Marc Seijlhouwer 24 februari 2020, 09:57

Waterstofmotor met hogere efficiency in de maak bij TU Eindhoven

De TU Eindhoven werkt de komende jaren aan een nieuw soort waterstofmotor. Deze gebruikt het edelgas argon in plaats van lucht, en is daardoor 30 procent efficiënter dan een gewone motor.

Injectiemotor setup tu eindhoven

Argon is een gas dat meer warmte overbrengt bij verbranding, waardoor een motor 80 procent van de warmte omzet in energie, tegenover 50 procent bij een gewone motor. De onderzoeksgroep van de TU/e, onder leiding van Jeroen van Oijen, kreeg een subsidie van € 1,5 mln van NWO om de motor te bouwen.

Daarvoor moet de universiteit uitvinden hoe de brandstof samen met zuurstof in de motor geïnjecteerd moet worden. “Het principe is hetzelfde als bij een dieselinjectiemotor”, vertelt van Oijen. “Maar nu moet je twee gassen inspuiten, en dat moet zo dat ze op het goede moment mengen en ontbranden.” Alleen dan kan de beloofde efficiency gehaald worden.

Lees ook: Motor van hout loopt op algen

Aardgas

De motor kan waterstof gebruiken, maar werkt ook met bio- of aardgas. Dat geeft flexibiliteit. “Voorlopig is er nog niet genoeg waterstof om in motoren te gebruiken. Als je ook andere brandstof kan gebruiken, kan de motor eerder ingezet worden.”

Industriebedrijven waar Van Oijen mee spreekt, vinden waterstof prachtig. “Maar het is nu nog te duur vergeleken met aardgas. Als in 2050 alle elektriciteit duurzaam wordt opgewekt, is het een ander verhaal en is de opslag van energie in waterstof een realistische optie.

Lees ook: Vliegtuig met waterstofmotor moet in 2022 opstijgen

Van Oijen denkt niet dat de motor snel in een auto terecht zal komen. “Argon wordt veel heter dan lucht bij samenpersing en ontbranding. Met de kleine cilinders in auto’s is dat te veel warmte. Maar voor grotere machines, zoals dieselaggregaten of kleine gascentrales, is het systeem bij uitstek geschikt.”

Brandstofcel

Van Oijen ziet bijvoorbeeld een toekomst waar kleine centrales met argonmotoren bij zonneboerderijen of windmolenparken komen te staan. De elektriciteit wordt omgezet in waterstof, en de motor maakt er weer stroom van als het nodig is. “De motor werkt veel beter dan een brandstofcel, die maximaal 60 procent van de waterstofenergie in stroom omzetten. Op grote schaal is dat veel te duur.”

Hoe kom je aan argon?

Het edelgas dat nodig is in de motor is ruim voorradig. Bovendien wordt het niet verbruikt in de machine. "We moeten in het onderzoek uitvogelen hoe je het argon terugwint na verbranding. In een waterstofmotor is dat makkelijk: je koelt het gas af, waardoor het water weer vloeibaar wordt en er puur argon overblijft. Met verbranding van fossiele brandstof is dat ingewikkelder, maar met koolstoffilters kan je de CO2 uit de uitlaatgassen halen en het argon terugstoppen in de motor."

Binnen vijf jaar moet het onderzoek afgerond zijn. Vervolgens moet de industrie een manier vinden om de techniek betaalbaar te maken; de TU/e werkt al samen met motorproducenten om dat in de toekomst te regelen.

