Waarom kiezen voor een brandstofcel-WKK?

Een brandstofcel zet via een elektrochemisch proces waterstof en zuurstof om in elektrische energie zonder tussenstappen van verbranding en mechanische arbeid. Daardoor behaalt de technologie zeer hoge elektrische rendementen. Brandstofcellen worden ontwikkeld voor een reeks stationaire, draagbare en transport-toepassingen, en de grootte varieert van individuele cellen van 100W tot energiecentrales van enkele MW. De meesten worden als WKK-toepassing voorzien, met nuttig gebruik van de warmte. De studie die COGEN presenteerde, spitst zich toe op de stationaire brandstofcel-WKK en de voornaamste types die beschikbaar zijn.

De werking

De stack wordt gevoed door waterstofgas. Door een hervormer toe te voegen aan het systeem van de brandstofcel-WKK, kan deze laatste gevoed worden door aardgas: een opportuniteit in een land als België met een uitgebreid bestaand gasnetwerk; zeker wanneer op lange termijn een vergroening van het gasnet voor een verdere koolstofreductie kan zorgen. Door reforming kan aardgas (of een andere brandstof) dan worden omgezet in waterstof.

Het systeem bestaat verder nog uit een aantal types hulpapparatuur, zoals een invertor, pompen, ventilatoren, warmtewisselaars, waterbeheerssystemen en meet- en controlesystemen. De hele opstelling is zeer modulair, zonder dat er veel aan de basisconfiguratie verandert. Dit maakt brandstofcellen toepasbaar in een zeer breed gamma van vermogens.

Fundamenteel anders

Tegenover andere technologieën produceren de brandstofcellen meer elektriciteit en minder warmte, wat brandstofcel-WKK’s geschikt maakt voor een toepassing met lage warmtevraag (zoals BEN-gebouwen). Hoewel deze technologie dus fundamenteel anders presteert dan andere micro-WKK’s, bestaat er binnen de huidige EPB-rekenmethode geen aparte rekenmethodiek; ze vallen onder de generieke categorie ‘andere toepassingen’.

Lage uitstoot

Door de hoge primaire-energiebesparing en de afwezigheid van een verbrandingsproces, zijn emissies van onder andere NOx, CO, VOC’s en SOx zeer laag. Het reforming-proces genereert CO_2, maar de uitstoot is laag omwille van het hoger elektrisch rendement. Er wordt nagenoeg geen fijn stof gevormd, wat ook erg belangrijk is in de nabije omgeving van de installaties, bijvoorbeeld in een stedelijke omgeving.

Besparing, eenvoudig en weinig geluid

De voor- en nadelen van brandstofcel-WKK’s hangen af van de doelgroep. De voornaamste voordelen voor de eindgebruiker (zowel huishoudelijk als voor bedrijven) zijn een besparing op de energiefactuur, een eenvoudige en kleine opstelling en een installatie met zeer weinig emissies of geluid. Bovendien bieden de brandstofcellen aan de netbeheerders het voordeel van een voorspelbare en continue elektriciteitsproductie. De systemen zijn moduleerbaar , zodat ze te dimensioneren zijn in functie van de elektriciteits- en/of warmtevraag. Het voornaamste nadeel voor de eindgebruiker is de momenteel nog hoge investeringskost.

De markt van de residentiële brandstofcel-WKK’s heeft zich al zeer sterk ontwikkeld in Azië, waar de technologie al haar rendabiliteit en efficiëntie heeft bewezen. Interessant is dat in Japan investeringssubsidies voor brandstofcel-WKK’s de verkoop zo hebben gestimuleerd dat de verkoopprijs na vijf jaar tot de helft was teruggebracht. Ondersteuning voor technologieën die op zich nog niet rendabel zijn kan dus een aanzienlijke impact hebben op het prijsverloop.

In Europa is het systeem nog niet volledig gecommercialiseerd. Daarom startte de Europese Commissie het ene.field project op, dat door financiële ondersteuning de productie van Europese brandstofcellen wil promoten. Vanaf 2016 is het ook voor Belgische eindgebruikers mogelijk om in dit project te stappen, waardoor de investeringskost een veel kleinere drempel wordt.

Joni Rossi schreef ook een uitgebreid advies over brandstofcel-WKK’s. Dat is makkelijk terug te vinden op www.cogenvlaanderen.be

Dit artikel verscheen eerder in Installatie en Bouw