De energietransitie van fossiele naar duurzame energie is ingezet en daarbij worden allerlei middelen ingezet. Van het gebruik van wind- en zonne-energie is iedereen wel op de hoogte, maar het inzetten van waterstof is minder bekend bij het grote publiek. In Groningen is begonnen aan een grootschalig experiment.

Waterstof gaat vermoedelijk een grote rol spelen in onze toekomstige energievoorziening. Het kan worden gebruikt als energiebron voor industrie, vervoer en huishoudens, maar ook als energiedrager en buffer tussen de onvoorspelbare beschikbaarheid van groene elektriciteit enerzijds en de stabiele afname van die elektriciteit anderzijds. De omzetting van duurzame elektriciteit naar waterstof en vice versa is namelijk een schoon en CO2-neutraal proces. Hierover vertellen we graag meer, want bij het Groningse plaatsje Zuidwending vindt een interessant waterstofproject plaats.

Waterstofgas (of kortweg waterstof) is een kleurloos, reukloos en niet-giftig gas. Het komt niet voor in de vrije natuur, maar moet worden aangemaakt, bijvoorbeeld uit aardgas of door middel van elektrolyse. Er zijn verschillende redenen waarom waterstof tegenwoordig zo in de belangstelling staat. Ten eerste omdat het supersimpel te maken is uit water (H2O). Elk watermolecuul bestaat uit twee waterstofatomen (H=Hydrogen) en één zuurstofatoom (O=Oxygen).

Als je stroom door water geleidt (elektrolyse), splitsen de watermoleculen zich en ontstaat er waterstofgas bij de ene pool en zuurstofgas bij de andere pool. De gassen zijn dus makkelijk te maken én op te vangen. Ook met hoge temperaturen kun je water (stoom) splitsen in de twee gassen; dit heet thermolyse. Van aardgas kun je eveneens waterstof maken, maar dat is alleen duurzaam als je de CO2 die als restproduct vrijkomt afvangt en opslaat.

Water als grondstof voor brandstof

De tweede reden voor de interesse in waterstof is dat het in combinatie met zuurstof uitstekend brandt, met water als enige afvalproduct. Zo kun je uit water dus heel eenvoudig letterlijk brandstof maken. Je kunt waterstof ook via een zogenaamde brandstofcel omzetten naar elektriciteit. Het produceren van waterstofgas kost dus wel energie, maar die kan uit duurzame bronnen worden gehaald. Zo kun je tot een duurzame en schone brandstof uit een duurzame bron komen.

Een derde reden voor de focus op waterstof is dat het een geschikte energiedrager is. In plaats van de energie direct te gebruiken, kun je die op verschillende manieren opslaan en vervoeren om op andere plekken en tijdstippen te gebruiken.

Ten slotte is waterstof een grondstof voor allerlei industriële processen, en als die duurzaam kan worden geproduceerd, is dat mooi meegenomen. Waterstof kan aan de andere kant ook een bijproduct zijn van industriële processen. Vaak wordt het gewoon geloosd in de atmosfeer omdat het niet kostenefficiënt kan worden vervoerd. Als het kan worden opgevangen en wel worden gebruikt, heeft dat natuurlijk de voorkeur.

Tot zover klinkt het allemaal erg aantrekkelijk, maar het is helaas niet alles goud dat er blinkt. Een van de problemen van waterstof als centrale speler in de energievoorziening (een situatie die de waterstofeconomie wordt genoemd) is het brand- en explosiegevaar. Even zoeken op YouTube naar ‘hindenburg’ en het is meteen duidelijk hoe heftig waterstof verbrandt.

Een ander probleem is dat de energiedichtheid van waterstofgas onder atmosferische druk erg laag is. Je hebt erg veel ruimte nodig om waterstofgas onder natuurlijke omstandigheden op te slaan. Dat is onpraktisch voor de opslag en het vervoer. Er moet dus nog iets mee gebeuren om waterstof geschikt te maken voor praktische, dagelijkse toepassingen.

Veilig en efficiënt

Om het volume te verkleinen, kan het gas onder druk worden gecomprimeerd. Een alternatief is om waterstof extreem af te koelen, waardoor het een vloeistof wordt. Zo kan het alsnog worden vervoerd via buizen of weg- en treintransport. Er wordt bovendien geëxperimenteerd met tussentijdse ‘opslag’ in metaalhydriden.

