Hidde Middelweerd 29 november 2017, 15:03

Utrechtse zonnepanelen waarschuwen elkaar voor naderende wolken

Wetenschappers aan de Universiteit Utrecht hebben een netwerk van zonnepanelen ontwikkeld, die elkaar op de hoogte houden van naderende wolken. Dit moet leiden tot efficiënter gebruik van zonne-energie in Nederland.

Shutterstock 487278022

Boudewijn Elsinga promoveerde vorige week op de resultaten van dit onderzoek. Dat meldt de Universiteit in een persbericht.

Zonne-energie

Met de opkomst van zonnepanelen in Nederland wordt het steeds belangrijker dat zonnestroom efficiënt over het net wordt getransporteerd. Hierin is een goede voorspelling over de hoeveelheid opgewekte zonne-energie essentieel. Dit is echter moeilijk te voorspellen. Een voorbijdrijvende wolk kan de opbrengst van een zonnepaneel al met tachtig procent laten dalen.

Als deze wolken goed voorspeld worden, is een netbeheerder beter in staat om zonnestroom te transporteren. Dat is echter gemakkelijk gezegd dan gedaan, stelt Elsinga, “De invloed van bewolking op zonne-energie is goed te begrijpen, maar moeilijk met hoge nauwkeurigheid te bepalen.”

Voorspellen

Om dat toch te doen, ontwikkelde Elsinga een methode waarbij zonnepanelen elkaar op de hoogte houden van verandering in zonlicht. Hij maakte hierbij gebruik van de data van zonnepanelen op tweehonderd Utrechtse daken.

De methode werkt als volgt: wanneer twee verschillende zonnepanelen een vergelijkbaar schaduwpatroon registeren, vanwege dezelfde wolk die overwaait, kan een voorspelling gemaakt worden van de opbrengst van zonnepanelen in het verlengde van die windrichting. Op deze manier worden schommelingen in de opbrengst van zonnepanelen efficiënter voorspeld, waardoor netbeheerder een beter beeld hebben van de hoeveelheid zonnestroom die het net op een dag moet distribueren.

“Dat is erg belangrijk voor een optimaal energiemanagement”, zegt Wilfried Van Sark,  medepromotor van het onderzoek. “De sterke uitbreiding van het aantal zonnepanelen vormt een uitdaging voor de bestaande, gecentraliseerde elektriciteitsvoorziening. Niet alleen in Nederland, maar over de hele wereld. In het ideale scenario wordt de opgewekte stroom ook direct lokaal verbruikt. In de praktijk zou dat betekenen dat een elektrische auto het best kan worden opgeladen als de zon schijnt. Maar daarvoor is een goede voorspelling van de op te wekken stroom noodzakelijk. Alleen zo kunnen de schommelingen in het opgewekte vermogen goed geïntegreerd worden in de bestaande elektrische infrastructuur. Doe je dat niet, dan is het onvermijdelijk dat de consument zal moeten meebetalen aan extra investeringen in de energievoorziening.”

