Brandstofcel: wat kan er niet en wat kan er wel?

Heeft uw nieuwe cv-ketel een brandstofcel?

  • 06/06/2019 11:00am
  • 18
  • 5 min.
  • Feenstra nieuwsredactie
  • 07/08/2019 10:22am

Vóór 2050 willen we van onze CO2-uitstoot af. Om dat voor elkaar te krijgen, is veel nieuwe technologie nodig. Met alleen zonnepanelen, windmolens en warmtepompen komen we er niet. Eén van de technieken die zouden kunnen bijdragen aan de energietransitie is de brandstofcel. Maar hoe werkt een brandstofcel eigenlijk? Wat hebben we aan een brandstofcel in huis? Kunnen we met een brandstofcel elektriciteit opwekken? Het huis verwarmen? Autorijden? En is een brandstofcel eigenlijk wel zo schoon? In dit artikel leest u over de voordelen en nadelen, mogelijkheden en onmogelijkheden van de brandstofcel. 

Wat is een brandstofcel?

De brandstofcel is een apparaat, waarin waterstof en zuurstof (of bijvoorbeeld een (bio-)gas) een chemische reactie met elkaar aangaan. Daarbij komt energie vrij in de vorm van elektriciteit (en warmte). Een brandstofcel is dus geen energiebron, maar een manier om de energie die is opgeslagen in bijvoorbeeld waterstof (de energiedrager) om te zetten in elektriciteit en warmte. Een brandstofcel in combinatie met een energiedrager is vergelijkbaar met een batterij of een accu, maar werkt net even anders. Ook in een batterij of accu vindt een chemische reactie plaats, maar omdat de energie erin is opgeslagen, heeft de batterij een beperkte capaciteit. Als een batterij of accu ‘op’ is, moet je die weggooien of opnieuw opladen. Dat geldt niet voor de brandstofcel. Aan een brandstofcel kun je namelijk steeds opnieuw een energiedrager toevoegen waarmee deze energie kan produceren. Zo is het keer op keer mogelijk om, bijvoorbeeld met zuurstof en waterstof, warmte en elektriciteit op te wekken. Een 'normale' elektrische auto moet van tijd tot tijd aan de oplader, maar een elektrische auto met een brandstofcel kunt u ‘gewoon’ weer voltanken. (En dan natuurlijk niet met benzine, maar bijvoorbeeld met waterstof.)

Gerelateerd
Waterstof

Stoken en koken met waterstof

Lees meer

Een brandstofcel thuis

Voor de brandstofcel zijn allerlei toepassingen in en om het huis denkbaar. Diverse fabrikanten experimenteren dan ook met brandstofcellen voor het produceren van elektriciteit (bijvoorbeeld voor warmtepompen) en warmte (voor tapwater). Zo’n apparaat heeft in de meeste gevallen een aansluiting op het aardgasnet en heeft ongeveer de omvang van een koelkast. Hoewel het rendement aantrekkelijk is, zijn de kosten van het toestel nog relatief hoog. Voorlopig zal het daarom nog wel even bij experimenten blijven. Op Ameland bijvoorbeeld, waar al sinds 2014 45 BlueGEN-brandstofcellen in bedrijf zijn, die worden gevoed met aardgas. Deze brandstofcellen produceren waterstof met behulp van (bio)gas en leveren vervolgens zowel elektriciteit als warmte. De brandstofcellen voorzien honderden woningen en horecabedrijven op het eiland van stroom en warm water. Feenstra is betrokken bij diverse projecten waarbij brandstofcellen de energie leveren, maar levert en onderhoudt (nog) géén brandstofcellen voor particulieren. Voorlopig doen we dat alleen nog op projectbasis voor bedrijven en andere organisaties.

Gerelateerd
Reductie van CO2

Stap 1 in de reductie van CO2: een goed advies

Lees meer

CO2-neutraal of toch niet?

