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

Het gebrek aan een rijk contrast is een van de grootste ergernissen bij lcd- en ledtelevisies. Fabrikanten hebben daarom een slimme techniek bedacht die het contrast aanzienlijk verbetert: local dimming. In dit artikel leggen we uit hoe deze techniek van jouw grijze nachtlucht weer een inktzwarte sterrenhemel maakt.

Het contrast van je televisie is misschien wel de belangrijkste eigenschap voor mooi beeld. We willen dat wit verblindend wit is en zwart echt inktzwart. Bij oledtelevisies is dat makkelijk, want daar geeft elke pixel zelf licht. Maar de meeste televisies in de Nederlandse huiskamers zijn nog steeds lcd- of ledschermen (inclusief QLED). Die werken met een lamp achter het scherm, de zogeheten backlight. Local dimming is de techniek die probeert de nadelen van die achtergrondverlichting op te lossen.

Om te begrijpen waarom local dimming nodig is, moet je eerst weten hoe een standaard led-tv werkt. Simpel gezegd is het een groot paneel met pixels die zelf geen licht geven, maar alleen van kleur veranderen. Achter die pixels brandt een grote lichtbak. Als het beeld zwart moet zijn, sluiten de pixels zich om het licht tegen te houden. Helaas lukt dat nooit voor de volle honderd procent; er lekt altijd wat licht langs de randjes. Hierdoor zien donkere scènes er vaak wat flets en grijzig uit. De achtergrondverlichting staat immers vol aan, ook als het beeld donker moet zijn.

Nooit meer te veel betalen? Check Kieskeurig.nl/prijsdalers!

De lampen dimmen waar het donker is

Local dimming pakt dit probleem bij de bron aan. In plaats van één grote lichtbak die altijd aan staat, verdeelt deze techniek de achtergrondverlichting in honderden (en bij duurdere tv's soms duizenden) kleine zones. De televisie analyseert de beelden die je kijkt continu. Ziet de processor dat er linksboven in beeld een donkere schaduw is, terwijl rechtsonder een felle explosie te zien is? Dan worden de lampjes in de zone linksboven gedimd of zelfs helemaal uitgeschakeld, terwijl de lampjes rechtsonder juist fel gaan branden.

Het resultaat is direct zichtbaar. Zwart wordt weer echt zwart, simpelweg omdat er geen licht meer achter dat deel van het scherm brandt. Tegelijkertijd blijven de lichte delen van het scherm helder. Dat zorgt voor een veel groter contrast en geeft het beeld meer diepte. Vooral bij het kijken van HDR-films en -series is dat van belang. Zonder local dimming kan een led-tv eigenlijk geen goed HDR-beeld weergeven, omdat het verschil tussen licht en donker dan te klein blijft.

©ER | ID.nl

Niet alle local dimming is hetzelfde

Het klinkt als een wonderoplossing, maar de uitvoering verschilt enorm per televisie. Het grote toverwoord hierbij is het aantal zones. Hoe meer zones de tv onafhankelijk van elkaar kan aansturen, hoe preciezer het licht kan worden geregeld. Goedkopere televisies gebruiken vaak edge lit local dimming. Hierbij zitten de lampjes alleen in de rand van de tv. Dat werkt redelijk, maar is niet heel nauwkeurig. Je ziet dan soms dat een hele verticale strook van het beeld lichter wordt, terwijl er eigenlijk maar één klein object moest worden verlicht.

De betere variant heet full array local dimming. Hierbij zitten de lampjes over de hele achterkant van het scherm verspreid. De allernieuwste en beste vorm hiervan is miniLED. Daarbij zijn de lampjes zo klein geworden dat er duizenden in een scherm passen, wat de precisie van oled begint te benaderen. Als er te weinig zones zijn, kun je last krijgen van zogenaamde 'blooming'. Dat zie je bijvoorbeeld bij witte ondertiteling op een zwarte achtergrond: er ontstaat dan een soort wazige lichtwolk rondom de letters, omdat de zone groter is dan de tekst zelf.

Ga voor de full monty!

Local dimming is dus geen loze marketingkreet, maar een dankbare techniek voor iedereen die graag films of series kijkt op een led- of QLED-televisie. Het maakt het verschil tussen een flets, grijs plaatje en een beeld dat van het scherm spat met diepe zwartwaarden. Ben je in de markt voor een nieuwe tv? Vraag dan niet alleen óf er local dimming op zit, maar vooral of het gaat om full array dimming. Je ogen zullen je dankbaar zijn tijdens de volgende filmavond!

