Uitgelicht

Waterstof: duurzame energieopslag en brandstof voor boeren

31 januari 2020

Veel boeren wekken energie op met zonnepanelen of windmolens, maar soms kan het lokale elektriciteitsnetwerk dat niet aan. Ook wordt ’s zomers meer energie opgewekt terwijl die vooral ‘s winters nodig is. Wageningse onderzoekers kijken daarom hoe agrariërs duurzame energie kunnen opslaan in de vorm van waterstof. Dit gas kunnen boeren inzetten voor de energievoorziening op hun bedrijf én als schone brandstof voor tractoren en vrachtwagens. Zie jij waterstof als toekomstige energieoplossing?

“Veel mensen, ik ook, denken dat waterstof een belangrijke brandstof wordt en dat er in de toekomst steeds meer auto’s op waterstof zullen rijden. Wereldwijd groeit de belangstelling van bedrijven voor waterstof”, zegt Chris de Visser, business unit manager Open teelten bij Wageningen University & Research. “We kunnen niet doorgaan met het verbranden van benzine en diesel. De bronnen raken op en bij het verbrandingsproces komt veel CO₂ vrij, wat bijdraagt aan de opwarming van de aarde. Voertuigen die op waterstof lopen, stoten alleen water uit.” Water bestaat uit waterstof en zuurstof.

In de toekomst zullen er mogelijk steeds meer auto’s op waterstof rijden

Energiedrager

De Visser en zijn collega’s onderzoeken de mogelijkheden om waterstof te gebruiken in de landbouw. Dit vluchtige gas kan namelijk niet alleen dienen als brandstof maar ook als energiedrager. Voor boeren kan dit een uitkomst zijn. Veel akkerbouwers en melkveehouders wekken energie op met zonnepanelen of windmolens, maar het elektriciteitsnetwerk is daar niet op ingericht. “De boeren op het platteland zitten aan het eind van het netwerk. Dat betekent dat de kabels te dun zijn om de grote hoeveelheden stroom die op sommige momenten worden opgewekt, aan het netwerk te kunnen leveren”, legt De Visser uit.

“Waterstof is echt een duurzame oplossing. Dat wordt al lang gezegd, maar in onderzoek is er nog onvoldoende geïnvesteerd. Wij gaan onderzoeken hoeveel waterstof we kunnen produceren met hernieuwbare energie en wat we ermee kunnen doen.”

Chris de Visser, Business unit manager Open teelten

Seizoenen

Daarnaast zijn vraag en aanbod niet goed op elkaar afgestemd. Op heldere dagen wordt overdag bijvoorbeeld veel zonne-energie opgewekt, maar mensen hebben ’s avonds thuis licht nodig en gebruiken dan hun apparaten. Ook is er een onbalans tussen de seizoenen. “In de zomer hebben we veel zonne-energie, maar we hebben vooral in de winter veel energie nodig. Wel leveren windmolens ’s winters iets meer energie omdat het dan vaker en harder waait. Maar we zetten niet meteen onze wasmachine aan als het waait”, schetst De Visser.

Door de onbalans en de beperkte capaciteit van het elektriciteitsnetwerk moeten boeren hun zonneparken of windmolens soms zelfs uitschakelen omdat het net de toelevering niet aankan. De energie kan dan niet voldoende worden opgeslagen in accu’s. De Visser: “Accu’s zijn hartstikke duur. Ze kunnen wel kleinere en tijdelijke schokken in het dagnacht-ritme in het net opvangen, maar ze zijn ongeschikt om de seizoens-onbalans te dichten.”

Trekkers

Zonne- en windenergie kunnen worden benut om waterstof mee te produceren, middels elektrolyse. Daarbij wordt de duurzame stroom met water in contact gebracht en splitsen de watermoleculen zich in waterstof en zuurstof. Dat proces kan ook weer worden omgekeerd, waarna er water, warmte  en stroom overblijven. “Die stroom kunnen boeren gebruiken voor hun eigen bedrijf in tijden van energietekorten zoals in de winter.”

De gangbare brandstof voor landbouwvoertuigen is diesel, maar er zijn al trekkers die op waterstof rijden

Waterstof kan ook het propaangas vervangen waarmee akkerbouwers hun producten, zoals aardappelen, uien en wortels, drogen. En het kan worden gebruikt als schone brandstof voor trekkers, vorkheftrucks en transportvrachtwagens. De gangbare brandstof voor dit soort machines en voertuigen is diesel. “Waterstof is echt een duurzame oplossing. Zware werkzaamheden zoals ploegen of het uit de grond halen van aardappels en bieten, vereisen veel kracht en dus brandstof, zeker in kleigrond.” Er zijn al trekkers die op waterstof rijden, vervolgt De Visser. “De techniek is er al maar staat nog in het begin.” Elektrische landbouwvoertuigen zijn er ook, maar hebben een grote accucapaciteit nodig om te voorkomen dat ze telkens tussentijds moeten worden opgeladen. Volgens De Visser wordt het lastig om de hele maatschappij op elektriciteit te laten lopen. “Daar zou een forse uitbreiding van de netcapaciteit voor nodig zijn.”

