Wilt u warmte en elektriciteit. res-fc market

Transcriptie

1 Wilt u warmte en elektriciteit res-fc market

2 Het project Het EU-project RES-FC Market wil de marktintroductie van brandstofcelsystemen voor huishoudens (FCHS) die gebruik maken van hernieuwbare energie (RES) versnellen vanwege hun lage bijdrage aan klimaatverandering. Voor de marktontwikkeling is het belangrijk dat de kosten van het systeem verminderen en eerste gebruikers worden geïdentificeerd. Hiervoor worden 10 regionale markten beschreven die een totale markt van 3000 systemen voor de nabije toekomst beslaan. Partners in het project: De samenwerking tussen deze regionale markten wordt gebruikt om de kosten te verminderen door de ontwikkeling te versnellen en massaproductie te stimuleren. Baltic Baltic Industries and Consulting (BIC) ΙΙ National Renewable Energy Centre (CENER) ΙΙ Dantherm Power ΙΙ DONG Energy ΙΙ Energy Research Centre of the Netherlands (ECN) ΙΙ Hydrogen Innovation & Research Centre (HIRC) ΙΙ International Biogas and Bioenergy Centre of Competence (IBBK) ΙΙ IRD Fuel Cell Technology (IRD) ΙΙ The Institute of Systems and Robotics ΙΙ www2.isr.uc.pt Das Kompetenz- und Innovationszentrum Brennstoffzelle der Region Stuttgart (KIBZ) ΙΙ University of Iceland ΙΙ Aalborg University ΙΙ Waterstof Waterstof kan van een veelheid aan bronnen worden geproduceerd zoals de fossiele brandstoffen aardgas en kolen, en ook uit hernieuwbare bronnen als biomassa en biogas en via elektrolyse van water uit zon, wind en waterkracht. Een veelheid aan technologieën wordt voor productie van waterstof gebruikt, zoals chemische en biologische omzetting, elektrolyse en fotolyse. Elke technologie is in een andere staat ven ontwikkeling en heeft zijn eigen mogelijkheden, voordelen en uitdagingen. De lokale beschikbaarheid van hernieuwbare energie, de status van de technologie, markt toepassing en marktvraag, politieke ondersteuning en kosten beïnvloeden de toepassing van de technologie in de markt.

3 Wat is een brandstofcel Brandstofcellen zijn elektrochemische toestellen die chemische energie van een doorgaande reactie direct omzetten in elektrische energie, waarbij anders dan bij een batterij of accu voortdurend nieuwe reagentia van buiten kunnen worden aangevoerd. De reagentia zijn aan de ene kant de zuurstof uit de lucht en aan de andere kant pure waterstof dan wel waterstof gebonden koolstof zoals in aardgas, biogas, methanol en ethanol. Brandstofcellen zijn efficiënt, schoon en stil. Toepassingen voor brandstofcellen Brandstofcellen zijn een veelbelovende technologie voor toepassing in transport en warmtekracht toepassingen. De hoge aanschafkosten voor brandstofcelsystemen beperken de grootschalige toepassing. Voor warmtekracht koppeling de eerste markten ontstaan daar waar warmte en elektriciteit een hoge waarde hebben. Op dit moment zijn brandstofcelsystemen alleen in enkele niche markten concurrerend zoals back-up vermogen voor telecommunicatie, aandrijving voor onderzeeboten en enkele transporttoepassingen in overdekte terreinen. Huishoudelijke warmtekracht koppeling Brandstofcellen kunnen in huishoudens worden toegepast en zullen samen met het elektriciteitsnet voor de elektriciteit in huis zorgen. Met de warmte die geproduceerd wordt kan het warm tapwater verzorgd worden en een deel van de warmte voor ruimteverwarming, afhankelijk van de mate van isolatie van de woning. Brandstofcellen voor deze toepassing worden op de warmtevraag uitgelegd, eventueel in combinatie met warmteopslag. Uitwisseling van elektriciteit met het net zal het gehele jaar door plaatsvinden. Op grote schaal kan dit een belangrijke mogelijkheid zijn om de het elektriciteitsnet te stabiliseren ten gevolge van sterk fluctuerende hernieuwbare elektriciteitsopwekking. Marktperspectief De brandstofceltechnologie bevindt zich in een vroeg stadium van marktpenetratie. De succesvolle demonstratie van de technologie is een belangrijke randvoorwaarde voor een breder vervolg. De belangrijkste barrières op dit moment zijn de hoge kosten, lage betrouwbaarheid en korte levensduur. Door veel partijen wordt onderzoek verricht om deze barrières te slechten. Financiële ondersteuning vanuit de overheid is nodig om de marktintroductie van brandstofcellen te stimuleren.

