De overstap naar groene energie wordt vooral bemoeilijkt door het opslagprobleem. Zonnepanelen leveren overdag bákken met stroom, maar hoe sla je die op voor de winter? Een veelbelovende oplossing is de brandstofcel, die zonne-energie maandenlang opslaat als waterstof. In de wintermaanden zet deze 'mini-energiecentrale' de waterstof om in stroom en verwarming voor je woning. Lees in dit artikel hoe deze Nederlandse technologie energieopslag betaalbaar maakt.

Iedereen heeft de mond vol van de overschakeling naar duurzame energiebronnen en we gaan verwoed de strijd aan tegen de CO₂-uitstoot. Toch blijven er prangende vragen. Bij groene elektriciteitsproductie blijft de buffering en opslag een heikel punt. En is de warmtepomp wel de enige zaligmakende oplossing? Een alternatief is de brandstofcel, maar die is nog erg duur en vrij onbekend. Hoewel, er komt een nieuwe generatie brandstofcellen die als een mini-energiecentrale de woning van elektriciteit en warmte voorziet, en die de overproductie van zonnepanelen zelfs maandenlang kan opslaan. Het gaat zelfs om een vondst van eigen bodem.

Koude verbranding

Een brandstofcel is een manier om via een chemische reactie elektriciteit op te wekken. Het gaat om een toestel met de omvang van een grote koelkast dat door een elektrochemisch proces waterstof aan de bronbrandstof onttrekt en tegelijkertijd zuurstof toevoegt. Die bronbrandstof is bij de huidige brandstofcellen aardgas of biogas. Tijdens deze chemische reactie komt zowel warmte als elektriciteit vrij. Er vindt dus geen verbranding plaats, zoals bij een conventionele condensatieketel. Daarom noemt men het elektrochemische proces 'koude verbranding'.

De brandstofcel zelf stoot geen CO₂ uit, maar slechts water. Bovendien heeft de cel een duurzaam karakter; het apparaat bevat bijvoorbeeld geen bewegende delen. Toch wordt deze oplossing tot op vandaag niet als hernieuwbare energie beschouwd, omdat er bij de huidige generatie brandstofcellen nog steeds fossiele brandstof nodig is. Terecht, maar bij de brandstofcellen die we later in dit artikel zien, komt ook daar verandering in. 

©sivvector

Big in Japan

Klinkt dat futuristisch? Hier in de Lage Landen misschien wel, maar in Japan is de huishoudelijke brandstofcel Ene-Farm Home Fuel Cell van Panasonic in samenwerking met Tokyo Gas al sinds 2009 op de markt. Het gaat om een brandstofcel die aardgas gebruikt om waterstof aan te onttrekken en zo elektriciteit en warm water te produceren. Deze huishoudelijke brandstofcellen worden vandaag in meer dan 200.000 Japanse woningen gebruikt.

©Panasonic.com

In combinatie met de hoogrendementsketel

Daarop startten ook Europese fabrikanten zoals Viessmann in samenwerking met technologiereus Panasonic met de ontwikkeling van brandstofcellen voor huishoudelijke toepassingen. Hier worden brandstofcellen gecombineerd met een hoogrendementsketel op gas. Samen zorgen ze voor verwarming, warm water en elektriciteit.

Er zijn opstellingen waarbij de brandstofcel gekoppeld wordt aan de condensatieketel en uitvoeringen met een ingebouwde gascondensatieketel. De brandstofcel en de gasketel zijn verbonden met een warmtewisselaar die ervoor zorgt dat de restwarmte van de brandstofcel in het buffervat van de ketel wordt opgeslagen. Overigens wordt dit product niet langer gecommercialiseerd in Nederland en België. In Duitsland worden ze nog wel verkocht.

De eerste generatie duur en kwetsbaar

Behalve dat deze generatie brandstofcellen aardgas verbruiken is een ander probleem dat ze op dit moment erg prijzig zijn en alleen aantrekkelijk zijn voor grootverbruikers. Wie meer dan 3500 kWh à 4000 kWh elektriciteit per jaar nodig heeft, kan een brandstofcel overwegen. Als je weinig verbruikt of als je een energiezuinige woning hebt, zal de brandstofcel minder aantrekkelijk zijn. De prijs loopt al snel op richting de 15.000 en zelfs 20.000 euro, en het duurt dus wel even om deze investering terug te verdienen. 