Brandveiligheid en energieverlies

“Waterstof is een veelbelovend alternatief. Dat wordt al lang gezegd, maar in onderzoek is er nog te weinig geïnvesteerd.” En dat is wel nodig, want er leven nog enkele belangrijke vragen over de waterstofproductie en –opslag. Zo is er zorg over de hoge druk waaronder waterstof moet staan, en de brandbaarheid. De Visser: “We moeten goed kijken hoe dat brandveilig kan worden gedaan. Ik ben ervan overtuigd dat het mogelijk is, bij LPG kon het ook.”

Een ander punt is dat er sprake is van verlies van ongeveer 25 procent van de energie bij de omzetting van elektriciteit naar waterstof. “Maar het is wel duurzame energie en de bron daarvoor is in overvloed aanwezig. De zon geeft ons jaarlijks vele malen meer energie dan we wereldwijd kunnen opmaken. En zodra de maatschappij op waterstof inspringt, zal er snel technologie worden ontwikkeld om het energieverlies terug te dringen.”

Stimulans

“Zoals altijd met innovaties moeten bedrijven eerst zien dat er een markt voor is. Daarom is het goed als de overheid dat stimuleert en subsidieert. Dan gaat het veel sneller. Zo ging het bij de windmolens ook”, aldus De Visser. Het ministerie van Economische Zaken financiert het vijfjarige project dat zijn Business unit vanaf de zomer 2020 samen met TNO gaat beginnen. “Naar verwachting zal waterstof in grote mate op zee worden geproduceerd en we gaan in dit project kijken hoe we het proces het beste kunnen nabootsen op land, hoeveel waterstof we dan kunnen produceren en wat we ermee kunnen doen.”

Het proefstation van Wageningen University & Research in Lelystad

Het onderzoek vindt plaats op het proefstation in Lelystad, dat met 800 hectare het grootst is van de zes proefbedrijven die de business unit Open teelten in beheer heeft. “In Lelystad hebben we windmolenparken en testmolens, zonnepanelen op de daken en er komen zonneparken op daken van gebouwen. We gaan heel veel duurzame energie produceren.”

Voorlopers

Er zijn boeren die al nadenken over de mogelijkheden voor waterstof op hun bedrijf, weet De Visser. “Je hebt voorlopers die interesse hebben in nieuwe technieken en innovaties.” Het is nu echter nog moeilijk voor boeren om ermee aan de slag te gaan, want de investeringen zijn nog hoog. Voor het project moet het proefbedrijf in Lelystad bijvoorbeeld trekkers op waterstof kopen. “Je kunt niet ineens het hele trekkerbestand vervangen. Dat zal langzaam gaan. Het is nu zaak dat er een markt komt, zodat mensen gaan investeren en erop kunnen vertrouwen dat de investeringen zichzelf gaan terugverdienen.”

Nationale Waterstofdag op 6 februari

Binnen vijf tot tien jaar kan waterstof essentieel blijken te zijn in de overgang naar duurzame energie. Het kan namelijk verschillende problemen oplossen. Hoe dat werkt? Dat hoort u op de eerste Nationale Waterstofdag op 6 februari 2020 in Lelystad.
Op deze dag kunt u kennismaken met praktijktoepassingen zoals een heftruck, auto en generator op waterstof en een waterstoftankstation. En experts van onder meer TU Delft, Alliander, TNO en WUR zullen hun ideeën delen over de kansen die waterstof biedt.
Acrres, landelijk praktijkcentrum voor duurzame energie en groene grondstoffen, en TNO organiseren de dag.
Ga naar de website voor meer informatie en aanmelden

Meer lezen:

Heb je vragen of opmerkingen? Ga hieronder in gesprek.

