Nieuwe vloeibare waterstofdrager in combinatie met restwarmte biedt kansen voor veilige en efficiënte waterstofopslag
Waterstof is bijna dagelijks in het nieuws. Groene waterstof – gemaakt uit water en hernieuwbare elektriciteit – is een kansrijke brandstof voor diverse toepassingen in de industrie, chemie, zwaardere mobiliteit en in de brede zin voor energie opslag en transport. De grootste uitdaging op dit moment is het veilig gebruiken van waterstof én het vervoer hiervan. Het is namelijk op dit moment nog noodzakelijk om waterstof naar hoge drukken te comprimeren of vloeibaar te maken, zodat je daadwerkelijk grote hoeveelheden kunt vervoeren. Koninklijke van Twist (KvT), Voyex en Fieldlab Industrial Electrification (FLIE) hebben samen onderzoek gedaan naar een alternatieve manier om waterstofopslag veilig, eenvoudig en efficiënt te maken, middels het inzetten van een vloeibare waterstofdrager. Voyex ontwikkelt deze waterstofdrager, ook wel LOHC-Liquid Organic Hydrogen Carrier technologie genoemd. In de basis komt het erop neer dat een specifieke vloeistof gesynthetiseerd wordt, dat je waterstof gas bindt aan die vloeistof en het er vervolgens uithaalt op de plek waar je het nodig hebt. De vloeistof wordt circulair ingezet om telkens opgeladen en ontladen te worden met waterstof.
Koninklijke van Twist heeft een 100% waterstofgenerator gebouwd en ziet de potentiële voordelen van LOHC om de generator met waterstof te voorzien. De vloeistof is namelijk veiliger dan diesel en kan veel waterstof in zich opslaan. Zo kan er 59 kilogram waterstof per ton opgeslagen worden. Aangezien het een vloeistof is kan het op eenzelfde manier ingepast worden in bevoorradingsketen zoals we dat nu gewend zijn. Ook is een relatief klein systeem nodig om de waterstof eruit te halen waardoor het makkelijk in te passen is in of dichtbij de uiteindelijke waterstof gebruiker. Om de waterstof uit de vloeistof te halen is wel warmte nodig en dat is nu net wat de waterstofgenerator van KvT als ‘reststroom’ produceert naast elektriciteit. De haalbaarheidsstudie was er vooral op geënt om te kijken of er voldoende warmte beschikbaar is en hoe een geïntegreerd systeem eruit zou zien.
Resultaten
De haalbaarheidsstudie heeft aangetoond dat bijna alle warmte voorradig is om de waterstof uit de drager te kunnen halen. Slechts 4% van de waterstof zou ‘opgeofferd’ worden voor additionele warmte. Daarnaast is aangetoond dat het systeem compact genoeg blijft om eenvoudig te installeren naast de generator van KvT. Gegeven de hoge energiedichtheid van de vloeibare drager kan voor meerdere dagen energie voorzien worden in standaard opslagtanks. Zo kun je met een tien kubieke meter aan opslag, 20 megawatt uur aan energetische energie opslaan. De technische aantrekkelijkheid van het concept is daarmee duidelijk zichtbaar geworden en geeft alle benodigde input om de verdere (business) case voor een eerste prototype te onderzoeken.
Next Steps
Door deze inzichten is duidelijk geworden hoe LOHC aansluit bij verbrandingsmotortechnologie, zoals de generator van KvT. Nu is het noodzaak om een systeem te ontwikkelen dat in de praktijk waterstof levert aan een generator. Daarbij is het van groot belang om een warmte integratie te realiseren om de uitgevoerde studie kracht bij te zetten. In een verdere toekomst kan de LOHC-technologie mogelijk verder opgeschaald worden, bijvoorbeeld via een pilot fabriek, in samenwerking met FLIE.
Over FLIE
FLIE is een gezamenlijk initiatief van Deltalinqs, FME, Port of Rotterdam, InnovationQuarter en TNO en wordt nauw ondersteund door de Provincie Zuid-Holland, de Gemeente Rotterdam en de EFRO-subsidie.
Heeft jouw organisatie verduurzamingsambities en zou je graag de mogelijkheden van elektrificatie willen onderzoeken? Of lever jij een elektrificatieoplossing en wil jij in contact komen met eindgebruikers en andere belangrijke stakeholders? Neem dan contact met ons op. We helpen je graag!
