Waterstof speelt een sleutelrol in de energietransitie. Om waterstof op te slaan en te vervoeren moet het op druk worden gebracht. Dit gebeurt normaal gesproken met behulp van compressoren. Het Nederlandse NEWES Hydrogen heeft een elektrolyser ontwikkeld waarmee waterstof gelijk op hoge druk wordt gemaakt. Het kan dé schakel zijn in omzetting van wind- en zonne-energie in groene waterstof.
Met de NEWES-elektrolyser is geen compressorinstallatie nodig
De verduurzaming van de industrie is op twee pijlers gericht: directe en indirecte elektrificatie, constateert Arie Meerkerk, innovatiemanager bij NEWES. ‘De industrie heeft energie nodig voor de proceswarmte. Met directe elektrificatie kan dat bijvoorbeeld met behulp van warmtepompen. Met name voor hogere temperaturen heb je waterstof nodig als vervanging van aardgas.’ Waterstof is daarnaast een grondstof voor chemische processen, bijvoorbeeld in de petrochemie en kunstmestindustrie. ‘Nu wordt daarvoor grijze waterstof gebruikt, gemaakt van aardgas. Daarbij worden de moleculen gesplitst en ontstaat CO2 en waterstof.’ Bij de productie van groene waterstof komt er geen CO2 vrij. Dit wordt met behulp van elektriciteit uit hernieuwbare bronnen gerealiseerd, zoals wind en zon, waarbij water wordt omgezet in zuurstof en waterstof.
Groene waterstof
Om waterstof op te slaan, te vervoeren of te gebruiken moet het gas eerst op hoge druk worden gebracht. Waterstofgas is namelijk erg licht. Het gas neemt daardoor veel ‘ruimte’ in en zal dus eerst gecomprimeerd moeten worden. Om waterstof door bestaande gasleidingen te vervoeren, is een druk van 50 tot 70 bar nodig. Om waterstof te tanken voor voertuigen is zo’n 350 tot 700 bar nodig. Het comprimeren van waterstof gaat bij traditionele elektrolysers ten koste van het energierendement. Reguliere elektrolysers produceren waterstof van atmosferische druk tot hooguit 30 bar die vervolgens nog op druk gebracht moeten worden met een compressorinstallatie. ‘Een traditionele compressorinstallatie heeft daarbij een energieverlies van 50 procent of meer,’ stelt Meerkerk.
Het grote voordeel van de NEWES-elektrolysers is dat geen compressorinstallatie nodig is. Het gepatenteerde systeem combineert de technieken van een alkaline elektrolyser met elementen uit stoomketels. NEWES Hydrogen laat het elektrolyseproces op druk plaatvinden, zodat het geproduceerde gas niet meer hoeft te worden gecomprimeerd. Niet alleen is de NEWES-installatie hierdoor ongeveer 50 procent goedkoper in aanschaf, het scheelt ook nog eens in de onderhoudskosten. ‘De installatie is veel minder storings- en onderhoudsgevoelig dan elektrolysers met compressoren. De installatie is minder complex en kan gemakkelijker omgaan met het fluctuerende aanbod groene stroom.
‘Bij ons zit de compressie in het systeem, waardoor er een compressie-rendement is van bijna 100%.’ Bovendien neemt de NEWES- elektrolyser veel minder ruimte in.
Demonstratiefabriek
NEWES komt voort uit het in 1868 opgerichte Stork ook uit Hengelo. De unieke elektrolyser geeft NEWES goede kansen een belangrijke rol te spelen in een toekomstige groene en duurzame energiesector. Inmiddels heeft het bedrijf het systeem op kleine schaal getest, waarbij waterstof tot 140 bar druk is geproduceerd. De volgende stap is de ontwikkeling van een demonstratiefabriek van 1 megawatt tot 350 bar. Tegelijkertijd is NEWES ook bezig met de ontwikkeling van een kleine elektrolyser met een capaciteit van 50 tot 500 kilowatt voor energieopslag-concepten. Voor zowel de demonstratiefabriek van 1 megawatt als de kleine elektrolysers voor energieopslag is NEWES Hydrogen op zoek naar partners. ‘We merken dat veel partijen in de waterstofsector de kat uit de boom kijken of kiezen voor het type elektrolyser dat ze kennen,’ zegt Marco van Straten, managing director van NEWES Hydrogen. ‘We zijn op zoek naar partijen die de meerwaarde van onze technologie zien en dit samen met ons willen oppakken’ Meerkerk is optimistisch over de ontwikkeling van groene waterstof: ‘Windenergie had ook een aanlooptijd nodig.’ Het gaat om ‘gratis’ hernieuwbare energie die nu verloren gaat. ‘Als wind te hard waait, worden de windmolens op dit moment lager in belasting gezet, omdat er een overschot aan energie is. Met waterstofopslag kun je dat overschot opslaan voor de industrie of wintermaanden.