De brandstofcel als energiegenerator

Zo’n brandstofcel werkt met een anode en kathode. De plaats waar de elektrische stroom in de cel binnenstroomt, is de anode. De kathode is de plek waar de stroom de cel weer verlaat. Een voordeel van een brandstofcel ten opzichte van de batterij is dat je constant nieuwe energiedragers aan de cel kunt blijven toevoegen om stroom en warmte te produceren. Dat is een proces dat kan blijven doorgaan, terwijl de accu van een batterij na verloop van tijd 'op' raakt. 

Stroom naar waterstof en terug naar stroom

Overtollige zonnestroom opslaan en bewaren is duur en bedoeld voor korte periodes. Zonne-energie gedurende maanden opslaan in een batterij was tot voor kort ondenkbaar. Toch beweert het Duits bedrijf Home Power Solution een oplossing te hebben om dit soort overschotten veel rendabeler op te slaan via een brandstofcel: de Picea. Dit apparaat gebruikt overtollige zonnestroom van de zonnepanelen om water te splitsen in waterstof en zuurstof. De geproduceerde H₂ (waterstof) wordt vervolgens gebufferd in tanks. 

©Homepowersolutions.de

Zomerstroom bewaren voor de winter

's Winters wordt de waterstof van de Picea weer omgezet in stroom door middel van de brandstofcel. De brandstofcel zou dus ook een oplossing kunnen zijn voor langetermijnopslag van stroom. De woordvoerder van Home Power Solution vertelt ons dat het product momenteel – en ook volgend jaar – alleen in Duitsland wordt verkocht. Bovendien moeten de opslagtanks met het licht ontvlambare waterstofgas buiten de woning worden opgesteld. Verder weten we nog niets over de efficiëntie van het systeem. Volgens de website zou de Picea in staat zijn om 1500 kWh aan 's zomers opgewekte zonnestroom te bewaren voor de winter.

©Homepowersolutions.de

Circulaire energie 

Een ander veelbelovend project vinden we in Nederland bij Circonica. Diederik Jaspers en Wouter van Neerbos hebben in 2018 het bedrijf Circonica Circular Energy B.V. opgericht om samen met de TU Delft en Rijksuniversiteit Groningen een betaalbare en breed inzetbare brandstofcel te ontwikkelen. We spraken met Diederik Jaspers.

"Het grootste probleem van de brandstofcellen die we kennen is dat ze te duur zijn en dat ze een te korte levensduur hebben. In ons onderzoek werkten we met chemicaliën waarmee je deze elektrische energie in combinatie met CO₂ en waterstof toch kunt opslaan, bijvoorbeeld in methanol. De methanol zorgt dan voor zogenaamde ‘chemical storage’. Hierdoor kan de brandstofcel worden ingezet als bouwsteen voor de energietransitie en bij de opslag van duurzame energie. De brandstofcel van Circonica is vooral goedkoper en efficiënter dan zijn tegenspelers."  

©Circonica.com

20 cellen samen zo groot als een colablikje

Ook deze nieuwe brandstofcel zet door een elektrochemische reactie de brandstof om in elektriciteit en warmte. De Circonica is gebaseerd op het HELP-concept: Holle Elektrodes en Losse Platen. De elektrodes zijn gemaakt uit keramiek en niet uit dure, zeldzame materialen. De cellen worden los op elkaar gestapeld. Zo’n stapel van twintig cellen heeft de doorsnede en hoogte van een colablikje. Zo'n 'stack' heeft een vermogen van 250 watt.

Voor een huishouden volstaan één tot vier stacks, aangevuld met een kleine accu voor de momenten van piekbelasting. Uniek aan deze brandstofcel is dat hij tevens dienst kan doen als elektrolyser om overtollige stroom van zonnepanelen om te zetten in waterstof, waarmee hij later opnieuw elektriciteit kan opwekken.