Naast warmte en elektriciteit levert de reactie van waterstof en zuurstof ook een afvalproduct op: water! De brandstofcel stoot dus géén uitstoot CO2 uit. Dat betekent overigens niet dat alle brandstofcellen ‘schone’ energie leveren. Voor de productie van waterstof wordt nu nog vaak aardgas gebruikt, waarvan waterstof wordt afgesplitst. Bij dit proces komt CO2 vrij. Alleen wanneer we waterstof duurzaam produceren, bijvoorbeeld met behulp van zonne-energie of windenergie, werkt een brandstofcel CO2-neutraal. Tóch kan de brandstofcel ons nu al helpen om minder CO2 uit te stoten. Het grote voordeel is namelijk dat het rendement hoog is; een brandstofcel heeft voor dezelfde hoeveelheid energie minder aardgas of biogas nodig dan een traditionele cv-ketel die het gas verbrandt.

Het rendement van de brandstofcel

Tellen we de stroom en de warmte bij elkaar op, dan kan het rendement van een brandstofcel in het gunstigste geval oplopen tot zo’n 90%. Dat is een prima  score. Een elektriciteitscentrale die aardgas als brandstof gebruikt, komt namelijk niet verder dan een rendement van 60%. Betekenen zulke cijfers dat de brandstofcel kan uitgroeien tot de ster van de energietransitie? Ramon de Graaff, innovatiemanager bij Feenstra, denkt van niet.

We moeten de brandstofcel niet gaan zien als iets dat alle energie- en CO2-problemen oplost."

"Het is één van de middelen die we onderzoeken en waarmee we experimenteren. Zoals het er nu uitziet, kan de brandstofcel ons vooral helpen om gas op een heel efficiënte manier te gebruiken. Waterstof maakt het mogelijk om energie op te slaan en de brandstofcel is een handige manier om met die energie bijvoorbeeld elektriciteit op te wekken. Een belangrijk voordeel is dat je dat precies kunt doen wanneer je die elektriciteit nodig hebt. Je bent dus niet afhankelijk van de wind of de zon. Als we over een aantal jaren in staat zijn om op grote schaal waterstof te produceren met windmolens en zonnepanelen, vormen brandstofcellen een ideale manier om ervoor te zorgen dat we de energie op ieder moment kunnen gebruiken.”

Een cv-ketel met een brandstofcel

Omdat de brandstofcel een hoog rendement haalt uit biogas of aardgas, ligt het voor de hand om een cv-ketel te maken waarin de brandstofcel voor de energie zorgt. De eerste modellen van zo’n apparaat zijn sinds kort inderdaad verkrijgbaar, maar de prijs is nog niet heel aantrekkelijk. De meeste deskundigen verwachten dat we de cv-ketel met brandstofcel voorlopig alleen in proefprojecten zullen tegenkomen.

Brandstofcel in de auto

Met fossiele brandstoffen, zoals diesel en benzine, wekken we door verbranding warmte op. Met zuigers en cilinders zetten we die warmte om in beweging. Daarbij gaat veel energie verloren. Het hoge rendement van de brandstofcel is dan ook heel interessant voor de auto-industrie. Er zijn al verschillenden elektrische auto’s verkrijgbaar die hun energie niet uit het stopcontact halen maar uit een brandstofcel. Waterstof tanken gaat sneller dan het opladen van een elektrische auto. Een nadeel is dat er in Europa nog maar weinig tankstations zijn waar waterstof verkrijgbaar is. Bovendien geldt ook hier dat de gemiddelde auto met een brandstofcel (‘fuel cell’) nog altijd een stuk duurder is dan een model met een benzine- of dieselmotor.

Gerelateerd
Zuinig stoken

Fossiele brandstoffen

Lees meer

Brandstofcel? Niks nieuws.

Is de brandstofcel een recente innovatie met futuristische trekjes? Welnee! De techniek is al bijna 200 jaar oud. De eerste brandstofcel werd in 1838 door Christian Friedrich Schönbein in elkaar geknutseld. Als brandstof gebruikte hij steenkool, dus naar onze huidige maatstaven was de uitvinding niet erg duurzaam. Elektriciteit opwekken door een chemische reactie van waterstof en zuurstof leek misschien een veelbelovend idee, maar in de loop van de jaren bleek dat andere uitvindingen, zoals de elektrogenerator en de batterij, een stuk eenvoudiger toepasbaar waren. De brandstofcel kwam voor het eerst weer serieus in beeld als energievoorziening voor het Apollo-ruimtevaartprogramma van de NASA. Sinds de jaren tachtig van de twintigste eeuw is de brandstofcel ook weer in opmars als energietechnologie voor aardbewoners.  

