artikel

Werkt een cv-ketel voor aardgas ook op waterstof?  

klimaattechniek

In hoeverre wijkt de techniek van een op aardgas gestookte cv-ketel af van een waterstofketel? Is ombouwen een optie? En wat betekent waterstof voor installatie en onderhoud?

Werkt een cv-ketel voor aardgas ook op waterstof?  

Door Joop van Vlerken

Nooit eerder zijn in Nederland woningen verwarmd met hr-ketels op pure waterstof. Daarom wordt in Rozenburg een proef uitgevoerd met cv-toestellen die een appartementsgebouw verwarmen met 100% waterstof. De voorbereidingen zijn inmiddels getroffen en begin 2019 start de proef. In de ketelruimte van het appartementsgebouw komen twee hr-ketels te hangen, één van Remeha en één van Bekaert.  

Ketelcomponenten voor waterstof 

“In principe is het gewoon een hr-ketel”, zo legt Marco Bijkerk uit, manager innovatietechnologie bij Remeha: “behalve dat we alle componenten die normaal met aardgas in aanraking komen, hebben vervangen door speciaal voor waterstof ontworpen componenten. Het gaat dan onder meer om de gasklep, de ventilator en de brander. Deze hebben we opnieuw moeten ontwikkelen. De rest van de hr-ketel blijft helemaal hetzelfde.”   

Brander is belangrijk onderdeel  

Ook Bekaert heeft een ketel ontworpen speciaal voor dit project, vertelt Joan Teerling, manager Research & Innovation bij Bekaert. “Wij ontwikkelen normaal gesproken het technisch hart van een cv-ketel voor onze klanten, de zogeheten heat cell. Een belangrijk onderdeel hiervan is de brander. Hier ligt onze expertise. Ongeveer de helft van de branders wereldwijd komt van ons. En dat is een van de belangrijkste onderdelen in de ketel als je van aardgas over wilt gaan naar waterstof. Het is bovendien het meest ingewikkelde onderdeel dat aangepast moet worden. De andere zaken zijn minder ingewikkeld.”   

Waterstof heeft hogere verbrandingssnelheid  

Volgens Teerling is de belangrijkste reden om deel te nemen aan de proef aantonen dat waterstof een goed alternatief is voor aardgas in cv-ketels.  “Het is niet zo moeilijk, maar er zijn wel een aantal zaken waar rekening mee gehouden moet worden. Waterstof heeft bijvoorbeeld een hogere verbrandingssnelheid. De verschillende partijen zijn het er nog niet over eens hoe je daar mee om moet gaan. Ik kan nu nog niet vertellen hoe wij het opgelost hebben, omdat we patent op deze technieken aanvragen. Daarnaast heb je te maken met een hogere vlamtemperatuur en de volumestromen zijn anders, net als de dichtheid van waterstof.”   

Waterstof in energietransitie  

In de energietransitie kan waterstof een grote rol spelen, voorspelt Bijkerk. “De energietransitie gaat gepaard met hoge kosten. Zeker als je kijkt naar het all-electric maken van bestaande woningen. Als je alleen door het vervangen van de ketel en de brandstof woningen CO2-vrij kunt maken, dan heb je het probleem in één keer opgelost. Het scheelt de consument niet alleen veel geld. Het wordt ook veel makkelijker om zijn huis te verduurzamen.”  Het einde van de cv-ketel is nog niet in zicht in deze denkwijze.

All-electric is lastig  

Dat wordt bevestigd door Teerling. “De bestaande bouw is lastig all-electric te maken, bijvoorbeeld omdat huizen heel goed geïsoleerd moeten worden en er laagtemperatuurverwarming moet worden aangelegd. Ik denk dat de waterstofketel voor de bestaande bouw een goede oplossing is. We kunnen bovendien gebruik maken van bestaande infrastructuur, kennis en technologie. Dat scheelt heel veel tijd en geld.” Hij verwacht dan ook niet dat er voor installateurs al te veel gaat veranderen als ketels straks op waterstof draaien. “De technologie blijft voor het overgrote deel hetzelfde en dat geldt ook voor de ketel. Dat betekent ook dat de onderhoudsfrequentie bijvoorbeeld gelijk blijft.”   