4 Drie opties voor de technologieën Waterstof is alleen een energiedrager en dient eerst uit een andere bron geproduceerd te worden. In dit project zijn de 3 hernieuwbare bronnen: Biogas Biomassal Wind energie, speciaal overschot wind«a. Biogas naar WKK Biogas wordt geproduceerd in een mestvergistingsinstallatie. De mest wordt eventueel aangevuld met droge stof zoals maïs. Biogas kan tot aardgaskwaliteit opgewerkt worden en aan het aardgasnet worden toegevoegd. Het gasmengsel wordt via het bestaande aardgasnet naar een wijk geleid. Hier wordt het gasmengsel met behulp van reforming omgezet in waterstof en verder geleid naar de die met een brandstofcelsysteem zijn uitgerust. In de wordt dan de waterstof omgezet in elektriciteit en warmte.l. Biomassa end wind emergie naar WKK Biomassa (Stro, hout) Ethanol fabriek Vergasser Methanol fabriek Elektrolyser O 2 Methanol/Ethanol Opslag en reforming O net Biogas naar WKK Organisch material (mest) Mestvergistingsinstallatie Aardgas reforming -net C. Alleen wind naar WKK Waterstof wordt geproduceerd uit water en elektriciteit met behulp van een elektrolyser. De elektrolyser wordt alleen gebruikt in periodes waarin er een overschot aan elektriciteit uit hernieuwbare bronnen wordt geproduceerd, waardoor de stabiliteit van het elektriciteitsnet en de kansen voor hernieuwbare bronnen worden vergroot. Gebruik van elektriciteit met een laag tarief uit de reguliere elektriciteitsproductie leidt vanwege de rendementsverliezen tot hogere CO2 emissies dan directe inzet van fossiele bronnen voor elektriciteitsproductie. De waterstof wordt lokaal opgeslagen en via een nieuw waterstofnet naar de met een brandstofcelsysteem getransporteerd. In de wordt de waterstof omgezet in elektriciteit en warmte. B. Biomassa en wind energie naar WKK Alleen wind naar WKK O 2 Methanol en ethanol worden in een fabriek geproduceerd die biomassa en elektriciteit omzet naar methanol en ethanol. De ethanol wordt door fermentatie van de biomassa verkregen. Waterstof dat uit een elektrolyser komt wordt gemengd met het gas van de biomassavergasser en dat gas wordt omgezet in methanol. Methanol kan eenvoudig vloeibaar opgeslagen worden. H2 opslag Elektrolyser en H2 compressie O Vervolgens wordt de methanol naar een locale opslag getransporteerd. Vanuit de opslag wordt het in een reformer omgezet naar waterstof dat via een lokaal leidingnet naar de met een brandstofcelsysteem gaat. In de wordt de waterstof omgezet in elektriciteit en warmte. net

5 Uitdaging De belangrijkste uitdaging om de technologie marktrijp te maken is om de kosten omlaag te brengen voor demonstraties en verdere projecten in combinatie met stimuleringsmaatregelen van de overheid om een eerste consumentenmarkt te creëren. Het RES-FC Market project zoekt naar mogelijkheden om deze uitdagingen aan te gaan. Belangrijke kostenverlagingen kunnen worden gerealiseerd door massafabricage. Op dit moment worden de meeste systemen voor onderzoeksprojecten of kleinschalige demonstratieprojecten geproduceerd. Door het ontwerpen van een standaard modulair systeem dat in de verschillende routes kan worden ingezet, kunnen de brandstofcelsystemen in de verschillende regio s met hun verschillende klimatologische eisen worden ingezet. Hierdoor kan een Europese markt ontstaan. Met betrekking tot de politieke stimuleringsmaatregelen en de regelgeving zal het project het systeem ven terugleververgoedingen van elektriciteit onderzoeken als ook de noodzaak voor een Europese regelgeving voor waterstofgevoede brandstofcelsystemen voor huishoudens. Deze brochure is gepubliceerd door de 12 regionale partners in het project en is voor iedereen die in hernieuwbare energie is geïnteresseerd. Voor meer informatie: Het project wordt ondersteund door de Europese Commissie, Executive Agency for Competitiveness and Innovation, EACI. De verantwoordelijkheid voor de inhoud van deze brochure ligt bij de auteurs. Het vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs de mening van de Europese Commissie. De Europese commissie is niet verantwoordelijk voor enig gebruik dat van de geboden informatie wordt gemaakt.