Waterstofaansluiting voor bestaande woning

Half november kreeg een bestaande woning een individuele waterstofaansluiting op een lokaal, ondergronds waterstofnet. Daardoor kunnen de bewoners hun huis en tapwater volledig met waterstof verwarmen.
Controle van de H2-aansluitingen in de meterkast. De meterkast bevat naast speciale waterstofleidingen en -componenten ook diverse test- en meetapparatuur. (Foto: H2@Home)

De bewoners verwarmen hun huis en tapwater inmiddels volledig met waterstof.

Veilig waterstof toepassen

In de proefwoning onderzoekt consortium H2@Home* ‘live’ hoe je waterstof zo optimaal en veilig mogelijk in een woonomgeving toepast.
De installatie is geplaatst in een huis dat is gebouwd volgens de bouwmethoden en materialen uit de jaren zeventig. De woning is daarmee onderdeel van een replica jaren 70 woonblok van het DreamHûs. Dit blok staat op het terrein van The Green Village, een living lab op de campus van de TU Delft.

* H2@Home wordt uitgevoerd met ondersteuning vanuit de Waterstof-tenderregeling van het Ministerie van Economische Zaken & Klimaat.

“De grootste uitdaging in de energietransitie is de bestaande bouw. De woning met de waterstofinstallatie is daarom geïmplementeerd  in dit type woning, met isolatiegraad B”, legt Ben Mureau namens H2@Home uit. “Isoleren wordt wel eens gezien als dé oplossing voor alle problemen, wat het natuurlijk niet is. In ons voorbeeld hebben we een woning met isolatie klasse B, wat al best redelijk is. Het mooie aan waterstof is dat dit geen CO2-uitstoot geeft, en als gevolg van de isolatie en energiebesparing, het noodzakelijke H2-volume wordt verminderd, waardoor ook de kosten dalen.”

Overeenkomsten

Afgelopen zomer ondertekenden de partners van het H2@Home-consortium meerdere overeenkomsten voor het project. Doorslaggevend voor de start was de toestemming van Omgevingsdienst Haaglanden (ODH) om het lokale waterstofnet te gebruiken. Sindsdien hebben de consortiumpartners de waterstofinstallatie en testfaciliteiten in de woning aangelegd.

Waterstofaansluiting

“Het project bestaat in feite uit twee deelprojecten: het ondergrondse waterstofnet in de straat, vergelijkbaar met een aardgasnet. En de installatie binnenshuis waar we de installatie aansluiten op de waterstofstraat”, aldus Mureau. De waterstofleiding ligt er nu twee jaar en is door een samenwerkingsverband van Stedin in samenwerking met Enexis en Liander, aangelegd.  “Het waterstofnet loopt onder The Green Village en is net zoals bestaande aardgasleidingen uitgevoerd onder de straat, over een lengte van een paar honderd meter tot aan onder meer het waterstofhuis. Naast deze woning zal in de toekomst wellicht een aantal andere gebouwen op het net worden aangesloten. Hierdoor kunnen testen worden uitgevoerd om te zien hoe waterstof zich in een leidingnet gedraagt. Deze kennis is nodig om na te gaan wat er nodig is om over te schakelen van een aardgasleidingnet naar een waterstofleidingnet.”
Het waterstofnet wordt in dit proefproject gevoed met waterstof die via de ondergrondse leidinginstallatie het huis binnenkomt. De huisaansluiting is gerealiseerd met een tweetal peko’s (koperen leiding omhuld met PE-leiding) van HSF. Een standaard aardgas uitvoering en een specifieke H2 uitvoering. Ook deze worden beide getest op lekkage en levensduur.

Gasdrukregelaar

De druk in het net onder de straat is net als bij veel aardgasnetten 100 mbar. De geïnstalleerde combinatieregelaar van gAvilar, specialist in regelapparatuur voor gasdistributie en deelnemer aan het consortium, regelt de gasdruk terug naar 25-30 mbar voordat het gas de aangepaste gasmeter van Apator Metrix bereikt. De combinatieregelaar is al goedgekeurd voor waterstof door KIWA. Deel van de proef op The Green Village is dat de gasgebrekklep (b-klep) is aangepast om te voorkomen dat leken gevaarlijke situaties kunnen veroorzaken. Daarnaast is een mechanische ssv (overdrukbeveiliging) toegevoegd. Deze sluit de inlaat af als de installatiedruk te hoog wordt (80 +/- 10 mbar), bijvoorbeeld doordat de leidingen tot ongebruikelijke temperaturen opwarmen. Tot slot is een prototype van een afsluitunit geïnstalleerd, ontworpen samen met projectpartners PIA Automation, Het InternetHuis en Beute. Deze sluit de regelklep in geval van alarm.

Waterstofleidingen in huis

(tekst gaat verder onder foto)

Door de woning lopen drie parallelle leidingen die waterstofgeschikt zijn en om beurten worden getest.(Foto: H2@Home)

De waterstofleidingen lopen ook door de meterkast en gebruiksruimten van het huis. Juist deze combinatie maakt de testomgeving realistisch. De resultaten zijn van groot belang om huishoudens in de toekomst toegang tot waterstof te kunnen bieden.

Reële testomgeving

In de woning is een waterstofketel (voor tapwater en verwarming ) geplaatst van Remeha. De werking lijkt op die van een hr-ketel. De calorische waarde van waterstof is 1/3e van aardgas waardoor je meer gas nodig hebt voor dezelfde hoeveelheid warmte.