Lees hier al onze artikelen over waterstof

Bron & Beeld: TU/e, Bart van Overbeeke

Zonnepark Oranjepoort: stroom voor 8.500 huishoudens en werk voor lokale ondernemers

De aanleg van een zonnepark is voor omwonenden vaak een ingrijpende situatie. Voor GroenLeven een reden om de buurt vanaf de tekentafel te betrekken en langs de deuren te gaan. Projectleider Luuk Hofstra van GroenLeven legt uit: “Als je wilt laten zien dat de buurt ertoe doet, dan moet je beginnen met de omwonenden. Daarna volgt de rest.”Private aanbestedingGroenLeven plaatste de 88.000 zonnepanelen op het terrein van de Vereniging Parkmanagement Bedrijventerreinen Emmen (VPB), de initiatiefnemer van het zonnepark. De VPB behartigt de belangen van zo’n 300 bedrijven in Emmen. De kavel is eigendom van de gemeente Emmen. “Het idee om op dit terrein een zonnepark te realiseren kwam ook van hen”, vertelt directeur Herman Idema van de VPB. Hij zag direct kansen, maar had wel een voorwaarde: “Wij wilden zelf de aanbesteding doen.”'Lokale ondernemers zijn met hun ervaring, vakmanschap en lokale expertise de meest gewenste partner'Een private organisatie kan namelijk veel meer aanbestedingsregels opnemen dan een overheid. De VPB nam in de aanbesteding op dat lokale ondernemers zoveel mogelijk betrokken moesten worden bij de bouw van zonnepark Oranjepoort. Een voorwaarde die perfect aansluit bij de visie van GroenLeven. Hofstra: “De regio betrekken is altijd onze insteek, het is voor ons een voorwaarde om de energietransitie te kunnen realiseren. Daar hoort lokaal ondernemerschap bij.”Lokale aanpakVan het bouwbord met ‘aanvang bouw’ tot de grondwerkzaamheden; alles wat GroenLeven lokaal kon doen, werd lokaal gedaan. Zo voerde Firma Fuhler uit Emmen het grondverzet uit. De beveiliging en camerabewaking werd gedaan door het Drentse JenS Security. De onderconstructie van het zonnepark komt uit het noorden. “Vaak komen alle materialen voor de bouw van zonneparken van buiten de landsgrenzen, wij hebben ervoor gekozen om deze juist uit de regio te halen”, legt Hofstra uit. “Lokale ondernemers hebben wij voor diverse werkzaamheden gevraagd. Zij zijn met hun ervaring, vakmanschap en lokale expertise de meest gewenste partner.”LittekensVoor de gemeente Emmen was het vanaf het begin betrekken van de omgeving een belangrijke eis. Dat komt voort uit ervaringen met een voorgaand traject rondom de ontwikkeling van windenergie. In het Energieakkoord is landelijk vastgelegd dat de provincie Drenthe 285 megawatt aan windenergie moest installeren. De provincie wees daar vier gemeentes voor aan. Emmen kreeg 95,5 megawatt voor haar rekening; er was geen discussie mogelijk.Wethouder René van der Weide is blij dat de nieuwe aanpak, de Regionale Energie Strategie, anders vormgegeven wordt. “Het zou niet uit moeten maken of je als gemeente voor zon of voor wind kiest, het gaat om de geproduceerde duurzame energie. Gelukkig hebben we in Nederland geleerd van het vorige traject, maar een aantal gemeentes zit wel met de gebakken peren. Je merkt dat als je nu opnieuw met een project naar de samenleving toe gaat, dat er op sommige plekken littekens zitten.”PostcoderoosZonnepark Oranjepoort laat volgens Van der Weide zien dat het ook anders kan. Door middel van een postcoderoos profiteren inwoners van de omliggende dorpen Oranjedorp en Nieuw-Dordrecht direct van het zonnepark. GroenLeven schonk hen 1.455 zonnepanelen, goed voor een halve megawatt aan duurzame energie.De ontwikkeling van duurzame energie kan op veel meer draagvlak rekenen als bewoners zelf kunnen participeren, denkt Van der Weide. “We hebben inmiddels bijna 120 hectare aan zonnepanelen gerealiseerd of vergund. Daar zijn nauwelijks zienswijzen (bezwaren, red.) op ingediend. Dat zegt iets over de acceptatie.” Innovatie stimulerenVoor de gemeente was zonnepark Oranjepoort bovendien een kans om innovatie te stimuleren. Emmen beschikt namelijk over een chemisch cluster en wil koploper worden in de biobased economie. Een deel van het zonnepark wordt daarom ingericht als ‘fieldlab’, waar onderwijsinstanties, startups en bedrijven experimenteren met duurzame energie en biobased oplossingen.Het concrete plan voor het fieldlab ontstond toen GroenLeven in contact kwam met een Emmense aanbieder van biobased onderconstructies. Hofstra: “We zagen dat als een mogelijke oplossing voor het zonnepark. Maar toen bedachten we: eigenlijk moeten we dat eerst testen.” Het resultaat wordt een testlocatie, waarbij lokale bedrijven nieuwe producten in de markt kunnen uitproberen.Naast het fieldlab legt GroenLeven een halve hectare zonnepanelen aan. Die moeten zorgen voor inkomsten om het fieldlab draaiende te houden. In het lab kunnen bedrijven en opleidingen technische experimenten uitvoeren met verschillende soorten zonnepanelen of biobased onderconstructies. Ook kan er onderwijs gegeven worden, bijvoorbeeld over de economische kanten van een zonnepark of vraagstukken rondom biodiversiteit.“Het is bedoeld om te inspireren door middel van onderwijs en experimenten”, vertelt Hofstra. “En als je iets met duurzame techniek wil doen, hoe mooi is het dan om hier stage te lopen en te ervaren wat er allemaal bij zo’n zonnepark komt kijken?”Lokaal moet de norm wordenGroenLeven past de lokale aanpak nadrukkelijk toe in haar projecten. Zo ontwikkelde het bedrijf voor diverse energiecoöperaties zonneparken en zonnedaken. Ook maakt GroenLeven in het hele land boerderijdaken geschikt voor zonnepanelen. “Wij kennen zelf een bouwbedrijf dat die daken kan verstevigen. Maar als een boer een lokaal bouwbedrijf wil aandragen, dan kan dat.”De mate waarin dit in het project Oranjepoort is gelukt, komt volgens Hofstra door de unieke samenwerking tussen de VPB, de gemeente Emmen en GroenLeven. “Daardoor konden we dit project op deze manier opleveren. Het is letterlijk het meest lokale zonnepark van Nederland.”Hofstra vindt dat het betrekken van lokale ondernemers een standaardvoorwaarde moet zijn. “De VPB heeft ons ontzettend geholpen bij het betrekken van lokale ondernemers. Zij hebben al hun leden aangeschreven en waren echt ambassadeur van het zonnepark.”Lees ook: Waarom duurzame inzetbaarheid essentieel is voor de transitie naar een duurzame economieTrotsIdema is ontzettend trots op ‘zijn’ zonnepark. Voor de VPB is het een aanjager van verduurzaming. De vereniging wil nu ook 100 vierkante meter dakoppervlak van ondernemers voorzien van zonnepanelen. “Het energieverbruik van al die bedrijven samen is hoog, vergeleken daarmee is de energieopbrengst van een zonnedak natuurlijk klein. Maar begint eer ge bezint.”'Veel partijen praten erover, wij laten het gewoon zien'Emmen is volgens hem vaak te bescheiden; in een eerder interview noemde hij zijn stad ‘te Drents’. “Dit is een van de eerste operationele fieldlabs waar scholen echt kunnen ‘klooien’. Een Emmer bedrijf heeft de eerste biobased loopbrug gebouwd voor dierenpark Wildlands. Dat zijn mooie ontwikkelingen! We hoeven het ook niet van de daken te schreeuwen, maar ik wil wel zeggen: veel partijen praten erover, maar wij laten het gewoon zien.”Luister ook de Green Leaders podcast met Roland Pechtold, CEO van Groenleven, over zijn geloof in onmogelijke transities.Beeld: GroenLeven