Waterstof in energieopslag

Daarnaast biedt waterstof nog tal van andere voordelen, weet Bijkerk. “Met waterstof kun je ook het probleem van energieopslag deels oplossen. Doordat je duurzame elektriciteit omzet in waterstof is het namelijk makkelijker op te slaan. Daarnaast is er nog de mogelijkheid om huizen uit te rusten met brandstofcellen zodat er ook lokaal elektriciteit van gemaakt kan worden. Het is dus niet alleen het gebruik in hr-ketels. Je kunt er nog zoveel meer mooie dingen mee.”   

Globale energiebehoefte  

Teerling vult aan: “Waterstof biedt veel meer mogelijkheden voor opslag dan elektriciteit. En het is breed toepasbaar. In de industrie wordt het al volop gebruikt. Daarnaast hebben we het gewoon nodig, want de experts voorspellen dat de globale energiebehoefte in 2050 voor 40% elektrisch is en verduurzaamd kan worden met bijvoorbeeld zon en wind. Voor de overige 60% blijven we afhankelijk van brandstoffen, dat maar deels met biomassa kan worden ingevuld. Daar ligt een grote kans voor waterstof.”  

Met waterstof kunnen we bestaande infrastructuur, kennis en technologie gebruiken

Met waterstof kunnen we bestaande infrastructuur, kennis en technologie gebruiken

Cv-ketels ombouwen naar waterstof  

Hoewel het volgens Bijkerk nog te vroeg is om er echt een oordeel over te vellen, denkt hij niet dat de huidige hr-ketels omgebouwd gaan worden voor waterstof. “Dat wordt heel erg lastig. Technisch kan het natuurlijk, maar ik vraag me af of het loont. Er is veel activiteit in de woning nodig om al die onderdelen te vervangen.” Ook Teerling vindt het nog te vroeg om te zeggen of het mogelijk is bestaande systemen om te bouwen. “Maar ik sluit het zeker niet uit. Technisch gezien denk ik dat het mogelijk is, maar misschien wordt het wel veel te duur. De bestaande ketel vervangen door een waterstofketel is vermoedelijk goedkoper en eenvoudiger uit te voeren. Waterstof is sowieso inpasbaar in de huidige keteltechnologie.”  

Risico’s van waterstof   

Op het gebied van veiligheid is er net als bij de verbranding van aardgas aandacht nodig voor de risico’s, beaamt Bijkerk. “De risico’s vallen ook voor waterstofgas zeker binnen de technische haalbaarheid. We moeten er ook niet te moeilijk over doen. Voordat aardgas de norm werd, gebruikten we stadsgas dat ook voor 50% uit waterstof bestond. Waterstofgas is vluchtiger en kan dus makkelijker door materialen heen. Daar heeft Gasunie al onderzoek naar gedaan en de resultaten wezen uit dat het allemaal erg meevalt. Daarnaast ligt de snelheid van verbranding hoger. Maar het zijn allemaal normale processen die je goed moet bekijken.”  

 

Leestip: Wat is waterstof

 

Bijmengen van waterstof  

Naast 100% waterstof, is het ook mogelijk om bepaalde percentages waterstof in te voeden in het aardgasnet, vertelt Bijkerk. “Op Ameland hebben we meegedaan aan een proef waar 20% waterstof in het aardgasnet werd gemengd. Voor de normale cv-toestellen die daar getest zijn, leverde dat geen problemen op.” Dus is het makkelijk om nu meteen de aardgastoevoer naar Nederlandse huishoudens te verduurzamen door het bijmengen van waterstof? Zo eenvoudig is het helaas niet, legt Bijkerk uit. “Er is in die proef op Ameland maar een bepaald aantal toestellen getest. Maar in Nederland staan ook oude gashaarden of andere gastoestellen en fornuizen. Daar is nog geen onderzoek naar gedaan. Je kunt dus niet zomaar het percentage waterstofgas in het gasnet opvoeren. Er moet eerst meer onderzoek gedaan worden.”    

 

 

 

 

Reageer op dit artikel