Een techniek die momenteel volop in de belangstelling staat, is de omzetting naar mierenzuur, ofwel methaanzuur (CH2O2). Als je CO2 (uit de atmosfeer) met behulp van elektriciteit laat reageren met waterstof, krijg je mierenzuur. Methaanzuur is een niet-ontvlambare vloeistof en hoewel het erg corrosief is, is het heel bruikbaar om veilig te transporteren en te gebruiken.

Onlangs schreven we al over een project van de TU Eindhoven om elektrische bussen op waterstof te laten rijden via een tank met mierenzuur. Met behulp van een katalysator van ijzer kan het mierenzuur weer worden omgezet in waterstofgas, dat naar een brandstofcel wordt gevoerd. Het enige restproduct is het eerder opgevangen CO2. Met waterstof en CO2 kun je ook methaan (CH4) maken, een brandbaar gas dat bijvoorbeeld aan het aardgasnet kan worden toegevoegd.

Waterstofgas kan ook onder de grond worden opgeslagen in ondergrondse grotten, oude mijnen, holtes in zoutkoepels (cavernes) of uitgeputte olie-en gasvelden. Dat wordt ook al tientallen jaren zonder problemen gedaan door verschillende organisaties over de hele wereld. Niet per se in het kader van energievoorziening, maar gewoon omdat het een goede methode is voor de opslag van grote hoeveelheden waterstof, ongeacht de toepassing. Het is dus een bekende en veilige methode.

©PXimport

Aardgasbuffer Zuidwending

En zo komen we bij het project HyStock bij Zuidwending, een plaatsje nabij Veendam in Groningen. In Zuidwending bevindt zich een ondergrondse aardgasopslag. EnergyStock, een dochterfirma van Gasunie, exploiteert hier vijf grote ondergrondse holtes, zogenoemde cavernes, die zich op zo’n 1500 meter diepte bevinden in zoutkoepels (uitstulpingen van op 2 tot 3 km diepte liggende zoutlagen). Het aardgas dat in de cavernes is gepompt, wordt gebruikt als voorraadbuffer om het verschil in vraag en aanbod van aardgas in Nederland op te vangen.

De cavernes zijn elk 500.000 tot 1.000.000 m3 groot, hebben een doorsnede van 50 tot 80 meter en zijn 300 tot 400 meter hoog. Ze zijn gemaakt door een jarenlang zorgvuldig aangestuurd proces van uitspoeling met water. De pekel die dat heeft opgeleverd is gebruikt voor industriële toepassingen en wegenzout. Meer informatie vind je hier.

Omdat de komende decennia de transitie naar duurzame energievormen zal gaan plaatsvinden, worden als eerste de kolencentrales gesloten. Dat zijn namelijk de meest vervuilende centrales. Om de verminderde kolenstook op te kunnen vangen, zal in eerste instantie meer gas worden gestookt. Om die (tussentijdse) groei op te kunnen vangen, wordt er in Zuidwending de komende jaren een zesde caverne aangemaakt en in gebruik genomen. De capaciteit van de aardgasbuffer wordt dus groter gemaakt. Deze nieuwe caverne wordt ook direct geschikt gemaakt voor de opslag van waterstof.

Het waterstofproject HyStock

Het streven is echter om op langere termijn juist steeds minder gas te gaan gebruiken en zo veel mogelijk over te stappen op duurzame vormen van energie. Naar verwachting zal de behoefte aan aardgasopslag vanaf 2035 afnemen. Vooral wind- en zonne-energie zijn niet stabiel wat betreft beschikbaarheid en moet de opgewekte energie op een of andere wijze kunnen worden opgeslagen – op zijn minst tijdelijk in buffervorm. Waterstof is een prima kandidaat en zoutcavernes zijn ideale opslagruimtes. En aangezien er op termijn minder aardgas zal worden gebruikt, kunnen de lege cavernes te zijner tijd geschikt worden gemaakt voor waterstofopslag. Het ligt echter meer voor de hand dat een van de vier nog te bouwen cavernes direct geschikt wordt gemaakt voor waterstofopslag.

In Zuidwending is een proefproject gestart waarbij voor het eerst in Nederland een installatie wordt opgezet waar op een schaal van 1 megawatt (MW) ervaring kan worden opgedaan met de omzetting van duurzaam opgewekte elektriciteit in waterstof. De voorbereidingen zijn in de zomer van 2017 begonnen en het waterstofproject moet in de tweede helft van dit jaar klaar zijn voor gebruik.