Plaats een reactie »


Chris de Visser

Chris de Visser · Business unit manager Open teelten

Chris de Visser studeerde Agronomie aan Wageningen Universiteit. Hij werkte jarenlang als onderzoeker en teamleider voor hij business unit manager werd. “We hebben de ambitie om de verduurzaming van de landbouw een substantiële stap verder te helpen. Dat is best een complexe opgave. Maar wij verkeren in een goede positie om bij te dragen aan duurzame akkerbouw, vanuit het onderzoek op ons eigen proefbedrijf. Daarbij kijken we niet alleen naar energie, maar ook naar behoud van biodiversiteit en het terugdringen van stikstofuitstoot en het gebruik van gewasbeschermingsmiddelen. Op “de Boerderij van de Toekomst” integreren we al dit soort zaken.”

Er zijn 15 reacties.

  1. Door: P. van Muijden · 01-02-2020 om 08:24

    Waterstof voor de aandrijving is een veel betere oplossing dan batterij elektrische auto’s. Er wordt veel geld geïnvesteerd in elektrische auto’s terwijl er al enkele auto’s op waterstof worden aangeboden. In Nederland zijn er op dit moment vier laadstations voor waterstof. Ik krijg sterk de indruk dat er eerst geld verdient moet worden aan de elektrische auto’s voor dat waterstof een kans krijgt. Helaas is de enige beschikbare waterstof aangedreven auto, de Hyundai Nero van bijna 70.000 euro te duur voor mij. Hopelijk komen er snel meer merken op de markt. Tot dat die beschikbaar komen blijf ik met fossiele brandstof rijden.

    1. Chris de Visser

      Ja, dit lijkt me een veel voorkomend problem bij nieuwe ontwikkelingen: de kip-ei situatie. Fabrikanten gaan was investeren als er een markt is. Hier ligt een taak voor de (Europese) overheid: maak het aantrekkelijk dat waterstof als brandstoif gebruikt gaat worden. Net zoals dat met de elektrische auto is gedaan. En de zonnepanelen. En de windmolens.

    2. Door: Henry · 04-02-2020 om 13:00

      De Hyundai is niet de enige beschikbare waterstof aangedreven auto. De Hyundai ix35 Fuel Cell (bereik: 600 km), de Toyota Mirai (bereik: 502 km) en de Honda Clarity Fuel Cell (bereik: 589 km). In Nederland werden de eerste twee Toyota Mirai’s in gebruik genomen door het Ministerie van Infrastructuur en Milieu in januari 2016.[1] Eerder had het ministerie al twee Hyundai waterstofauto’s in gebruik genomen. In Nederland rijden er zo’n 31 waterstofauto’s rond (2017).[

  2. Door: Wim Langendijk · 01-02-2020 om 17:43

    Deze ingezonden bief werd door twee bekende kranten geweigerd.
    Van het gas af?:
    Nederland is duidelijk te klein voor het opwekken van duurzame energie. Het draagvlak is nagenoeg nul. Windturbines in de achtertuin, wandelen in het zonnepark, niemand zit er op te wachten. Over 30 jaar moet Nederland een oplossing hebben om duurzaam energie op te wekken. Laatst stond te lezen dat we dit jaar weer 6 procent meer CO2 hebben uitgestoten hebben dan vorig jaar! Wat een begin van een nieuw tijdperk.
    Hoe komen we hier nog ooit uit?
    Als we nu eens gebieden, onverklaarbaar bewoond, onbewoonbaar verklaren: In Groningen zou ik wel wat kunnen aanwijzen. Als we daarna die ontvolkte gebieden vol leggen met zonnepanelen, daar stroom mee opwekken en deze stroom gebruiken om water om te zetten in waterstof die we in het reeds aanwezige net van gasleidingen pompen, dan zou een groot deel van het probleem opgelost zijn.
    Afvalproduct van het elektrolyseproces, zuurstof, laten we los in de atmosfeer. Kan slechter.
    Nu is waterstof een heel ander gas dan aardgas. Het zal noodzakelijk zijn alle lasnaden in het buizennet te controleren. Maar als je ziet hoe snel in de zestiger jaren van de vorige eeuw de infrastructuur is aangelegd, dan moet het mogelijk zijn om dit binnen afzienbare tijd voor elkaar te krijgen. Ook de branders van de verwarmingsapparatuur moeten worden vervangen. Maar dat moest 50 jaar geleden ook, een proces dat nagenoeg geruisloos en binnen zeer korte tijd is verlopen. Misschien zijn er technisch nog wat andere problemen. Bijvoorbeeld is door het sterk reductie-effect van waterstof, gecombineerd met ons vochtige klimaat extra bescherming van de gasleiding en nodig, maar een deel van de opgewekte stroom in de zonnepanelen kan hiervoor worden gebruikt. Draagvlak 90%.
    We hebben 30 jaar de tijd. Lekker voor je uit schuiven voor de 7 regeringen die er nog te gaan zijn. De bevolking van de ontvolkte gebieden heeft inmiddels een plaats gevonden in de opnieuw gebouwde verzorgingstehuizen in zuidelijker gelegen regionen. Drenthe: Heerlijk toch.
    Alternatief voor de verwarming: warmtepompen. Heel Nederland zoemt. Walgelijk!