Deze brandstofcel is een alleseter en kan vele typen brandstof aan: aardgas, biogas, waterstof, ammoniak en mengsels daarvan. Door de directe elektrochemische omzetting in elektriciteit is deze brandstofcel drie keer zo efficiënt als een verbrandingsmotor. Ook is het relatief eenvoudig om de cel in een cv-ketel te integreren, omdat de uitvoertemperaturen vergelijkbaar hoog zijn.

Toekomstmuziek

De startup Circonica heeft ondertussen een werkende brandstofcel. In samenwerking met de genoemde universiteiten worden verschillende brandstoffen getest om de brandstofcel te optimaliseren. Door de samenwerking met grondstofleveranciers, spuitgieterijen en een fabrikant van verwarmingsketels mikt men op een prijs van 1500 euro per kW als de productie eenmaal geautomatiseerd en opgeschaald is. Haalbaar dus voor een huishouden, zes tot tien keer lager dan andere brandstofcellen en bovendien veel goedkoper dan warmtepompen die nu 7000 tot 15.000 euro kosten.

Over slim energie opslaan gesproken... 👇

Een waterkoker of fluitketel lijkt misschien onmisbaar in de keuken, maar steeds meer mensen stappen over op een slimme warmwaterkraan. Hiermee tap je in een handomdraai kokend, gekoeld of zelfs bruisend water, rechtstreeks uit de kraan. Handig, snel en vaak ook zuiniger dan je denkt.

Partnerbijdrage - in samenwerking met Bemmel & Kroon

De Quooker-warmwaterkraan is een Nederlandse uitvinding die teruggaat tot de jaren 70. Het eerste productiemodel werd al in 1992 geïntroduceerd en enkele jaren later volgden verschillende varianten van de kraan tot de modellen die we nu kennen.

Werking van het systeem

Het Quooker-systeem is gebaseerd op een eenvoudig maar ingenieus principe: een kraan op het aanrecht is verbonden met een compact reservoir dat in het keukenkastje wordt geplaatst. Dit reservoir fungeert als een soort extreem goed geïsoleerde thermosfles, waarin water continu op 108° C wordt gehouden. Dankzij deze hoogvacuümisolatie is het energieverbruik om het water op temperatuur te houden enorm laag, met een stand-byverbruik van slechts 10 watt per dag, wat neerkomt op circa 0,06 euro per dag, afhankelijk van je energiecontract.

Je kunt momenteel kiezen uit drie varianten van de Quooker: de Pro3-VAQ, de COMBI en de COMBI+. In de tabel hieronder zie je de verschillen:

De grootste besparing op energie en water behaal je met de COMBI- en COMBI+-systemen. Staat de cv-ketel ver van de keuken, dan gaat er vaak een hoop water verloren. Dat komt doordat je eerst een tijdje koud water moet laten weglopen voordat er warm water uit de kraan komt. Met een Quooker heb je dat probleem niet: het waterreservoir zit direct onder de kraan. Zo bespaar je tot wel 10 liter water per dag. Het systeem is daardoor niet alleen een handige kokendwaterkraan, maar ook een slimme manier om warm water te regelen. Dat maakt het een duurzame investering die verder gaat dan alleen gemak.

©Quooker / Bemmel & Kroon

Verschillende kranen

De reservoirs van de Quooker kun je combineren met elke gewenste kraan van het systeem. Er zijn vier types Quooker-kranen:

De Flex: Dit is een Quooker-kraan met een flexibele uittrekslang voor warm en koud water. De slang is handig voor het spoelen van de spoelbak of het vullen van pannen buiten de wasbak. Een ingebouwd veiligheidsmechanisme, de kokendwaterstop, zorgt ervoor dat er geen kokend water kan worden getapt als de slang is uitgetrokken.

De Fusion: De alles-in-één kraan die kokend, warm en koud water levert. Dit strakke, minimalistische design past in vrijwel elke moderne keuken en is verkrijgbaar in diverse afwerkingen, zoals chroom, rvs, zwart, goud en messing-platina.

