Elektrolysers worden gebruikt om waterstof mee te maken. Deze systemen splitsen, met behulp van elektriciteit, water in zuurstof en waterstof. Als deze elektriciteit uit hernieuwbare bronnen komt, zoals wind en zon, is de waterstof groen en komt er geen CO2 vrij bij het proces.
Waterstof onder druk
Maar om waterstof op te slaan, te vervoeren of te gebruiken moet het gas eerst onder hoge druk gebracht worden. Het gas is namelijk erg licht, neemt daardoor veel ‘ruimte’ in en zal dus eerst gecomprimeerd moeten worden. Willen we waterstof door onze gasleidingen vervoeren dan is bijvoorbeeld een druk tot 70 bar nodig. En willen we waterstof tanken voor voertuigen, dan is de benodigde druk nog veel hoger van 350 tot zelfs 700 bar. Ter vergelijking: in de band van je fiets gaat zo’n 4 bar.
Geen extra apparaten
“De reguliere elektrolysers produceren waterstof van atmosferische druk tot hooguit 30 bar”, vertelt Hans Nijman, business developer bij NEWES Hydrogen. “Maar dat is eigenlijk te weinig voor de industrie om er iets mee te kunnen doen. Daarom wordt doorgaans, met behulp van compressoren, de waterstof onder de juiste druk gebracht. Onze elektrolyser elimineert deze stap, doordat wij direct waterstof onder een druk tot 350 bar kunnen produceren.”
Schets van de 1 megawatt elektrolyser. | Credit: NEWES HydrogenAanvullende systemen
En dat brengt een aantal voordelen met zich mee. In de eerste plaats omdat er nadelen aan compressoren kleven, legt Arie Meerkerk, innovatiemanager bij NEWES, uit. “Compressoren zijn omvangrijke en kostbare apparaten met een slecht rendement die op zichzelf ook weer onderhoud nodig hebben. Ook heb je aanvullende systemen nodig zoals drooginstallaties en koelingen, die elk ook energie verbruiken.” Al die elementen tellen op bij de kostprijs die gemoeid gaat met het produceren van groene waterstof.
Vergelijkbaar met stoomketels
Het gepatenteerde systeem van NEWES combineert de technieken van een alkaline elektrolyser met elementen die je ook in stoomketels tegenkomt. NEWES comprimeert het water dat het systeem ingaat, in plaats van het gas dat er nadien uitkomt.
Het is een truc die ook uitgehaald wordt in stoomketels. En dat is niet zo vreemd als je weet dat NEWES deels voortkomt uit het in 1868 opgerichte Stork uit Hengelo. Dit bedrijf groeide uit tot een bekende naam, mede dankzij de ontwikkeling van stoommachines. “Onze technologie vind je nog steeds terug in stoomketels die gebruikt worden voor de energievoorziening in diverse industrieën”, zegt Nijman. “Hoewel er nog steeds veel gebeurt in deze sector, zien we dat de markt langzaam aan het verschuiven is. Dankzij onze elektrolyser kan NEWES ook bestaansrecht hebben in een toekomstige groene en duurzame energiesector.”
Soorten elektrolyser
Er zijn momenteel verschillende types elektrolysers op de markt. Alkaline-elektrolysers en polymer electrolyte membrane (PEM)-elektrolysers worden bijvoorbeeld al op grote schaal ingezet. De gemene deler bij die elektrolysers: ze beschikken allemaal over een membraan, die de anode en kathode van elkaar scheidt. Het membraan voorkomt daarmee dat er ongewenste chemische reacties plaatsvinden. Daarnaast verloopt het elektrolyseproces erdoor efficiënter en slimmer.
Opschalen naar 1 megawatt
Inmiddels heeft NEWES zijn systeem op kleine schaal getest. Deze elektrolyser kan waterstof tot 140 bar druk produceren. De volgende stap is de ontwikkeling van een demonstratiefabriek van 1 megawatt tot 350 bar.
Energieopslag met kleine elektrolyser
Daarnaast is NEWES ook bezig met de ontwikkeling van een kleine elektrolyser met een capaciteit van 50 tot 500 kilowatt voor de energieopslag van groene stroom. Dit apparaat kunnen bedrijfseigenaren bijvoorbeeld aansluiten op een hernieuwbare stroombron zoals een dak met zonnepanelen. De kleine elektrolyser is vervolgens in staat om maandenlang energie op te slaan in de vorm van waterstof; handig om bijvoorbeeld een grauw seizoen te overbruggen wanneer de zon wat minder schijnt.
Samenwerken met bedrijven
Voor zowel de demonstratiefabriek van 1 megawatt als de kleine elektrolysers voor energieopslag is NEWES op zoek naar partners. “In de waterstofsector merken we dat veel partijen de kat uit de boom kijken of kiezen voor het type elektrolyser dat ze kennen”, zegt Nijman. “We zijn juist op zoek naar partijen die de meerwaarde van onze technologie zien en dit samen met ons willen oppakken.”
En dan is het nog zaak dat de markt voor groene waterstof echt van de grond komt. “Uiteindelijk zijn er twee dingen nodig om de markt voor groene waterstof naar een volgend niveau te tillen”, zegt Meerkerk. “Het aanbod van groene stroom moet veel groter worden en de gasprijs – en daarmee de prijs voor CO2 – moet omhoog. Dan wordt groene waterstof vanzelf concurrerend.”