Wat vindt u van dit artikel?


Meer over deze tags


Plaats reactie

Deze site wordt beschermd door reCAPTCHA en het privacybeleid en de voorwaarden van Google zijn van toepassing.

Reacties

  • Prosper de Bever 3 maanden geleden

    Gravatar for Prosper de Bever

    De tekst 'Deze brandstofcellen produceren waterstof met behulp van (bio)gas en leveren vervolgens zowel elektriciteit als warmte.' is mij niet duidelijk. Deze brandstofcellen werken dus niet met een reactie van waterstof en zuurstof, maar met een reactie van (bio)gas en een andere stof. Tot zover duidelijk. Maar vervolgens wordt gemeld dat er waterstof wordt geproduceerd. Dat zal dan het gevolg zijn van die reactie met (bio)gas, maar wat gebeurt er dan met die waterstof? Een volgende brandstofcel?

    Deze site wordt beschermd door reCAPTCHA en het privacybeleid en de voorwaarden van Google zijn van toepassing.

    • moderator

      Feenstra Webcare Prosper de Bever 2 maanden geleden

      Gravatar for Feenstra Webcare

      Beste meneer, mevrouw de Bever,

      Hartelijk dank voor uw bericht. Bedankt voor uw scherpe reactie. Inmiddels hebben wij de tekst aangepast. Nogmaals dank.

      Met vriendelijke groet,
      Feenstra Webcare

      Deze site wordt beschermd door reCAPTCHA en het privacybeleid en de voorwaarden van Google zijn van toepassing.

  • Johan Brunink 4 maanden geleden

    Gravatar for Johan Brunink

    Kan iemand mij vertellen wat de werkdruk voor een cv ketel of brander moet zijn voor waterstof?
    Zijn er ervaringen in kleine installaties, en het opslaan van waterstof dat zelf gewonnen wordt?

    Deze site wordt beschermd door reCAPTCHA en het privacybeleid en de voorwaarden van Google zijn van toepassing.

    • moderator

      Feenstra Webcare Johan Brunink 4 maanden geleden

      Gravatar for Feenstra Webcare

      Beste meneer Brunik,

      Wij begrijpen dat u hierover vragen heeft.
      Jammer genoeg kunnen wij op dit moment geen antwoord geven op uw vragen. Op dit moment is alles nog in ontwikkeling.

      Met vriendelijke groet,
      Feenstra Webcare

      Deze site wordt beschermd door reCAPTCHA en het privacybeleid en de voorwaarden van Google zijn van toepassing.

  • G.J. Berkhout 4 maanden geleden

    Gravatar for G.J. Berkhout

    Heel goed, dat u ons op de hoogte houd van ontwikkelingen.

    Deze site wordt beschermd door reCAPTCHA en het privacybeleid en de voorwaarden van Google zijn van toepassing.

    • moderator

      Feenstra Webcare G.J. Berkhout 4 maanden geleden

      Gravatar for Feenstra Webcare

      Beste meneer, mevrouw Berkhout,

      Stap voor stap gaan wij met zijn alle naar een duurzame woning. Over de route naar de energietransitie zijn er nog veel onduidelijkheden. Via ons platform informeren wij iedereen zo breed mogelijk over de mogelijkheden rondom de energietransitie en de laatste ontwikkelingen.

      Het is fijn te lezen dat ons platform wordt gewaardeerd, dank hiervoor.

      Met vriendelijke groet,
      Feenstra Webcare

      Deze site wordt beschermd door reCAPTCHA en het privacybeleid en de voorwaarden van Google zijn van toepassing.

  • Clemens Krämer 4 maanden geleden

    Gravatar for Clemens Krämer

    Brandstofcellen op biogas is natuurlijk prima, maar daarvan is er niet zo veel. Als je via de CV ketel waterstof maakt uit aardgas is dat nog steeds fossiele energie, het helpt niets voor de energietransitie en vermindert de CO2 uitstoot niet. Bewaar dat biogas voor hoogwaardige toepassingen. Huizen eerst isoleren en dan op een warmtepomp met duurzame stroom, of op het warmtenet. Voor particulieren is een brandstofcel pas interessant als er voldoende groene (niet fossiele) waterstof is. Dat is nog minstens 10 jaar weg.