“Om goed te kunnen testen welk effect dit heeft, hebben we diverse  leidingsoorten geïnstalleerd met verschillende materialen (koper en multilayer), verschillende diameters en van verschillende leveranciers zoals VSH, Henco en Comap. Aangezien er meer gas door de buis stroomt in vergelijking met aardgas, willen we weten wanneer en in welke mate waterstof harder zal stromen en wat dit betekent voor de gebruiker. Produceert het meer geluid? Zijn er meer trillingen waar te nemen? Door verschillende typen leidingen in een bewoonde woning met wisselend gebruik en wisselende temperaturen te plaatsen, krijgen we een realistische testomgeving. De resultaten zijn van groot belang om huishoudens in de toekomst toegang tot waterstof te kunnen bieden.”

Er is in volume drie keer meer waterstof nodig dan aardgas, maar dit betekent niet dat het rendement daarmee drie keer slechter is en de kostprijs drie keer zo hoog, voegt Mureau hier nog aan toe: “Een kilogram waterstof bevat evenveel energie als vier kubieke meter aardgas, maar heeft dus een groter volume. Wat betreft de kosten zullen in de toekomst grote stappen gemaakt worden om de prijs voor de consument gelijk te houden of lager te maken. Maar daarvoor hebben we nog wel tijd nodig. Een grootschalige toepassing voor 2030 is daarom niet te verwachten. Om die termijn te halen zijn alle testen en kennisopbouw nu noodzakelijk zodat we er ook tijdig klaar voor zijn.”

Toevoer wisselen met afsluiters

Aangezien er maar één ketel is geplaatst, zullen de verschillende typen leidingen om de beurt gedurende een bepaalde periode worden gebruikt.  “Dankzij de geplaatste afsluiters is het eenvoudig om de leidingen om en om in gebruik te nemen. En mochten we nog een ander type leiding willen testen, dan is dit door de verschillende toevoerleidingen eveneens mogelijk.”

(tekst gaat verder onder foto)

Vanuit de meterkast lopen waterstofleidingen naar de speciale H2 verwarmingsketel op zolder. (Foto: H2@Home)

Veiligheid

Het project is met veel aandacht voor veiligheid gerealiseerd. “Er is geen enkele reden om te denken dat waterstof minder veilig is dan aardgas en dat gaan we in dit huis aantonen”, zegt Mureau. Toch verliep de voorbereiding niet zo vlot, geeft hij aan. “Wat we in het voortraject hebben gemerkt, is dat de perceptie van waterstof heel anders is dan van aardgas. Tijdens de uitvoerige gesprekken met vergunningverleners en overheden merk je dat daar nog veel onbekend is men de kaders mist om één en ander te toetsen. Dit leidt  tot een gevoel van ongemak. Uitvoerige gesprekken zijn nodig om iedereen op eenzelfde kennisniveau te krijgen.”
Ook is een erg uitgebreide risicoanalyse uitgevoerd. “Alle samenwerkingspartijen zijn hierbij betrokken geweest, aangezien dit een hobbel is die je met z’n allen zult moeten nemen om verder te kunnen.”

De bewoners zijn eveneens goed geïnformeerd. “Dit zijn medewerkers van de universiteit die de visie om groener te leven omarmen. Ze staan volledig achter het project en zijn niet bevreesd.”

Sensoren

In het project worden extra maatregelen genomen om aan te tonen dat het allemaal veilig is. Denk aan waterstofsensoren die kunnen waarnemen of er een lekkage is. Waterstof is namelijk niet geodoreerd. “De sensoren nemen de signaalfunctie over wanneer sprake is van het minste lekje.”

Ook is een noodknop in de buurt van de meterkast toegevoegd. Hiermee kunnen de bewoners – mochten ze denken dat er iets niet goed gaat – het systeem meteen uitschakelen. “De verwachting is dat we dit niet nodig zullen hebben, maar we willen ook kunnen aantonen dat dit overbodige maatregelen zijn, omdat er geen noemenswaardige lekkages zullen zijn.”

Daarnaast wordt nog getest op het automatisch afsluiten bij brand én automatische berichtgeving aan de installateur bij calamiteiten.

Installateur

De installateur kijkt naar de voorwaarden waaraan een binnenhuisinstallatie moet voldoen om over te kunnen gaan op waterstof

Tot slot speelt ook de installateur een belangrijke rol in dit project. Breman heeft de installatie aangelegd en kijkt mee gedurende de proefperiode die tot juni 2022 zal lopen. “De installateur kijkt vooral naar de voorwaarden waaraan een binnenhuisinstallatie met moet voldoen om over te kunnen gaan op waterstof. Er mag bijvoorbeeld geen lucht in leidingen zitten, aangezien lucht in combinatie met waterstof eerder ontbrandt dan lucht in combinatie met aardgas. Moeten we extra afpersen omdat waterstofmoleculen kleiner zijn dan aardgasmoleculen? Moet hiervoor een ander middel worden gebruikt? Of moeten we de leidingen langer onder druk zetten? Dergelijke aspecten willen we in dit project eveneens bekijken. Er zijn allerlei richtlijnen voor aardgasinstallaties, maar deze zijn er nog niet voor waterstof. Hierin willen we voortgang maken zodat ook de randvoorwaarden kloppen.”

*H2@Home is een consortium van de volgende partijen: Beute B.V., Enpuls B.V., gAvilar B.V., Het Internethuis, PIA Automation B.V., Aalberts N.V. (Flamco, Comap, HSF, VSH en Henco), Breman Service Rotterdam B.V., Enexis (i.s.m. Stedin en Alliander), Apator Metrix SA, Remeha, The Green Village en DreamHûs.

Gerelateerde artikelen over waterstof en (groen) gas:

Dit vind je misschien ook interessant