Nieuwe energie in de gebouwde omgeving
In de toekomst zal de gebouwde omgeving gebruik kunnen gaan maken van op dit moment een drietal mogelijkheden:
1. ‘All Electric’: electrisch koken, verwarmen en tapwater. Laag temperatuur verwarming (LTV). Ideale oplossing voor goed geisoleerde (nieuw)bouw.
a. Bodemwater-water warmtepomp (gebruiken bodemwater- en/of aardwarmte om warmte te genereren)
b. Lucht-water warmtepomp (met buiten ventilator) – efficiënt met COP 2 tot 4 (afh. van buitentemperatuur)
c. Thermodynamische warmtepomp (geen buiten ventilator/geluidsarm – wel buiten panelen) – zeer efficiënt met COP 4 tot 5 (afh. van buitentemperatuur)
2. Warmtenetten: electrisch koken, verwarmen via warmtenet en tapwater electrisch.
3. (Blauwe/Groene) Waterstof: electrisch koken, groen gas als brandstof voor verwarming en tapwater electrisch. Voor wijken en buitengebieden, waar geen warmtenet mogelijk is en laag temperatuur verwarmen geen optie is.
a. Synthetisch methaan: (= CH4 gewonnen uit waterstof en CO2) – zie bijvoorbeeld bijgaand artikel (juni 2017): Technologie nog te duur voor doorbraak power-to-gas met mogelijkheid om CO2 vanuit te (collectieve) ketel terug te winnen.
4. …
Mogelijke toepassingen van waterstof in de toekomst ten behoeve van de energie voorziening
Waterstof als energie drager om seizoens verschillen op te vangen, en voor direct gebruik in de industrie en zware mobiliteit.
Waterstof als energie opslag voor gebruik als brandstof en/of opwekking van electriciteit in de winter. Electriciteit opwekken kan dan bijvoorbeeld via brandstofcellen. Met als nadeel energieverlies (van water via electrolyse naar waterstof geeft 20% verlies en van waterstof naar electriciteit 50% verlies, is in totaal dus 60% verlies).
Zie artikel in ‘De Ingenieur’ Nederland Waterstofland – waterstof als drager van duurzame energie (gepubliceerd 1 september 2017)
Algemene informatie over waterstof als energiedrager
Wat is Waterstof?
Wat is waterstof
Artikel op Gawalo.nl
Wikipedia over Waterstofeconomie? (gepubliceerd 30 mei 2015)
Wat is waterstofeconomie volgens Wikipedia
Artikel in de Volkskrant met uitleg van de verschillende manieren om waterstof als energiedrager te produceren. (gepubliceerd 11 juli 2018)
Ineens lijkt waterstof het antwoord op alle energieproblemen – waar komt al dat enthousiasme vandaan?
Rapport van CE Delft (onafhankelijk instituut voor kennis van duurzaamheid). (gepubliceerd juni 2018)
Waterstofroutes Nederland. Blauw, groen en import
Er is steeds meer aandacht voor waterstof, en dat is goed. Waterstof biedt ontzettend veel mogelijkheden, maar voordat die gerealiseerd zijn, moet er nog veel geïnnoveerd en geïnvesteerd worden. Gelukkig zijn er ook in Nederland al tientallen projecten. (gepubliceerd 20 december 2018)
Waterstof in Nederland
Efficiëntie groene waterstof
Op industriële schaal bedraagt de efficiëntie van dit proces ongeveer 50% tot 70%. Dit wil zeggen dat 70% van de energie uit de elektriciteit wordt opgeslagen in het waterstof.
Hoe maak je waterstof en hoeveel kost het?
Kritische kanttekeningen met betrekking tot Waterstof als energiedrager
Met alleen windturbines of zonnepanelen slaagt de energietransitie nooit. Voeg naast turbines en panelen óók een flinke schep waterstof toe en het lukt wel. (gepubliceerd 22 augustus 2018)
11 peperdure misverstanden over wondermiddel waterstof
Waterstof als wonderolie voor de gebouwde omgeving? (gepubliceerd 10 januari 2019)
Waterstof als wonderolie voor de gebouwde omgeving?
Recent verschenen artikelen
Gasunie werkte samen met Enduso, Gemeente Groningen, Alliander en Stedin aan De Staalkaart groene waterstof. Hoe kan groene waterstof worden opgewekt en opgeslagen en hoe wordt groene elektriciteit omgezet naar waterstof? Welke rol kan waterstof spelen in de sectoren industrie, mobiliteit, gebouwde omgeving? En wat zijn de kosten van waterstof? Deze en andere vragen worden beantwoord op De Staalkaart (gepubliceerd 16 december 2020).
Een bijdrage aan de energietransitie van hoogleraar David Smeulers van de TU Eindhoven : Hoogleraar kraakt klimaatbeleid: ‘Stoppen met gas zorgt juist voor méér CO2′ (gepubliceerd 4 februari 2020). Nederland is in een kramp geschoten nadat er besloten is om in Groningen de gaskraan dicht te draaien.
Link naar een site met allerlei nieuws omtrent gebruik van waterstof in de gebouwde omgeving
Met een brandstofcel, elektrolyser en een speciale boiler kan het Innovathuis de seizoenscycli van groene energie overbruggen. En de hele installatie past in eeen flinke Amerikaanse koelkast, zie bericht in Cobouw: De waterstofrevolutie begint misschien wel op Goeree Overflakkee (gepubliceerd 28 augustus 2019)
We moeten groot blijven denken, zie bericht in AD: Visionair plan: bouw energie-eilanden als stekkerdoos voor windparken op zee
Onderzoeksinstituut TNO en grote bedrijven in de Nederlandse industrie denken het doel van het Klimaatakkoord vooral te kunnen halen door middel van blauwe waterstof. Een nieuwe grootschalige fabriek op de Maasvlakte kan in een belangrijk deel van de toekomstige behoefte naar waterstof voorzien, blijkt uit onderzoek van TNO in samenwerking met 16 grote bedrijven en organisaties, dat vanmiddag is overhandigd aan minister Wiebes.
Klimaatplan industrie haalbaar met ‘blauwe waterstof’ (gepubliceerd 2 juli 2019)
Om de Parijs-doelstellingen voor het klimaat te halen, moet de industrie in Europa vol inzetten op groene waterstof. Dat concludeert de Wereldenergieraad (WEC) in een rapport dat vandaag verschijnt. (gepubliceerd 12 februari 2019)
Groene waterstof onmisbaar voor klimaatdoelen
Artikel van Arcadis over lokaal produceren van waterstof (gepubliceerd 7 februari 2019)
Lokale waterstofproductie voorkomt vertraging van wind- en zonneparken
Waterstofketels voor nieuwbouw project in Hoogeveen (gepubliceerd 17 januari 2019)
Cv-ketels op waterstof in Hoogeveen: hoe zit het precies?
Waterstof wijk Hoogeveen (gepubliceerd 15 januari 2019)
Publicatie Waterstof wijk in Hoogeveen
Artikel in Installatie Journaal naar aanleiding van onderzoek TNO en DNV GL en Enpuls. (gepubliceerd 7 december 2018)
Waterstof maak je straks voor € 2,17 per kg
Onderzoek van TNO, DNV GL en Enpuls (gepubliceerd 3 december 2018)
Kan productie van groene waterstof verzwaring van het elektriciteitsnet voorkomen?