    Deze site wordt beschermd door reCAPTCHA en het privacybeleid en de voorwaarden van Google zijn van toepassing.

  • Clemens Kämer 4 maanden geleden

    Gravatar for Clemens Kämer

    Een brandstofcel die waterstof produceert kan in woningen alleen maar gebruik maken van aardgas. Dat levert dus "grijze" waterstof op, van fossiele oorsprong. Voor het verduurzamen van woningen helpt dat niet, het blijft fossiel. Het zal de energietransitie niet versnellen en het klimaat niet helpen. De beschikbare hoeveelheid biogas is maar beperkt. Het is veel beter huizen goed te isoleren en dan op een warmtepomp of een warmtenet te zetten. De CV-ketel met brandstofcel is geen goed alternatief. Brandstofcellen op groene waterstof is wel een goed idee. Het nog wachten of en wanneer dat beschikbaar komt voor particulieren.

    Deze site wordt beschermd door reCAPTCHA en het privacybeleid en de voorwaarden van Google zijn van toepassing.

  • armando 4 maanden geleden

    Gravatar for armando

    ik werd op het verkeerde been gezet, dacht dat er al iets 'te koop was'. Goed om deze ontwikkeling/ontwikkelrichting te lezen, maar kondig dan in het begin van het artikel (liever nog in de aankondiging) aan dat het om ver(der)e toekomst gaat.
    Dan kan ik beter bepalen wat ik eerst wil lezen om mijn huidige situatie te verbeteren.

    Deze site wordt beschermd door reCAPTCHA en het privacybeleid en de voorwaarden van Google zijn van toepassing.

  • HP 4 maanden geleden

    Gravatar for HP

    Moet er toch eerst waterstof mijn huis in kunnen !

    Deze site wordt beschermd door reCAPTCHA en het privacybeleid en de voorwaarden van Google zijn van toepassing.

  • Jan Bekker 4 maanden geleden

    Gravatar for Jan Bekker

    Een beetje onduidelijk of dit artikel speciaal voor Nederland geldt of dat er wereldwijd ook zo over wordt nagedacht. Als land alleen hebben zulke maatregelen geen enkele zin voor het wereldmilieu en is het weggegooid geld. Wereldwijd wordt er in toenemende mate schade aan het milieu toe onder meer door het kappen van de regenwouden. De enige juiste oplossing voor het milieuvraagstuk is het terugbrengen van de wereldbevolking.

    Deze site wordt beschermd door reCAPTCHA en het privacybeleid en de voorwaarden van Google zijn van toepassing.

  • F. Paffen 4 maanden geleden

    Gravatar for F. Paffen

    Toen Nederland in de shit zat met doorgebroken dijken in zeeland werd een dijkplan opgezet.
    Nu de CO2 lager moet worden kunnen ze in Den Haag alleen maar een CO2 belasting uitdenken.
    Ik zou als regering alle knappe koppen bij elkaar nemen en een oplossing zoeken om Nederland aan de waterstof voorziening te krijgen net zoals we aardgas hebben gekregen.

    Deze site wordt beschermd door reCAPTCHA en het privacybeleid en de voorwaarden van Google zijn van toepassing.

  • bert 4 maanden geleden

    Gravatar for bert

    wat zijn de totale kosten van een brandstofcel en wat totaal het rendement in geld

    Deze site wordt beschermd door reCAPTCHA en het privacybeleid en de voorwaarden van Google zijn van toepassing.

    • moderator

      Feenstra Webcare bert 4 maanden geleden

      Gravatar for Feenstra Webcare

      Beste Bert,

      Het is goed dat je erover nadenkt en ons vragen hiervoor stelt.
      Momenteel is het niet mogelijk om antwoord te geven op je vragen. Op dit moment draaien er een aantal pilots en voor nu is het niet te zeggen wat de totaal kosten zullen zijn van een brandstofcel en het rendement hiervan. Houd onze website goed in de gaten voor meer informatie.

      Met vriendelijke groet,
      Feenstra Webcare



      Deze site wordt beschermd door reCAPTCHA en het privacybeleid en de voorwaarden van Google zijn van toepassing.