Proefproject TU Delft: de mobiele elektriciteitscentrale

21/10/2015

Naast GasTerra is ook Shell een van de partners van The Green Village en betrokken bij het project The Car as Power Plant, waarbij getest wordt hoe hybride waterstofauto's de duurzame energietoekomst kunnen balanceren. The Green Village is een initiatief van de TU Delft waarbij entrepreneurs,
onderzoekers, bedrijven en studenten samen werken aan de ontwikkeling van nieuwe, duurzame systemen.

Shell Nederland is actief betrokken bij het project The Car as a Power Plant. Ewald Breunesse, Manager Energie Transities van Shell, legt uit waarom: "Shell is al jaren betrokken bij onderzoek en pilots op het gebied van waterstof. De wereld bevindt zich in een periode van energietransitie;
daarin worden nieuwe wegen ontwikkeld voor ons toekomstige energiesysteem. Shell gelooft dat waterstof een van de veelbelovende transitiepaden kan zijn. Dat doen we door te investeren in eigen onderzoek in het lab, maar ook door innovaties te ontwikkelen samen met belangrijke kennispartners,
waaronder de TU Delft. Het conceptuele idee van de Car as Power Plant spreekt ons enorm aan en ondersteunen we graag."

Van buiten zie je weinig bijzonders. Maar de bestickering verraadt `dit is geen gewone SUV'. Het is een van de eerste waterstofauto's die momenteel in Nederland rondrijdt. De Hyundai ix35 fcev (Fuel Cell Electric Vehicle) hoort bij The Green Village, een proeftuin van de TU Delft voor duurzame
technologie. Naast duurzaam aandrijfmiddel, moet de brandstofcel onder de motorkap ook energie gaan terugleveren. De waterstofauto als elektriciteitscentrale.

"Een auto gebruik je eigenlijk maar vijf procent van de tijd. De rest van de tijd staat hij stil. Zou het niet mooi zijn, als je de energie die de brandstofcel kan produceren ook benut als de auto stilstaat?"

Dat zegt promovendus Vincent Oldenbroek, als onderzoeker verbonden aan het Car as Power Plant-onderzoeksprogramma van The Green Village, terwijl hij de motor van de Hyundai ix35 start. "Het vermogen van de motor, hier onder deze kap, is honderd kilowatt elektrisch. Dat betekent dat een
waterstofauto gemakkelijk de elektriciteit kan produceren voor wel honderd woningen!"

Oldenbroek zet de automaat in Drive en geluidloos komt de Koreaanse SUV in beweging. Het enige hoorbare is de airconditioning, die op volle toeren draait tijdens deze tropische augustusdag. Het campusterrein ligt er stil en verlaten bij, afgezien van enkele verdwaalde studenten die zich
voorbereiden op de introductieweek. Oldenbroek manoeuvreert de waterstofauto voorzichtig van het parkeerterrein van het Process & Energy-gebouw aan de Leeghwaterstraat.

De rit gaat naar The Green Village, een duurzaam dorp waar onderzoekers, studenten en bedrijfsleven samenwerken aan innovatieve energieoplossingen. "De nadruk ligt nu nog wel erg op `groen'", zegt Oldenbroek. Op het braakliggende stuk, waar vroeger de faculteit Bouwkunde was gehuisvest, staat
nu alleen nog de energieneutrale, Hollandse doorzonwoning met de Franse naam Pret-a-Loger, die in Parijs een prijs won voor duurzame bouw. Maar dat gaat weldra veranderen. Waar nu het gras kniehoog staat, kunnen bedrijven en instituten straks paviljoens neerzetten voor onderzoek en testen en
voor het ontwikkelen in een echte praktijksituatie.

"En natuurlijk krijgt onze waterstofauto er een plekje, evenals het toekomstige waterstoftankstation", zegt Leendert Verhoef, projectmanager van The Green Village, vanaf de achterbank. "Over een half jaar kunnen we deze auto inpluggen op het huis en eventuele andere, nieuwe gebouwen. En zo
stroom leveren." Zover is het nu nog niet. Eerst moet de auto geschikt gemaakt worden voor teruglevering van stroom. "Dat is niet alleen een kwestie van een stekker eraan fabriceren. Hyundai past eerst de software -programmering aan, hier verborgen achter het dashboard", wijst Verhoef aan.