Waterstof is het nieuwe aardgas. (gepubliceerd 14 februari 2018 in het Algemeen Dagblad)
Er is een schoon en veilig alternatief voor Gronings gas, stelt energieprofessor Ad van Wijk: waterstof
Netbeheerders kunnen het gasnet relatief eenvoudig geschikt maken voor de distributie van waterstof. Dit blijkt uit een onderzoek van Kiwa in opdracht van Netbeheer Nederland. (gepubliceerd 12 juli 2018)
Gasnet geschikt voor waterstof
Shell gaat nieuwe waterstoffabriek bouwen. De 200 MW elektrolyser wordt gebouwd op Maasvlakte 2 in de Rotterdamse haven en zal 60.000 kilogram hernieuwbare waterstof per dag produceren. Shell werkt met 150 partijen aan de bouw van de waterstoffabriek, die in 2025 klaar moet zijn. (gepubliceerd 5 juli 2022)
Leeds gaat over op waterstof
In de stad Leeds in Engeland (450.000 inwoners) wordt de gasvoorziening geconverteerd naar 100% waterstof. Planning is om in 2025 te beginnen met een productie capaciteit van 1025 MW. (gepubliceerd 3 september 2018)
H21 – Leeds Tests Switch to Hydrogen
One such initiative is the H21 Leeds City Gate project, which aims to convert the United Kingdom’s natural gas network to 100% hydrogen (gepubliceerd 27 maart 2018)
H21: cooking on (hydrogen) gas
Energieberekeningen bij gebruik electra (met warmtepomp) en waterstof )met warmteketel)
Berekening energiekosten bij gebruik van warmtepomp ten opzichte van CV-ketel op aardgas
Warmtepomp berekeningen op een rij
Tabel met Energie in brandstoffen
Enkele gegevens op een rij
Bovenwaarde van Gronings gas = 35.17 MJ/m3 of 9.777 kWh
Onderwaarde = 31.7/m3
Bovenwaarde van Waterstof = 11.8 MJ/m3 of 3.305 kWh
Onderwaarde = 10.8/m3
Prijs waterstof op dit moment (2019) € 5/kg
Verwacht wordt dat dit rond 2025 € 2.4/kg tot 2.7/kg zal zijn. Exclusief transportkosten en eventuele belastingen.
Vergelijkingsberekening gas prijs per m3 en waterstof per m3.
Waterstof als brandstof: over de energiedichtheid en kostprijs
De energiedichtheid van aardgas is dus 31.7/m3 en van waterstof 10.8/m3, verschil is dus ongeveer 3. Voor het gebruik van waterstof als energiedrager is dus ong. 3 maal zoveel m3 meer nodig, dan voor het gebruik van aardgas.
Op dit moment (2018) schommelt de kostprijs van aardgas rond 0.85 €/m3
De kostprijs van waterstof nu bedraagt ong. € 5/kg. Waterstof weegt 90 gr/m3 dat is 11.1 m3/kg. De prijs per kilo wordt dan 5 : 11.1 = € 0.45/kg
Aangezien er voor een gelijke hoeveelheid warmte 3 maal zoveel waterstof nodig als gas, is het op dit moment nog niet rendabel om voor waterstof te kiezen (3 x 0.45 = €1.35/m3 tegenover € 0.85/m3 voor gas).
In de toekomst verwacht men dat de kostprijs daalt naar ong. € 2.5/kg (excl. transport en belasting) en wordt de prijs per m3 waterstof 2.5 : 11.1 = € 0.23/m3 en wordt waterstof als vervanging van gas interessant. Indien de gasprijs door belasting verhogingen verder zal stijgen, dan zal het moment dat waterstof rendabel wordt naar voren worden gebracht.
Energieprijs vergelijking Warmtepomp en CV-ketel op gas
Warmtepomp
Gaan uit van Warmtepomp met COP van 3.5. Oftewel bij een vermogen van 15 kW wordt 15 : 3.5 = 4.3 kWh aan electra verbruikt. Wanneer we 1600 uur per jaar verwarmen (geen ventilatie en koeling dus meegerekend), wordt dus 4.3 x 1600 = 6880 kW verbruikt en dan wordt dus bij een prijs van € 0.20/kWh de totale kostprijs voor verwarming 6880 x 0.2 = € 1376,- per jaar.
CV-ketel op gas
HR CV-ketel met rendement van 95%. Ook hier kiezen we voor een vermogen van 15 kW. Verbruik is dus 15 : 0.95 = 15.7 kWh. Gas verbruikt 9.777 per m3. Dat wordt dus aan gasverbruik 15.7 : 9.777 = 1.61 m3/uur. Per jaar verwarmen we ook hier 1600 uur, dus wordt er 1.61 x 1600 = 2576 m3 gas per jaar verbruikt. Kostprijs voor verwarming bedraagt dan (bij een gasprijs van € 0.85/m3) 2576 x 0.85 = € 2190,- per jaar.