Warmtepomp + brandstofcel = de toekomst?

We moeten van het gas af, zo veel is duidelijk. Daarom is Nederland nu druk op zoek naar alternatieven. Kenniscentrum Mission Zero denkt mee over de meest kansrijke oplossingen voor de lange termijn. En we zijn iets interessants op het spoor! In het project Hydrogen Heating Studies onderzoeken we de combinatie van brandstofcel en warmtepomp. Docentonderzoeker Joep de Groot vertelt: ‘Als Nederland uiteindelijk kiest voor waterstof, is dit een veelbelovende oplossing.’

Joep de Groot The month of Energy Transition stamp 400 x 400 pxIn de race om aardgas op te volgen, is waterstof is een grote kanshebber. Het is volledig schoon te vervaardigen en te verbranden, zonder enige CO2-uitstoot. ‘Bovendien is de opslag van waterstof simpel in verhouding tot opslag in accu’s’, vertelt Joep. ‘Accu’s zijn zwaar en bevatten veel dure grondstoffen, terwijl je voor de opslag van waterstof alleen een goed afgesloten holle ruimte nodig hebt. Zoals … een gasleiding! Daarvan hebben we er straks natuurlijk een heleboel tot onze beschikking, zowel in de wijken als in de Noordzee. Daarnaast zijn er plannen om lege aardgasvelden in de Noordzee te gebruiken voor grootschalige seizoensopslag van waterstof. In plaats van die oude gasleidingen tegen hoge kosten te moeten opruimen, kunnen we ze gemakkelijk blijven gebruiken. Zo hebben we een prachtig gratis transport- en opslagsysteem voor duurzame energie en hoeven we ons overvolle elektriciteitsnet niet verder te belasten of verzwaren.’

Interessant rendement

Kiezen we in Nederland voor deze oplossing, dan kunnen we waterstof in onze (iets aangepaste) ketels gaan verbranden voor verwarming. Precies zoals we nu ook met gas doen. ‘Maar wellicht kan het efficiënter’, weet Joep. ‘Wij onderzoeken nu of het niet slimmer is om waterstof in je huis om te zetten in elektriciteit. Dat kan met behulp van een brandstofcel. Nu vraag je je misschien af waarom elektriciteit zo interessant is. Namelijk omdat je daarmee je warmtepomp kunt aandrijven. En zoals je weet kun je met een warmtepomp wel 3 tot 5 keer zo veel warmte produceren als met een ketel. Dat is enorm efficiënt. Tegelijkertijd verlies je wel energie bij omzetten van elektriciteit naar waterstof en weer terug. Daarom testen wij nu onder welke omstandigheden de brandstofcel en warmtepomp een interessant rendement opleveren.’

Testen voor een passend antwoord

Hydrogen Heating Studies werkt ook samen met bestaand onderzoek naar de werking van waterstof in ketels op The Green Village in Delft. ‘De data uit dat onderzoek zijn ons vergelijkingsmateriaal. Tegelijkertijd maken we gebruik van een testopstelling in de Schiehallen. Hier verwarmen we de kantoren van het bedrijf Accenda met een bepaalde combinatie van brandstofcel en warmtepomp. Met de data die we verzamelen, kunnen we nog veel meer andere mogelijkheden testen in een simulatieomgeving met ‘digital twins’. Je begrijpt dat we in dit onderzoek allerlei verschillende disciplines nodig hebben. Er werken studenten mee van de ICT-opleiding voor de data-ontsluiting, de opleiding werktuigbouwkunde voor het bouwen en testen van de installatie en bijvoorbeeld ook van de opleiding Finance & Control om de businesscase uit te werken. Zo hebben we straks hopelijk een passend antwoord als Nederland de overstap naar waterstof maakt!’  

Dit interview is onderdeel van De Maand van Energy Transition van kenniscentrum Mission Zero.