Voorlopig vinden de meeste activiteiten plaats in gebouw 34B aan de Leeghwaterstraat, tijdelijk het ontmoetingscentrum voor medewerkers en partners van The Green Village. "Ook mijn onderzoek Car as Power Plant vindt nu vooral vanachter de computer plaats. Maar ondertussen doen we al de nodige
praktijkervaring op met het rijden op waterstof, het tanken, het verbruik. En daarnaast is de auto ook een krachtig communicatiemiddel om aandacht te genereren voor ons programma", zegt Verhoef.

"Qua rijgedrag verschilt de auto niet veel van een elektrische auto. Het brein en de innovatie zitten verscholen onder de motorkap", legt Oldenbroek uit, terwijl hij de motorklep opent. "Waar normaal de verbrandingsmotor zit, vind je hier een brandstofcel. Simpel gezegd gaat daar waterstof en
lucht in en via een elektrochemische reactie krijg je direct elektriciteit die de auto aandrijft."

Verhoef: "De brandstofcel is een prachtige conversietechnologie om efficient waterstof om te zetten in elektriciteit, en met een ongelooflijk hoog rendement (circa zestig procent). Als een auto zijn eigen elektriciteit kan produceren, waarom zou je hem dan ook niet inzetten als
energieleverancier voor bijvoorbeeld huizen en kantoren?"

Ofwel, de Car as Power Plant, bedacht door Ad van Wijk, hoogleraar Future Energy Systems aan de TU Delft, en volgens velen founding father van The Green Village. De World Future Society, een denktank van futurologen nam zijn idee in 2013 op in de top tien van meest baanbrekende ideeen.
Verhoef: "Het is een ongelooflijk krachtige, efficiente, mobiele en flexibele energieleverancier. Stel je een hele parkeergarage voor vol met waterstofauto's. Die zouden in staat zijn alle woningen in Delft van stroom te voorzien!"

Daarnaast zien Verhoef en Oldenbroek een belangrijke rol weggelegd voor waterstof als balancerende functie binnen energiesystemen. "Op momenten dat er te veel wind- of zonne-energie beschikbaar is, moet je dat op een bepaalde manier kwijt. Je kunt dat opslaan in batterijen, maar een andere
mogelijkheid is die overtollige energie om te zetten in waterstof. Waterstof kan je gebruiken als grondstof, transportbrandstof of energieopslag. Heb je weer stroom nodig, dan is die waterstof via de brandstofcel weer om te zetten in elektriciteit en bruikbare warmte", legt Oldenbroek uit, aan
de hand van een stroomschema dat hij tekent op een schoolbord.

Oldenbroek richt zich vooral op het technische en energiesysteemonderzoek. Daarbinnen werkt hij drie concepten uit: de parkeergarage als energiecentrale, inclusief waterstoftankstation, de waterstofauto binnen een autonoom residentieel systeem en een geintegreerd ziekenhuissysteem dat lokale
afvalstromen omzet in waterstof. "Car as Power Plant is niet alleen gericht op transport, we doen de hele ketenanalyse", toont Verhoef op een veelkleurige infographic. "Van verschillende productiemethoden van waterstof, compressiemogelijkheden tot soorten eindgebruik. De groene blokken
betekenen mainstream, dat is te koop, dat bestaat al. Wij doen alles wat niet-mainstream is. Dat zijn de rode blokken."

"Maar met de technologie alleen, ben je er nog niet", gaat Verhoef verder. "Dit (in feite) simpele idee van de auto als elektriciteitscentrale, heeft zoveel impact, dat je ook moet nadenken over de strategische gevolgen, zoals het businessmodel, ICT, wet- en regelgeving, acceptatie en gedrag
van eindgebruikers. Hoe controleer je zo'n energiesysteem? Welke auto's geven wanneer, waar, hoeveel stroom en tegen welk tarief? Twee andere promovendi, verbonden aan dit project, richten zich vooral op deze aspecten."Binnen The Green Village zijn ook nadrukkelijk partners uit het
bedrijfsleven en onderzoeksinstituten betrokken.