Bron: Universiteit Utrecht | Foto: Shutterstock.com

Rapport toont synergie tussen staal- en chemische industrie aan

Dit staat in het ‘CarbOn-monoxide RE-use through SYMbiosis between steel and chemical industries (CORESYM)’ rapport, dat vandaag gepubliceerd is. Adviesbureau Metabolic en onderzoekers van de Rijksuniversiteit Groningen voerden het onderzoek uit.De recycling van CO2-emissies van de staalindustrie voor de chemische industrie kan leiden tot een CO2-reductie van 57 miljoen ton per jaar, gelijk aan 1,3 procent van de Europese CO2-uitstoot, volgens berekeningen van de onderzoekers.StaalproductieBij de productie van staal komt staalgas vrij, dat voor 18 tot 30 procent uit koolmonoxide (CO) bestaat, voor 15 tot 25 procent uit kooldioxide (CO2) en voor de rest uit stikstof en een kleine hoeveelheid waterstof. De koolmonoxide wordt nu verbrand in staalfabrieken, waarbij de koolmonoxide overgaat in CO2.'Dat is eigenlijk zonde, want chemiebedrijven kunnen koolmonoxide heel goed gebruiken als grondstof', stelt het rapport. Daarbij levert de verbranding van koolmonoxide twee keer zoveel CO2-uitstoot op als de verbranding van kolen.CO2-reductieDe grote volumes koolmonoxide die in de productie van staal vrijkomen kunnen ingezet worden voor het vervaardigen van basischemicaliën, omdat deze vergelijkbare grote volumes gebruiken. Hierbij valt, volgens de onderzoekers, op korte termijn te denken aan waterstofgas, wat aardgas zou besparen.Ook kan de koolmonoxide ingezet worden voor de productie van methanol, ethanol, een alternatief voor nafta en synthetische brandstoffen. Dit leidt tot een CO2-reductie van 20 tot 35 procent in vergelijking met de huidige situatie in de staalindustrie, berekenen de onderzoekers.Kees Biesheuvel, innovation manager bij Dow in Terneuzen stelt dat het bedrijf op basis van koolmonoxide een vervanger voor nafta verwacht te kunnen maken. Op deze manier kan koolmonoxide worden ingezet voor de productie van kunststoffen. "Daarnaast zouden we best methanol van een derde partij willen afnemen, die dit maakt op basis van koolmonoxide uit staalgas”, aldus Biesheuvel.Chemiebedrijf AkzoNobel werkt in Duitsland al aan een project om CO2 uit staalproductie om te zetten in nuttige grondstoffen voor de chemie. “Met de kennis en kunde die in Nederland voorhanden is kunnen we deze technologie ook hier inzetten om het verschil te maken”, zegt Marco Waas, Director RD&I and Technology van AkzoNobel.Circulaire economieOp de lange termijn zou de staalindustrie naast cokes ook kunststoffen als koolstofbron kunnen inzetten bij de productie van staal, blikt het rapport vooruit. Dat zou de koolstof in de staalindustrie en chemische industrie in een cyclus brengen, wat bijdraagt aan het realiseren van een circulaire economie.Het verbeteren van de technologie voor het efficiënt scheiden van koolmonoxide uit grote volumes staalgas is echter nog een uitdaging. Hiervoor heeft de industrie hulp nodig van de overheid en de Europese Unie.BeleidNieuwe samenwerkingen en investeringen zijn namelijk nodig om de technologie verder op te schalen en het competitief te maken in de markt.Het rapport verwijst naar het succes van windenergie door operationele subsidie van de Stimulering SDE+-regeling (Stimulering Duurzame Energie). Een soortgelijke steun voor het hergebruik van afvalgas uit staalproductie zou ook een impuls geven aan de techniek.In dat opzicht is het positief dat de Commissie voor Industrie, Onderzoek en Energie van het Europees Parlement op 29 November het hergebruik van koolmonoxide uit staalgassen in zogenaamde ‘recycled carbon fuels’ heeft goedgekeurd. Doordat de Commissie het hergebruik van staalgas als een recycle-oplossing ziet zou het op den duur financieel aantrekkelijker voor de industrie kunnen worden.Het rapport adviseert ook dat de producten vanuit staalgas opgenomen moeten worden in de EU-richtlijn voor hernieuwbare energie voor de periode 2020-2030 (RED II) zodat deze worden erkend als duurzaam.IndustrieErick De Coninck, LIS (Laboratory Information Systems) projectmanager van ArcelorMittal bevestigt dat wettelijke ondersteuning nodig is. Het bedrijf staat zogezegd in de startblokken om een ethanolfabriek te bouwen die de emissies van staalgas sterk zal verminderen. Cock Pietersen, manager energy procurement bij Tata Steel in IJmuiden laat weten het rapport te zien als een eerste stap richting hergebruik van staalgas. “We moeten nog veel uitzoeken, onder andere of hergebruik zich kan bewijzen ten opzichte van andere technologieën om de CO2-uitstoot te verminderen.”Het onderzoek is uitgevoerd in opdracht van het Institute for Sustainable Process Technology (ISPT), Nuon, Tata Steel, AkzoNobel, Dow, ArcelorMittal (Gent, België) en TKI Energie en Industrie.Download rapportLees ook: Carbon4Pur onderzoekt kunststofproductie uit afvalgas staalindustrieBron: Institute for Sustainable Process Technology | Foto: Shutterstock.com