©PXimport

Rondom de installatie zullen ongeveer 12.000 zonnepanelen worden geïnstalleerd met een gezamenlijk vermogen van 2,4 MW (2,4 miljoen watt). Hiervan is 1,4 MW bestemd voor de eigen energievoorziening van de installatie. De resterende 1 MW zal worden gebruikt om groene stroom via elektrolyse om te zetten in waterstof, waardoor ongeveer 17 kg waterstof per uur kan worden gefabriceerd. Na compressie van de waterstof kan het worden vervoerd naar afnemers in bijvoorbeeld de industrie en transport.

Waterstofgas kan ook beperkt worden gemengd met aardgas. De opslag in cavernes is nu nog niet aan de orde, het gaat puur om het ervaring opdoen met op grotere schaal omzetten van groene stroom naar waterstof. Als de proef succesvol verloopt, kan de installatie in combinatie met de opslag in cavernes functioneren als grote waterstof-hub.

De locatie in Groningen is ideaal qua ligging en infrastructuur. Vlakbij ligt een verdeelstation van TenneT, een belangrijk knooppunt in de elektriciteitsvoorziening. Op termijn kan via dit knooppunt duurzame elektriciteit worden aangevoerd, bijvoorbeeld afkomstig van windparken boven de Waddeneilanden. Maar er liggen ook al verbindingen met Denemarken en Duitsland, waardoor tijdelijke overschotten aan wind- en zonne-energie uit die landen in de Nederlandse waterstof-hub verwerkt kunnen worden tot waterstof, om vervolgens tijdelijk in de buffer te worden opgeslagen voor latere omzetting in elektriciteit, of om in waterstofvorm te worden geleverd aan afnemers.

De locatie in Zuidwending is ook ideaal omdat er al een uitgebreide gasinfrastructuur ligt waarlangs waterstof – of een mengsel van waterstof en aardgas – kan worden vervoerd.

Tot slot heeft EnergyStock al de vergunningen voor gasopslag in de cavernes in de zoutberg die onder Zuidwending ligt. Het ligt in de lijn der verwachting dat de cavernes net zo geschikt zijn voor waterstofopslag als voor aardgasopslag, maar dit aspect is ook onderdeel van het proefproject.

Tekst: Jurgen Nijhuis

Bij ID.nl zijn we gek op producten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt. Daarom gaan we een paar keer per week op zoek naar zulke deals. Met de feestdagen voor de deur kijken we dit keer naar 5.1-surroundsets voor de woonkamer. Want wat is er nou leuker om je favoriete film of serie te kijken met supergoed geluid? Of bij het gamen? Voor minder dan 300 euro welteverstaan.

Een 5.1 speakerset is een geluidssysteem dat is opgebouwd uit zes verschillende luidsprekers. Het cijfer 5 staat voor de satellietluidsprekers: een middenkanaal voor spraak, twee speakers voorin (links en rechts) en twee speakers die je achter je plaatst. De .1 verwijst naar de subwoofer, die specifiek de lage bastonen voor zijn rekening neemt. Doordat deze luidsprekers rondom de luisterpositie worden geplaatst, komt het geluid vanuit verschillende richtingen op je af. Dit creëert een ruimtelijk effect waardoor je bij het kijken van films en series of het spelen van games wordt omringd door geluid.

Logitech Z906

Deze set is ontworpen om meerdere audiobronnen tegelijkertijd te kunnen verwerken. Je sluit tot zes apparaten aan, zoals een televisie, gameconsole of computer, via de beschikbare digitale optische, digitale coaxiale of analoge ingangen. De set beschikt over een bedieningsconsole die je stapelt bij je apparatuur en een draadloze afstandsbediening voor bediening vanaf de bank. Het systeem levert een continu vermogen van 500 watt en is THX-gecertificeerd, wat betekent dat het voldoet aan specifieke prestatie-eisen voor bioscoopgeluid. De decodering ondersteunt Dolby Digital en DTS-soundtracks. Naast de subwoofer krijg je vier satellietluidsprekers en een middenkanaal die je flexibel kunt plaatsen.

Sony HT-S40R

Bij dit systeem worden de achterste luidsprekers aangestuurd door een draadloze versterker, waardoor er geen kabels van de soundbar voorin de kamer naar achteren hoeven te lopen. De soundbar zelf beschikt over drie kanalen en werkt samen met de subwoofer en de twee achterspeakers voor de 5.1-weergave. Het totale uitgangsvermogen bedraagt 600 watt. Voor de connectiviteit maak je gebruik van HDMI ARC, een optische ingang of een analoge aansluiting. Daarnaast is er Bluetooth 5.0 aanwezig voor het streamen van audio vanaf mobiele apparaten. De soundbar kan aan de muur worden bevestigd of voor de televisie worden geplaatst.