    1. Chris de Visser

      De transitie is inderdaad niet makkelijk. Toch is het noodzakelijk en moet er meer gedaan worden om de transitie te laten slagen. Het striven hoeft ook niet te zijn dat we in Nederland alle energie die we nodig hebben, zelf opwekken. Momenteel importeren we ook en er is geen problem als dat in de toekomst ook zo is. Als het maar duurzaam is.

  3. Door: kardolus · 02-02-2020 om 21:42

    Een overheid die pallet kachels betaald snapt hier niets van. Het kan ook zijn dat er meer lobby nodig is. Ik heb begin jaren zeventig al VW kevers op waterstof zien rijden.

    1. Chris de Visser

      Die lobby begint volgens mij steeds meer te ontstaan. Eens met de stelling dat energie op basis van biomassa (hout) niet het antwoord is. De zon straalt meer dan voldoende energie op aarde af dan we ooit nodig zullen hebben. We moeten het alleen beter zien “te vangen”. En planten zijn daar niet het allerbest in.

  4. Door: Jarco van der poel · 03-02-2020 om 16:59

    goede middag wat gebeurt er met waterstof wat lang opgeslagen licht in tanken of in cilinders (bv zoals bij zuurstof ,acetyleen flessen )en welke druk heeft het steeds nodig om brandbaar te blijven of veranderd dan de samenstelling ?
    kunnen we waterstof tijdens het verbranden zichtbaar maken zoals bij verbranding van aardgas en kunnen we het ruiken ?
    ik kijk uit naar de waterstofdag .

    1. Chris de Visser

      Ik heb hier niet alle Verstand van, maar volgens mij wordt waterstof op 300 bar druk gehouden (nog wel gasfase). Ik weet zo niet of de vlam een kleur kan krijgen, maar ik vermoed dat dit oplposbaar is.

    2. Door: Frank Hollaar · 05-02-2020 om 08:22

      Interessante discussie, leerzaam ook. Jammer dat de toon soms zo scherp en verwijtend is. Volgens mij zijn dialoog en begrip voor verschillende standpunten de belangrijkste voorwaarden om wetenschap, politiek en maatschappij samen te laten optrekken in de energietransitie. Dank in ieder geval voor de rijke inzichten!

  5. Door: Veen · 04-02-2020 om 22:08

    We gaan nog véél verder. Een waterstof generator, iets groter dan een stofzuiger, dat thuis energie opwekt voor alles wat energie nodig heeft. Ieder een eigen centrale. Kennis vergaat toentertijd uit een wetenschap blad genaamd ” Kijk” zo’n 35 jaar geleden. Kortom, we kunnen wel maar mogen het niet van de fossiele brandstof magnaten.

    1. Door: O.A. van Nierop · 14-02-2020 om 19:06

      Een energie-mix met getijden- en atoom-energie zal nodig blijven (wel zonder hout-pellets).

  6. Door: Jan Arend · 05-02-2020 om 23:10

    Zelf rijd ik een auto op CNG, met een tankdruk tot 200 bar, geen enkel veiligheidsprobleem. Het is met de zelfde autoinstallatie ook mogelijk om op een mengsel van 50% CNG en 50% waterstof te rijden. Het is alleen nergens verkrijgbaar…

    1. Door: O.A. an Nierop · 14-02-2020 om 19:22

      Voor de aardigheid ben ik een ‘vogelvlucht’-tekening van een snelweg waterstof-tankstation aan het voorbereiden:
      – Lokaal grondwater voor de elektrolyse
      – Afvoer van zuurstof voor andere doeleinden
      – Aanvoer van grondwater en voor elektrolyse door middel van horizontale en vertikale tangentiale wind-turbines. Tezamen vormen die een hoge, zeer zichtbare H langs de snelweg.
      De tekening gaat nog tijd kosten.

  7. Door: O.A. van Nierop · 14-02-2020 om 18:50

    – Productie van waterstof moet natuurlijk gebeuren zonder CO2 uitstoot!
    – Zou waterstof ook direct als brandstof voor explosie-motoren (bijvoorbeeld diesel-) kunnen worden gebruikt?
    Ik denk dan vooral aan schepen en voorlopig aan auto’s. Op den duur zouden dan beide transportmiddelen geëlektrificeerd kunnen worden middels brandstof-cellen.

Laat een reactie achter

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *