijzer. Dat gaat gewoon goed. Sterker nog, er ligt al dertig, veertig jaar een particuliere pijpleiding vanaf Rotterdam via België naar Noord-Frankrijk. Alles bestaat al. Ook kan de waterstof gewoon door de gasleidingen naar je huis. Die zijn gemaakt van polyethyleen en pvc en dat gaat ook goed. Je moet alleen de aansluitingen en de verdeelstukken vervangen, de zogenoemde moffen.” 

  Lees de volledige P+ Special over ons toekomstig energielandschap.





Reacties op dit bericht

Ad van Bokhoven ()
Waterstof vormt zeker 1 van de oplossingen naar een duurzame energie-opwekking, maar zoals voor elke duurzame techniek geldt, zal dit zeker niet de enige oplossing zijn. We zullen alles op alles moeten zetten om over te stappen op duurzame energie. Ik begrijp dan ook niet helemaal de forse weerstand tegen warmtepompen. Een warmtepomp verplaatst enkel zeer efficiënt energie vanuit een omgeving, waar geen specifiek temperatuur is gewenst, naar een omgeving (het gebouw) waar wel een specifieke temperatuur wordt gewenst. Hierdoor hoeft zeker 3/4 van de energie niet te worden opgewekt, maar komt uit de omgeving, enkel de resterende 1/4 van de energie moet worden opgewekt, hetzij met duurzame elektra, hetzij met biogas of bijvoorbeeld waterstof. Even dieper ingaan op waterstof. Zoals gezegd, waterstof vormt absoluut een uitkomst, voor het tijdelijk opslaan van duurzaam opgewekte elektriciteit. Het probleem is echter wel dat er bij deze omzetting reeds 30% energieverlies optreedt. Wanneer waterstof vervolgens weer wordt omgezet naar elektriciteit, wordt nog eens 50% energieverlies gerealiseerd. Het benutten van een brandstofcel levert enkel de 30% energieverlies op bij de omzetting. Desalniettemin, we zullen een ongekende hoeveelheid aan duurzame zon- en wind-installatie moeten bouwen, en persoonlijk heb ik deze het liefst in Nederland zelf! De huidige bepalers in de wereld zijn olie en gas bazen, laten we er in de nieuwe wereld nou naar streven om geen waterstofbazen te creëren.
Herman Schuler ()
Klinkt heel interessant, waarom zijn waterstofketels als het economisch net zo haalbaar is als warmtepompen in combinatie met zonnepanelen nog niet vermarkt?
Martien Pieters ()
Ik ben opgelucht te horen dat ik voor mijn huis wellicht niet over hoef op een warmte pomp. Mijn auto rijd ik al zo'n 25 jaar op gas, vanuit klimaat overweging. Ik neem aan dat de overschakeling van LPG naar Waterstof niet zo'n grote ingreep zal worden, want ik zie toch wel op tegen kolengestookte auto's..Sahara H2 lijkt mij een snelle en nuttige manier van produceren van dit gas, zeker als dit gecombineerd gaat met de thermo chemische omzetting, met zonlicht in CSP's, https://www.solarpaces.org/csp-efficient-solar-split-h2o-hydrogen/ , ongekende mogelijkheden biedt. Dat zonnecentrales een bijdrage leveren aan de lokale economie vind ik ook veelbelovend, wellicht dat door deze ontwikkeling voor veel (klimaat)vluchtelingen vanzelf "het beloofde land" wordt, in de Noordelijke Sahara.
Ronald Schouten ()
Ik hoop toch zo dat er een luisterend oor vanuit de landelijke, provinciale en gemeentelijke politiek is om nu eens te luisteren naar specialisten als hoogleraar Ad van Wijk. Want hoe is het nou toch mogelijk dat de meest onkundige ambtenaren dingen kunnen blijven doen die ons maar blijven schaden zoals een uitspraak "met z'n allen van het gas af". En rekenen met onze euro's kunnen ze al lang niet, zo is uit ieder groot project de afgelopen tientallen jaren gebleken. Maar daarnaast blijkt toch mening ambtenaar die impactvolle besluiten moeten nemen voor ons als inwoners in Nederland, zich toch weinig te verdiepen in de nieuwste technologische ontwikkelingen. Beste Ad, zoek alsjeblieft de media bijv. DWDD, Nieuwsuur of Late Night op en zorg dat je aan tafel komt. Want als 1 visser i.v.m. met de mogelijke Brexit gisteren wel op TV kan komen, waarom dan jij niet met een onderwerp wat ons allen aangaat? Heel veel succes.
