De inzet van brandstofcellen is te vergelijken met de komst van de stoommachine, de wisselspanning en de computer. Het legt een fundament voor een andere manier van werken. Het rendement van een brandstofcel is hoog en de uitstoot van de cel kan zelfs volledig schoon zijn. Hierdoor kunnen afgassen, zoals water en zuivere CO2, nuttig worden gebruikt. Twee systeemtypen voor brandstofcellen zijn voor Nieuwe Nuts van belang: de systemen die lokale reststromen in energie omzetten, en de systemen die zon- en windenergie goed hanteerbaar maken. Beide laten niet lang meer op zich wachten. Sinds 2001 doet men in Duitsland op diverse plaatsen ervaring op met het gebruik van brandstofcellen voor decentrale elektriciteits- en warmtevoorziening. Voorbeelden zijn het ziekenhuis in Bad Neustadt a/d Saale en Deutsche Telekom in München. De gebruikte brandstofcel (type MCFC – molten carbonate fuel cell) wordt gevoed met aardgas. Het elektrisch rendement is hoog: 50%.55 Daarbij komt warmte op hoge temperatuur beschikbaar die voor allerlei doeleinden kan worden gebruikt. Sinds 2006 lopen er ook pilotprojecten voor brandstofcellen op biogas.56 Een verdere ontwikkeling is de combinatie van brandstofcel met gasturbine (GT). Hiervoor wordt een hetere brandstofcel gebruikt (type SOFC – solide oxide fuel cell). De afgassen van deze brandstofcel hebben voldoende druk om een gasturbine aan te drijven. Het elektrisch rendement van deze combinatie is hoog. Schattingen voor de eerste generatie SOFC-GT liggen rond de 75%.57 Voor latere generaties worden nog hogere rendementen verwacht. De SOFC hoeft geen waterstof te worden gevoed. Hij is omnivoor en kan ook koolwaterstoffen aan, zoals biogas en biodiesel. Een dergelijke combinatie is bij uitstek geschikt om reststromen te verwerken en basislast te leveren voor de elektriciteitsvoorziening. De afgassen zijn zuiver en toepasbaar voor andere functies.58 57 Dit verslaat de meeste industriële elektriciteitscentrales, en is zeker voor kleinschalige productie buitengewoon hoog. Het totale rendement wordt bovendien verder opgevoerd naarmate de restwarmte wordt benut. Het rendement van warmte en stroom gezamenlijk ligt rond de 90%. 55 56 Zie bijvoorbeeld het project van MTU CFC Solutions GmbH (DaimlerChrysler) te Leonberg. 57 Het gecombineerd thermisch (32%) en elektrisch (75%) rendement komt op 107%. 58 De SOFC kan vrijwel alle asloze brandstof omzetten, tot vergaste steenkolen aan toe. De zuurstof uit de lucht gaat door het membraan van de brandstofcel heen; het verbrandingsproduct is zuiver CO2, op druk, zonder stikstof of andere gassen. Figuur 20. Schematische weergave van verschillende typen brandstofcellen, en de reacties/reactietemperaturen waarop ze werken. Van koud (onder) naar heet (boven). Bron: http://www.doitpoms.ac.uk/ tlplib/fuel-cells/types.php De koudere brandstofcellen worden met waterstof gevoed. Dit zijn de brandstofcellen waarover in de pers het meest wordt geschreven. De ontwikkelhorizon van deze cellen ligt ver in de toekomst. De hetere cellen worden in de praktijk al toegepast, onder andere voor decentrale nutsvoorziening. De heetste brandstofcel (SOFC) kan worden ingezet als aandrijving van een gasturbine. Dit geeft een zeer hoog elektrisch rendement. Gestookt kan worden op organische reststromen. De afgassen zijn zuiver en bruikbaar. Pagina 66
Pagina 68Scoor meer met een online shop in uw uitgaven. Velen gingen u voor en publiceerden onderzoeksrapporten online.
303 Lees publicatie 100Home