Bij ID.nl zijn we gek op producten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt of die zijn voorzien van bijzondere eigenschappen. Met een robotstofzuiger wordt de vloer schoongehouden, terwijl je er niet bij hoeft te zijn. En stofzuigen is dan wel het minste dat ze kunnen, want ook dweilen is voor veel modellen geen proleem. We vonden vijf geavanceerde exemplaren.

Philips HomeRun 7000 Series XU7100/01

De Philips HomeRun 7000 Series XU7100/01 is ontworpen om grote ruimtes aan te kunnen. Het apparaat heeft een stofzak van 3 liter en een werktijd tot 180 minuten in de laagste stand. In tegenstelling tot veel kleinere robots is deze HomeRun uitgerust met een stille motor; de opgave van 66 dB maakt hem relatief stil.

Er zit een dweilfunctie in zodat je de robot na het stofzuigen ook direct kunt laten dweilen. Via de app kies je voor een van de modi of plan je een schoonmaakprogramma in. De robot kan zichzelf navigeren, obstakels omzeilen en keert na gebruik terug naar het laadstation. Omdat de opvangbak groot is hoef je niet vaak te legen en dankzij de Li‑ion‑accu is hij geschikt voor grotere woningen. Het apparaat is van recente datum en daarom nog volop verkrijgbaar.

Dreame L10s Pro Ultra Heat

Deze robot combineert een groot stofreservoir van 3,2 liter met een lange werktijd van ongeveer 220 minuten. Dankzij de geïntegreerde dweilfunctie verwijdert hij niet alleen stof maar kan hij ook nat reinigen. De L10s Pro Ultra Heat gebruikt een zak in het basisstation, waardoor je het reservoir minder vaak hoeft te legen.

De Dreame is voorzien van een Li‑ion‑batterij aanwezig en de robot keert automatisch terug naar het station voor opladen en legen. De sensortechnologie helpt bij het vermijden van obstakels en het nauwkeurig schoonmaken van zowel harde vloeren als tapijt. Dankzij de meegeleverde app stuur je de schoonmaak aan, stel je no‑go‑zones in of plan je een dweilrondje.

Philips HomeRun 3000 Series Aqua XU3100/01

Deze Philips‑robot is bedoeld voor wie minder vaak handmatig wil schoonmaken. Hij beschikt over een gecombineerde stofzuig‑ en dweilfunctie en kan zichzelf legen via het automatische station. Met een gebruiksduur tot 200 minuten in de laagste stand en een geluidsniveau van 66 dB kan hij urenlang zijn werk doen zonder al te veel herrie. De stofcontainer van 35 cl is kleiner dan bij de HomeRun 7000, maar door het automatische leegmechanisme is dat geen probleem.

Je bedient het apparaat via de app en kunt daar zowel een schema programmeren als zones instellen. De Aqua XU3100/01 is een model uit de recente 3000‑serie en doordat hij een mop‑pad heeft kan hij zowel droog als nat reinigen, wat handig is voor harde vloeren zoals tegels en laminaat.

iRobot Roomba Combo j9+

De Roomba Combo j9+ is een model dat je vloeren zowel kan stofzuigen als dweilen. De Combo j9 beschikt over een opvangbak van 31 cl en hij kan zelf zijn inhoud legen in het automatische basisstation dat bij de set hoort. De Li‑ion‑accu zorgt voor een lange gebruiksduur en de robot maakt een routeplanning zodat elke ruimte efficiënt wordt schoongemaakt.

Via de app kun je zones instellen waar de robot niet mag komen en het dweilelement in‑ of uitschakelen. In de basis maakt de Combo j9+ zelfstandig een kaart van je woning en keert terug naar het station wanneer de accu moet opladen of de stofcontainer vol is. De robot is bedoeld voor huishoudens die gemak belangrijk vinden en biedt naast stofzuigen ook een dweilfunctie voor hardere vloeren.

MOVA Tech P50 Ultra

De MOVA Tech P50 Ultra is een forse robotstofzuiger met een basisstation. Het apparaat heeft een stofreservoir van 30 cl en wordt geleverd met een basisstation waarin je het stof eenvoudig kunt verwijderen. De robot produceert een geluidsniveau van 74 dB, iets hoger dan de Philips‑modellen, en weegt inclusief station ruim 13 kg.

Hij kan uiteraard ook automatisch terugkeren naar het station om op te laden of te legen. In de specificaties staat dat de MOVA is voorzien van een Li‑ion‑batterij en dat hij zowel kan stofzuigen als dweilen. De meegeleverde app maakt het mogelijk om routes in te stellen en zones te blokkeren. Met een vermogen van 700 W is hij krachtig genoeg voor tapijten en harde vloeren. Het is geschikt voor mensen die een uitgebreid station met automatische functies willen.