Cyrus Smith kan duurzame elektriciteit beheersbaar maken

Terwijl dertig energieregio’s in Nederland onderzoeken waar duurzame elektriciteit kan worden opgewekt, onderzoeken partners van SEECE hoe die energie straks op het juiste moment op de gewenste plek terechtkomt. Een urgente opgave, want het elektriciteitsnet wordt nu al overbelast. Bijvoorbeeld in het noorden van Nederland, waar zonneparken worden aangelegd op locaties waar onvoldoende transportcapaciteit is.

Een project dat dit probleem het hoofd kan bieden, is Cyrus Smith. Het Arnhemse waterstofbedrijf HyMatters en de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (HAN) werken samen aan een waterstofsysteem dat het elektriciteitsnet ontlast op momenten waarop veel energie wordt opgewekt. Het systeem wordt aan het net gekoppeld, waarna een elektrolyser elektriciteit omzet in groene waterstof. Het gas kan gebruikt worden voor voertuigen

Het systeem wordt gebouwd op een aanhanger; hierdoor kan de waterstof gemakkelijk naar de plek van bestemming worden gebracht. ‘Om een voorbeeld te geven: een vorkheftruck in een magazijn rijdt niet naar een openbaar tankstation om daar zijn waterstof te halen. Dan is het heel prettig dat er alvast een mobiel systeem is dat waterstof kan maken en kan aftanken, zodat de eerste toepassingen een boost krijgen’, zegt Dick Breteler, Cyrus Smith-projectleider bij HyMatters.

Het eerste projectdeel van Cyrus Smith is inmiddels afgerond. Dat was vooral gericht op de elektrische componenten van het systeem. HyMatters bouwde eerst de mobiele installatie die aangesloten kan worden op het elektriciteitsnet. Deze bevat nog geen waterstofinstallatie. Het waterstofgedeelte wordt ontwikkeld in het tweede deel van Cyrus Smith, dat HyMatters en de HAN momenteel uitvoeren.

Waterstofsystemen die het net ondersteunen zijn er nog niet in groten getale, vertelt Breteler. ‘Ik merk dat er veel gepraat wordt over waterstof, maar dat er weinig gebouwd wordt. Wij proberen een brug te slaan tussen het hebben van een ontwerp  en het daadwerkelijk realiseren van zo’n systeem. Want dan kun je verder bouwen aan een betrouwbaar en duurzaam energiesysteem.’

Het ontwikkelen van een bruikbaar waterstofsysteem is geen gemakkelijke opgave. Jan Geurts van Kessel, onderzoeker bij het Lectoraat Meet- en Regeltechniek van de HAN, noemt het HyMatters-project ‘puur lef’. ‘Het is in de basis een eenvoudig systeem, maar we moeten zorgen dat het goed functioneert en dat de levensduur optimaal is. Want de investering wil je terug kunnen verdienen. En om in de buurt te komen van een concurrerend opslagmedium... Dat is al een uitdaging van heb ik jou daar.’

Om het project tot een goed einde te brengen, werkt HyMatters samen met het Lectoraat Meet- en Regeltechniek van de HAN. Een onderzoeksgroep die gespecialiseerd is in netbalansvraagstukken. ‘HyMatters zit precies op het gebied waar wij als lectoraat en als academie Engineering en Automotive mee bezig zijn’, zegt Geurts van Kessel. ‘Namelijk: hoe kunnen we een betrouwbare, betaalbare en schone energievoorziening realiseren?’

‘Dit project is ook nog op een niveau waar het hbo echt iets mee kan’, vervolgt de onderzoeker. ‘Het fundamentele onderzoek dat nodig is, is voor een groot deel gedaan. Het is nu op het niveau van toegepast onderzoek. Hoe zorg je er nou voor dat al die componenten die je nodig hebt tot één systeem gecomponeerd worden? Daar kunnen we met onze studenten heel waardevol werk verrichten.’

Een groep Werktuigbouwkundestudenten van de HAN deed in hun derde semester onderzoek. ‘We hebben een half jaar aan Cyrus Smith gewerkt’, zegt student Karst van de Pol. ‘Het doel was om advies te geven aan HyMatters over de opslagmodule. We onderzochten hoe de waterstoftanks op een veilige manier bevestigd konden worden en of er demping nodig was, zodat de apparatuur niet kapot zou gaan.’ De studenten deden onder andere onderzoek naar trillingen.

Via het project maakten de studenten kennis met waterstof als energiedrager, die als een belangrijke bouwsteen voor de energietransitie wordt gezien. ‘We hebben van tevoren onderzoek gedaan naar waterstof en wat les gekregen van HyMatters. Zo hebben we een breder beeld gekregen’, zegt student Maarten Groeneweg. Hij heeft erg veel geleerd van het onderzoek, vertelt hij in een interview.

HyMatters ziet de samenwerking met de HAN als manier om een nieuwe generatie waterstofprofessionals op te leiden. ‘We staan aan de vooravond van een grote waterstofmarkt, als je het mij vraagt. En daarvoor hebben we heel veel mensen met kennis van zaken nodig. En als wij op deze manier samenwerking zoeken met studenten, dan kunnen die in een vroeg stadium kijken of ze het een leuk vakgebied vinden om werkzaam in te zijn', aldus Breteler.

En dat kunnen studenten van allerlei verschillende opleidingen zijn. Uit het Cyrus Smith-project blijkt hoeveel verschillende aspecten er aan waterstofsystemen zitten. ‘Het is een multidisciplinair project’, zegt Breteler. ‘Allerlei vakgebieden komen samen. Je hebt te maken met elektrochemie, meet- en regeltechniek, werktuigbouwkunde. Je hebt verschillende soorten kennis nodig om tot een werkend systeem te komen.’

SEECE heeft een rol als katalysator voor samenwerkingsprojecten zoals Cyrus Smith. Het centre of expertise verbindt bedrijfsprojecten, onderzoek en onderwijs. Bijvoorbeeld op het Industriepark Kleefse Waard in Arnhem, waar HyMatters gevestigd is en HAN-studenten aan projecten werken. Momenteel wordt een fysieke locatie ingericht voor dit soort samenwerkingsprojecten: Connectr – Energy innovation.

Bekijk hier een video over Cyrus Smith, die is opgenomen in het gebouw waar Connectr gevestigd wordt.