Peter van Kempen ()
Het is goed dat dit alternatief aan de orde gesteld wordt. Het is ook prima dat enkele techneuten bij de aspecten van invoering vraagtekens plaatsen. Uiteindelijk zullen we oplossingen moeten vinden die economisch zijn en technisch haalbaar, en niet gedwongen moeten zijn politieke stokpaardjes gebaseerd op onderbuikgevoelens en idealisme te gaan berijden. Toen ik erachter kwam dat men actief de invoer en het gebruik van fuel cells in NL voor prive huishoudens niet wil goedkeuren,om ontwrichting en teloorgang van het huidig distributie netwerk te voorkomen, was ik meteen om. In de USA en in Australie worden fuel cells die electrisch en warm water leveren al jaren met succes ingezet. De Nederlandse overheid ontzegt een particulier die te kopen en in te zetten zodat je onafhankelijk wordt van de (belastinginning via ) nieuwe meters die de electra moeten gaan leveren in je huis. Nou dan weet ik het wel als de prijs van waterstof in flessen geleverd mij laat rekenen dat ik veeeeel goedkoper uit ben. Maar ja daar zit nu niet die tax op die men vanwege het mislukt klimaatbeleid op gas en electra zet he? Nou ik volg het met belangstelling en die distributie? Daar komen we heus wel uit.Ik mis nog een energie en kosten balans van grondstoffen van batterijen in het toch al onmogelijk electrificatie plan voor autos en openbar vervoer. Zal wel een moeilijke vraag zijn denk ik?
Michel ()
En dan hebben we het nog niet eens over wat voor milieubelastend de productie van warmtepompen, aanleg van een krachtiger electriciteitsnet is. En we hebben het niet over de corruptie, kinderarbeid en oorlogen die gepaard gaan met het delven van metalen voor de productie van accu’s en het electriciteitsnetwerk
René Caderius van Veen ()
Wat is er waar van het gerucht dat de kwaliteit van onze aardgasleidingen niet goes genoeg is voor waterstof en dat er vele lekken zouden zijn?
Wim ()
Wat mooi als dat zou kunnnen, heen extra investeringen en de infrastructuur daar wordt over beschikt. Ik kijk ernaar uit dat dit mogeijk is. Zijn er al pilot uitgevoerd en wat kunnen we verwachten? De politiek enthousiastmeren!!! Succes.
Katie Bell ()
Om een gas in een vloeistof te maken, kunnen we twee factoren doen, ontzagwekkende het af (wat ons alleen maar droog ijs zal geven), of je kunt erop drukken om de stevigheid ervan te verbeteren, zoals getoond bij Coursework Online Writing Help UK . Door wat droog ijs in een voorgevormde voorvorm met grote omwalling te plaatsen, is het mogelijk om droogijs in reduceren te brengen, waardoor we co2 als een vloeistof kunnen zien.
Geert ()
Deze oplossing is ook mijn gevoel! Je moet met energiedistributie niet op één paard wedden. Daarnaast hebben zonnepanelen een snel en hoog rendement voor het omzetten in waterstof! Let's go green!