Een multidisciplinaire aanpak staat daarbij centraal. "Eneco, Stedin, GasTerra, QPark, Hyundai en Shell schuiven hier regelmatig aan om mee te werken aan het project", vertelt Verhoef. "We verbinden hier de mobiliteitsmarkt, elektriciteitsmarkt en warmtemarkt. Al deze aspecten, transport,
warmte en stroom komen samen in de waterstofauto. Dan wil je ook alle belangrijke betrokkenen uit deze sectoren aan tafel hebben. Andersom is het voor partners een mooie kans om hier de toekomst uit te proberen.

En elkaars werelden te leren kennen. Veel partijen uit de mobiliteitssector kennen de elektriciteitsmarkt bijvoorbeeld helemaal niet."

Het zal nog wel vijf tot tien jaar duren voordat je je foehn of koffiezetapparaat aanzet met stroom uit de waterstofauto die op je oprit staat, verwacht Verhoef.

"Er zijn nog veel uitdagingen. Dat heeft ook te maken met de beleving van auto's. Het appeal kan straks zijn: mijn auto als energiecentrale, waar ik ga of sta, heb ik gewoon honderd kilowatt vermogen beschikbaar. Niet alleen om mee te rijden. De nieuwe autonomie."

The Green Village

In The Green Village werken wetenschappers, studenten en bedrijven samen aan nieuwe, duurzame en innovatieve energieoplossingen.

Het `dorp' is op den duur geheel zelfvoorzienend en is niet aangesloten op elektra, water, riolering en kabel. Het maakt gebruik van innovatieve, soms experimentele energiesystemen die de partners gezamenlijk ontwikkelen. De elektriciteit komt uit zonnepanelen, windturbines en
brandstofcelauto's. Drinkwater wordt geproduceerd uit regenwater, afvalwater hergebruikt en verwerkt tot biogas. Biogas en overtollige elektriciteit worden omgezet in waterstof. Het dorp maakt gebruik van DC-netten (gelijkstroom) om energieverliezen te beperken. En The Green Village zal nog
veel meer van deze paradigmaveranderende systemen ontwikkelen, testen en toepassen.

The green village is een levend laboratorium op de TU-campus waar al deze partijen concreet werken aan onderzoek en praktijktoepassingen. Daarnaast is het een plek voor ontmoeten, studeren, werken, co-creatie, maar ook voor winkelen, evenementen en recreeren. Alle faculteiten van de TU Delft
werken eraan mee. Grondlegger is Ad van Wijk, hoogleraar Energy Future Systems aan de TU Delft.

"Zowel het bedrijfsleven als de universiteit had behoefte om meer samen te werken. Maar er was nooit echt een uitgelezen plek voor die wisselwerking. Zo kwamen we op het idee om op de campus een plek te creeren waar bedrijven, studenten en wetenschappers elkaar konden ontmoeten. Om samen te
werken aan onderzoek, innovaties te tonen en producten en ideeen te testen. Dat is The Green Village geworden; een levende omgeving, met zogenoemde Future Labs voor co-creatie, toegankelijk voor bezoekers."

Om te mogen deelnemen aan The Green Village moeten volgens Van Wijk de projecten echt ontwikkelprogramma's zijn, multidisciplinair en maatschappelijk relevant. Naast The Car as Power Plant, heeft The Green Village nog drie andere Future Labs: Led-revolution, 3D printen met biomaterialen en
DC-elektriciteitsnetten. "We bekijken alles vanuit systeem-verbanden, niet enkel de techniek, maar het gehele energiesysteem.

De meeste nieuwe technologieen ontstaan in laboratoria, maar daarna houdt het op. Hier gaan we verder. We kijken ook naar wet- en regelgeving, verdienmodellen, publieke acceptatie. Als al deze zaken niet kloppen, krijg je een techniek echt niet van de grond. Hier willen we testen in de
praktijk, delen met partners, en laten zien aan het publiek. De kracht van The Green Village is juist de onderlinge samenwerking vanuit verschillende disciplines."

Feiten

Een waterstofauto kan elektriciteit produceren voor 100 woningen.
The Car as Power Plant is een van de proefprojecten.
Green Village Delft omvat 4 future labs.



Bron: Shell Venster

woensdag 21 oktober 2015