De Front: Een kraan met een uitgesproken uiterlijk en een vernieuwde bediening aan de voorkant van de uitloop voor warm en koud water. Dit model is verkrijgbaar in rvs en zwart.

De Nordic-modellen: Deze serie omvat de Nordic Twintaps, een set van een kokendwaterkraan en een mengkraan in hetzelfde ontwerp, en de Nordic Single Tap, een losse kokendwaterkraan die kan worden gecombineerd met een bestaande mengkraan. Deze opties zijn ideaal voor consumenten die de functionaliteiten van warm/koud water en kokend water gescheiden willen houden.  

©Quooker / Bemmel & Kroon

Oude kraan vervangen

Vaak wordt gedacht dat je een Quooker-kraan alleen in een nieuwe keuken kunt installeren. Dat is niet zo: een Quooker past in principe in elke keuken en het is zelfs mogelijk om deze náást je oude vertrouwde kraan te installeren. Dat zou je (als je een beetje handig bent) in principe helemaal zelf kunnen doen, maar je kunt de Quooker uiteraard ook door een expert laten installeren. Maar waar moet je rekening mee houden als je een Quooker wil installeren?

Stroomvoorziening: Er is een geaard stopcontact en bij voorkeur een aparte elektriciteitsgroep nodig, vooral wanneer de CUBE wordt toegevoegd. Als er geen aparte groep beschikbaar is, kan een energieverdeler worden gebruikt om de stroom te verdelen tussen de Quooker en andere apparaten, zodat de zekeringen niet springen.

Wateraansluiting: Je hebt een minimale waterdruk van 2 bar nodig om de Quooker-systemen goed te laten werken. Voor de Quooker COMBI+ geldt dat ook voor de warmwaterkraan: die moet ook op 2 bar staan. De maximale waterdruk is 6 bar.

Ruimte in het keukenkastje: De reservoirs zijn compact, maar vereisen wel voldoende ruimte. Het PRO3-reservoir is 40 cm hoog en heeft een diameter van 15 cm, terwijl de COMBI-reservoirs 47 cm hoog zijn en een diameter van 20 cm hebben. De CUBE meet 43 cm hoog, 30 cm breed en 44 cm diep, inclusief de CO₂-cilinder. Daarnaast heb je voor de Flex een minimale diepte van 500 mm en een breedte van 200 mm onder het aanrechtblad nodig voor het contragewicht van de uittrekslang.

Bij het zelf installeren van een Quooker is het overigens erg fijn dat de fabrikant allerlei handige instructievideo's en -documenten heeft voor de zelfklusser, waardoor je altijd stap-voor-stap weet wat je moet doen.

Voordelen

Waarom zou je voor een Quooker kiezen als je al een waterkoker hebt of een fluitketel gebruikt? Het grootste voordeel is dat je altijd en direct kokend water tot je beschikking hebt. Nooit meer wachten op je waterkoker of ketel totdat deze het kookpunt hebben bereikt. De Quooker verbruikt weliswaar continu stroom voor het op temperatuur houden van het hete water, maar een waterkoker verbruikt veel energie in korte tijd. En dat voor elke keer dat je warm water nodig hebt. Een fluitketel op het vuur is ook niet erg duurzaam als je kookt op gas. Voor het koken van uitgebreide maaltijden met pasta is het extra fijn als je snel over kokend water kunt beschikken.

©Dmitry Vereshchagin - stock.adobe.com

Overwegingen

Ben je van plan om een warmwaterkraan zoals een Quooker aan te schaffen? Houd dan wel rekening met een aantal zaken. Om te beginnen de aanschafprijs, maar ook de manier waarop een Quooker in je keuken wordt geïnstalleerd. Er moet immers extra ruimte onder de gootsteen worden vrijgemaakt, en dat is nu eenmaal niet zomaar in elke keuken mogelijk.

Welk systeem het best past, hangt af van je wensen en je keuken. Wil je alleen kokend water? Dan is de compacte PRO3 op zich afdoende. Heb je een lange wachttijd op warm water, dan zijn de COMBI of COMBI+ de slimste keuzes. Met de CUBE heb je meteen ook gekoeld en bruisend water tot je beschikking; ideaal als je minder plastic flessen wilt gebruiken. De Quooker biedt dus veel gemak, veiligheid en duurzaamheid. Een goede investering voor je keuken!

Nu de herfst inzet is dit hét moment om je huis winterklaar te maken. Ramen nog even goed lappen vóór de natte kou, de dakgoot ontdoen van bladeren zodat het water vrij wegloopt… Met het WOLF-Garten multi-star systeem heb je daar geen ladder voor nodig: je klikt gewoon het opzetstuk dat je nodig hebt op de uitschuifbare Variosteel en je kunt overal bij. Wij mogen twee sets weggeven.

Wat zit er in de set

De Variosteel ZM-V4 (220–400 cm) klikt stevig vast op verschillende opzetkoppen. In totaal zijn er ruim 70 opzetstukken; daarvan zitten er vier in de set die je kunt winnen. Voor glaswerk is er de raamwasser (EW-M), een brede mop met verstelbare kop die ook handig is bij schuine ruiten of zonnepanelen. Voor een streeploos resultaat gebruik je de raamreiniger (KW-M/ZM015), waarbij mop en wisser in één zijn gecombineerd. Stofnesten en spinnenwebben verwijder je met de flexibele ragebol (BM 25 M); de kop buigt mee zodat je boven kozijnen en in hoeken komt zonder dat je op een ladder hoeft te staan. Voor het schoonmaken van de dakgoot gebruik je de twee-in-een dakgootreiniger (GC-M): eerst bladeren en vuil losvegen, daarna eenvoudig uitscheppen. Alle opzetstukken klik je op dezelfde steel, waarmee je zowel hoog als laag werkt.

➡️ Zo haal je het meest uit de opzetstukken
Begin bij ramen altijd met twee emmers: één met schoon sop en één met helder water. Maak het raam nat met de mop en spoel die tussendoor uit in schoon water. Werk daarna in rustige horizontale banen met de wisser en droog de onderste kozijnrand direct af met een doek. Zo voorkom je druipers en blijft het glas streeploos schoon. Doe dit liever niet in volle zon, want dan droogt het water te snel op en krijg je sneller waas.

Voor de dakgoot kies je een droge dag. Zet de steel zo lang dat je recht kunt blijven staan en niet hoeft te reiken. Veeg eerst bladeren en takjes los met de borstelzijde van de GC-M en schep het vuil daarna uit de goot. Controleer meteen de afvoerpijp door er wat water in te gieten, zodat je zeker weet dat alles goed doorloopt. Draag handschoenen; niet alleen om te voorkomen dat je vieze handen krijgt, maar ook omdat er scherpe takjes of steentjes in de modder kunnen zitten. Kijk tot slot of er nergens nog vuil of takjes zijn achtergebleven, zodat de goot ook bij de eerste najaarsstorm goed blijft doorstromen.

©AK | ID.nl

Met de ragebol werk je van boven naar beneden. Klap de kop iets schuin en laat de borstel het werk doen; hard duwen vervormt de vezels en haalt minder weg. Ga een dag later nog een keer langs de buitenlampen en camera's: spinnen komen snel terug, een tweede ronde houdt het langer netjes.

➡️ Onderhoud en veiligheid

Spoel moppen en borstels na gebruik met lauwwarm water uit en laat ze volledig drogen. Bewaar de steel en koppelingen vorstvrij en zandvrij, dan klikken ze soepel en gaan ze lang mee. Kies altijd de kortst mogelijke steellengte die de klus toelaat; hoe korter, hoe lichter en stabieler het werkt.

➡️ Maak kans op een WOLF-Garten multi-star systeem schoonmaakset
Wil jij zo'n mooie set ter waarde van 216 euro winnen? We geven er twee weg. Wat moet je doen?

Beantwoord de volgende vraag: Wat is jouw grootste hilarische schoonmaakdrama ooit (trapje instabiel, emmer omgevallen, enzovoort)?

Stuur je antwoord naar wolf@id.nl. Meedoen kan tot en met zondag 21 september. De twee origineelste inzendingen winnen. Prijswinnaars krijgen automatisch bericht.