Trust GXT 658 Tytan

Dit geluidssysteem is eigenlijk voornamelijk bedoeld voor games en in combinatie met een pc of gameconsole, waarbij de houten subwoofer het middelpunt vormt. De basweergave is gesynchroniseerd met geïntegreerde LED-verlichting die reageert op het ritme van het geluid. Het systeem schakelt automatisch naar een stand-by modus wanneer het niet in gebruik is. De set wordt geleverd met een afstandsbediening waarmee je onder andere de bas en het volume regelt. De kabels voor de achterste luidsprekers hebben een lengte van 8 meter, wat plaatsing in grotere ruimtes mogelijk maakt zonder verlengsnoeren. Het piekvermogen ligt op 180 watt.

Hisense AX5100G

Dit audiosysteem ondersteunt Dolby Atmos-technologie voor een ruimtelijke geluidsweergave. De set bestaat uit een soundbar, een losse subwoofer en twee achterluidsprekers. Met een totaal vermogen van 340 watt worden de verschillende frequenties verdeeld over de speakers. Je hebt de beschikking over diverse equalizer-modi, waaronder instellingen voor nieuws, film en games. Aansluiten op de televisie gaat via HDMI eARC, maar er zijn ook opties voor USB en een optische kabel. De achterspeakers plaats je achter de luisterpositie om het surround-effect van de 5.1-opstelling te completeren.

Sony HT-S20R

Je installeert dit systeem met een soundbar, subwoofer en twee bedrade achterspeakers. De soundbar verzorgt de linker-, rechter- en middenkanalen, terwijl de externe subwoofer de lage tonen voor zijn rekening neemt. Het systeem heeft een totaal vermogen van 400 watt en ondersteunt Dolby Digital. Via de USB-poort speel je audiobestanden direct af van een geheugenstick. Voor de verbinding met de televisie gebruik je HDMI ARC, maar als je televisie dit niet ondersteunt, zijn er optische en analoge ingangen beschikbaar. De set beschikt over diverse geluidsmodi die je met een knop op de afstandsbediening selecteert.

AOC brengt met de Gaming 25G4KUR een monitor op de markt die volledig is afgestemd op competitieve gamers. Het 24,5-inch scherm haalt een verversingssnelheid tot 420 Hz en biedt snelle reactietijden, Adaptive-Sync en ergonomische instelmogelijkheden.

Supersnel beeld voor competitieve spelers

De AOC Gaming 25G4KUR (adviesprijs 259 euro) is bedoeld voor wie elke milliseconde telt. Dankzij een overklokte verversingssnelheid van 420 Hz (400 Hz standaard) en een responstijd tot 0,3 milliseconde reageert het scherm vrijwel direct op elke actie. Dat maakt hem geschikt voor snelle shooters, esports-toernooien en spelers die vloeiende bewegingen en minimale vertraging willen.

Het 24,5-inch formaat is populair onder professionele esports-spelers, omdat het speelveld overzichtelijk blijft zonder dat de ogen veel hoeven te bewegen. De Full HD-resolutie zorgt ervoor dat hoge framerates haalbaar zijn, zelfs met een middenklasse grafische kaart.

©AGON by AOC

Heldere kleuren en vloeiende beelden

De 25G4KUR gebruikt een Fast IPS-paneel met brede kijkhoeken en een kleurdekking van 121 procent sRGB. Het scherm is compatibel met NVIDIA G-SYNC. Adaptive-Sync, zorgt ervoor dat beelden vloeiend blijven zonder haperingen of tearing. DisplayHDR 400 biedt bovendien een iets hoger contrast en betere helderheid dan standaard SDR-monitoren.

Ontworpen voor urenlang gamen

AOC rust de monitor uit met functies die lange gamesessies comfortabeler moeten maken. De flicker-free achtergrondverlichting en blauwlichtreductie verminderen vermoeide ogen, terwijl de ergonomische standaard in hoogte verstelbaar is en kantel-, draai- en rotatiefuncties heeft. Via AOC's G-Menu-software kunnen spelers profielen aanmaken, instellingen aanpassen en de Low Input Lag-modus activeren.