Anton Schiere ()
Een interessante die hoogleraar Ad van Wijk in het debat brengt: Gebruik van de huidige aardgas infrastructuur om uit wind en zonne-energie gemaakt 100% groen waterstofgas te distribueren. Over of het echt kan is hij, althans taalkundig, toch wat zuinig als hij schrijft: “De leidingen zijn precies net goed” er aan toevoegend, dat dan nog wel alle aansluitingen en verdeelstukken vervangen moeten worden. Daarvoor moeten dus wel alle straten zo ongeveer helemaal open en hij heeft het ook nog niet over de leidingen in huis. De achterliggende reden waarom hij heeft geconstateerd, dat het leidingenstelsel “net goed” is blijft echter onvermeld. Die reden is dat waterstof moleculen kleiner zijn dan die van welke andere stof dan ook. Ze zullen omdat ze kleiner zijn dus altijd door de intermoleculaire ruimte van alle andere stoffen heen kunnen kruipen. Noem het “uitzweten”. De mate waarin dat gebeurt en dus hoeveel energie je verliest, is sterk afhankelijk van de structuur van de betreffende leidingen. Natuurlijk als je geen nieuwe (hoofd)infrastructuur hoeft aan te leggen blijft de businesscase, afgezien van de veiligheidsrisico’s door het uitzweten, best een hele tijd positief. Maar ook een waterstof economie vereist een voldoende opslag faciliteit om vanuit de zomer door de winter te komen. In een andere publicatie op deze site oppert hij daartoe oude zoutkoepels te benutten. Die zitten best diep, maar hoe “dicht” die zijn, hoeveel energie verlies je dan in zes maanden? Want dat is natuurlijk des poedels kern: Hoe kom je met onze renewables de winter door? Voor de goede orde dat is natuurlijk vandaag ook al het grote probleem, daar beoogt Van Wijk nu een oplossing voor te bieden. Dan nog de vraag: ga je voor schone, of vervuilde waterstof die je kunt zien branden. Maakt niet zoveel uit. Een verbrandingsmotor zet zeg 28% van de in waterstof besloten energie om in beweging. Vanuit schone waterstof via een fuel cell en bijbehorend batterijpakket en elektromotor haal je misschien 45%, maar het wel veel duurder. En het vereist zelfs helemaal nieuwe voertuigen. HR CV ketels en de industrie zullen op vervuilde waterstof wel nagenoeg een zelfde hoge efficiency als bij aardgas van 90+% halen. Dus vervuilde waterstof lijkt wel de kortste klap. Blijft als echt grote vraag: hoe dicht zijn leidingen en zoutkoepels voor waterstof, hoeveel energie raak je onderweg en vooral onderwijl kwijt, want bij het maken van waterstof uit zon-/wind elektriciteit verlies je direct al de helft? Van Wijk reist veel naar Groningen, één provincie verder betekent “net” toch net wat anders?
Peter van der Hoeven ()
Willen wij onze woningen met waterstof verwarmen via bestaande centrale verwarmings systemen dan kan dat alleen met "vervuild waterstof"; waarom vervuild? Puur waterstof heeft een onzichtbare vlam; om brandend waterstof zichtbaar te maken dient het "vervuild" te worden. Een vlammetje kunnen zien is noodzakelijk ten behoeve van veiligheid en voor het afstellen van de nieuwe waterstof brander van de centrale verwarmings unit. De kosten voor het vervangen van de branderunit van een centrale verwarmings ketel is relatief gering (in vergelijking met de Warmtepomp). Met puur en schone waterstof kan men met de fuelcell technologie aangedreven auto's woningen suppleren met elektriciteit via een stekker van de auto naar de woning. In Japan wordt hiermee al ervaring opgedaan. De Fuelcell aangedreven auto is hiermee een veel gunstiger milieu vriendelijke "energie opslag" dan de door b.v. Tesla aangeboden grote accu's. De "Total environmental footprint" van fuelcells is veel gunstiger dan van accu's. Verder hoop ik dat hoogleraar Ad van Wijk de overheid kan overtuigen om de "AC-DC war" ten gunste van "DC" te laten beslissen. Hiermee zouden efficiency verliezen en meerkosten van b.v.de omvormers voor zonnepanelen, pc's en tv's en ledverlichtingen vermeden kunnen worden.
()
Gelukkig, blij dat ik dit lees. Bij overstappen naar waterstof op het netwerk naar de huizen kan ook elk huis een tappunt voor de auto op waterstof krijgen! Dan is de keus aan de consument: beperkte aanpassing voor centrale verwarming in huis en een auto op waterstof in plaats van LPG (kan dat al?). Dit afwegen in kosten voor een (nu nog in verhouding zeer) dure elektrische auto of de veel goedkopere aanpassing met hergebruik van bestaande faciliteiten uit het aardgasnetwerk. Die keus is snel gemaakt....