Enowatts
Hoe kan waterstoftechnologie worden toegepast op Industriepark Kleefse Waard (IPKW) om lokaal geproduceerde elektriciteit uit wind en zon op te slaan en in te zetten voor de bedrijven? Aan dit vraagstuk werkte het lectoraat met 26 bedrijven en andere instellingen in het project ENOWATTS
Aanleiding van het project
Als gevolg van de energietransitie wordt het steeds moeilijker om energieaanbod en -vraag op elkaar af te stemmen. Energieopslag in waterstof biedt een mogelijke oplossing. Om brede implementatie van waterstoftechnologie mogelijk te maken is echter meer kennis en ervaring bij de bedrijven nodig.
Doelen
- Ontwikkelen van een hybride energieopslagsysteem gebaseerd op waterstof
- Modelleren en realiseren van zowel mobiele als stationaire toepassingen op en rond het bedrijventerrein
- Testen en analyseren van prestaties en veroudering van systemen en componenten
- Bepalen economische haalbaarheid onder verschillende scenario’s
- Disseminatie van resultaten uit het project naar maatschappij
Resultaten
- Model voor hoeveel elektrische overproductie op IPKW benut kan worden door omzetten naar waterstof
- Analyse van potentie voor benutting van restwarmte uit elektrolyse
- Analyse en ontwerp van optimale energie regelingen voor het energiesysteem
- Verkenning van benodigde kosten en beschikbaarheid van benodigde componenten voor waterstofproductie en opslag
- Testopstelling voor 1 kW open cathode brandstofcellen
- Testopstelling voor 10 kW watergekoelde brandstofcellen
- Testopstelling voor 1 kW PEM elektrolyse
- Systeem voor analyse van vocht en zuurstof concentratie in waterstof
- Hydrogen Cargo bike met 500 W brandstofcelsysteem en 3 liter 300 bar waterstof tank met in-tank valve systeem
- Testvoertuig Boyle voor waterstof-batterij hybride aandrijflijnen met 1 kW brandstofcel en 6 liter 300 bar waterstof tank met in-tank valve systeem
- Analyse van veiligheid, wet en regelgeving en ontwerp van een 300 bar tankstation voor de Hydrogen Cargo Bike, Boyle en toekomstige toepassingen
- Modellen en ontwerpadviezen voor deelsystemen van Heavy Duty heftrucks op waterstof
- Herontwerp van methanol brandstofcel generator
- Analyse en ontwerp van waterstof gas heaters voor verwarming in de Eusebiuskerk
- Fysisch model voor spanning stroom karakteristiek van een alkaline elektrolyser
- Onderzoek naar natuurlijke circulatie in alkaline elektrolyse
- Economisch waterstof investeringsselectiemodel
- Analyse van kwaliteitseisen en mogelijkheden voor waterstof in gasnetten
- Haalbaarheidsstudie van seizoensenergieopslag met waterstof op woningniveau
- Verkenning van 10 groene waterstof scenario’s voor IPKW en uitgewerkte businesscases voor de 3 meest veelbelovende, waarvan 2 onder bepaalde condities een positieve businesscase kunnen opleveren: Levering aan het lokale waterstof tankstation en Bijmengen in het gasnet.
- Analyse van en advies voor de transitie van IPKW naar een Eco-Industrieel park
- Kritische reflectie op P2P/P2X waterstof systemen en advies met betrekking tot alternatieven waarbij een geleidelijkere overgang naar volledig fossiel vrij gefaciliteerd wordt met meer CO2 reductie op de korte termijn en mogelijk positievere businesscases.
- Themaroute Waterstoftechnologie, een academiebrede extra curriculaire toevoeging aan het bachelorprogramma, in met certificaat uitgegeven door NWBA en SEECE
- H2 Learning Community
- Fuel Cell Edukit onderwijstool
Achtergrond
Als gevolg van de energietransitie, door toenemende variabele productie van duurzame energie en een grilliger verbruik door de groei van elektrische mobiliteit en verwarming, zijn elektriciteitsvraag en -aanbod steeds minder op elkaar afgestemd. Congestieproblemen op het elektriciteitsnet nemen toe. Het afkoppelen van windturbines (curtailment) en zonnestroom om netwerkproblemen te beperken komt steeds vaker voor.
Naast nieuwe ontwikkelingen zoals smart grids om vraag- en aanbodpatronen te beïnvloeden is een significante uitbreiding van de energie-opslagcapaciteit noodzakelijk, zowel grootschalig als gelokaliseerd. Bestaande technologieën zoals batterijen zijn geschikt voor kortdurende energieopslag, terwijl waterstof relevant is om grootschaliger en langduriger energie op te slaan. Waterstof kan vervolgens worden ingezet als bron van elektriciteit en warmte, als brandstof voor transport, en als grondstof voor de industrie. Het vormt zo een verbindende schakel voor een gesloten energieketen (zie figuur).
Waterstof is relatief eenvoudig transporteerbaar en inzetbaar binnen de sectoren met de grootste energievraag: warmte voor industrie en gebouwde omgeving, en de vervoersector. Tegelijkertijd, omdat waterstofsystemen vaak fit-for-purpose zijn, is het voor bedrijven vaak nog onduidelijk hoe een waterstofsysteem wordt samengesteld en wat de technische en economische haalbaarheid is voor een bepaalde toepassing. Dit project heeft geprobeerd hier een antwoord op te geven, uitgaande van een specifieke praktijkcase, namelijk die rond de opslag van duurzame energie op IPKW en de mogelijke waterstoftoepassingen op datzelfde bedrijventerrein.
Onze partners
- HyMatters
- XINTC
- Alles over Waterstof
- Hyster-Yale
- HyGear
- Bredenoord
- Bronkhorst
- Burgaflex
- Wintersol Energy
- HyET
- Nedstack
- Dutch Boosting Group
- IPKW
- Hencon
- Toyota Materials Handling
- Prowind
- QConcepts
- HyMove
- H2Trac
- Saxion
- TUDelft
- KIEMT
- NWBA
- SEECE
- Gemeente Arnhem
- Provincie Gelderland
Sustainable energy and environment
Klimaatverandering, sociale ongelijkheid en de nieuwe economie vragen om nieuwe, integrale antwoorden. Via drie programma's werkt de HAN aan oplossingen die slim, schoon & sociaal zijn. Hier houden we je op de hoogte over het programma.
