Opinie

Veertien Amelandse huishoudens koken en stoken sinds december 2007 op een mengsel van waterstof en aardgas. Voor zover bekend is dit de eerste praktijkproef in Europa. Opdrachtgevers zijn Eneco en GasTerra. Eneco heeft de leiding en is projectverantwoordelijke, de gemeente Ameland faciliteert. Kiwa Gastec Technology voert onderdelen uit. Het project duurt een kleine drie jaar.

Gasmengstation Ameland

Projectleider Albert van der Meer van Eneco: "Kernvraag is of het bestaande aardgasnet en bestaande huishoudelijke toestellen geschikt zijn voor een mengsel van aardgas en waterstof. Voor het onderzoek is op Ameland een gasmenginstallatie gebouwd en een speciaal stuk gasinfrastructuur. Verder zijn een aantal huishoudens bereid gevonden om deel te nemen. De onderzoeksgegevens komen uit materiaalonderzoek aan leidingen en verbindingsstukken, onderzoek aan de gastoestellen en enquêtes onder de bewoners."

Waterstof wordt vooral gebruikt bij industriële processen en mobiele toepassingen. Van der Meer: "Dit project is een buitenbeentje, omdat het om een geheel nieuwe toepassing gaat. Dit project is gestart om het energietransitiepad 'Groen Gas' vorm te geven. Mengen van waterstof in aardgas in het gasnet is een mogelijke tussenvorm naar een duurzame energievoorziening, die verkend moet worden."

Uiteindelijk duurzaam

De praktijkproef vindt plaats in en bij appartementencomplex Noorderlicht in Nes. Kiwa Gastec ontwierp en bouwde de gasmenginstallatie. De mengverhouding waterstof – aardgas wordt tijdens het onderzoek stapsgewijs opgevoerd. Senior consultant Hans de Laat van Kiwa Gastec Technology: "In december 2007 zijn we begonnen met vijf procent waterstof. Nu zitten we op tien. Als de onderzoeksresultaten dat toelaten gaan we door tot twintig procent."

De proef kent twee fasen. Eerst wordt de menginstallatie gevoed met flessen waterstof. Van der Meer: "Deze waterstof is niet duurzaam geproduceerd. We moeten echter eerst het bijmengen honderd procent in de vingers te krijgen." Vanaf medio 2008 maakt men de waterstof op het eiland zelf, door middel van elektrolyse. De Laat: "Dat gebeurt met duurzaam opgewekte stroom van Eneco. De waterstof die we dan maken is dus wel duurzaam."

“Eind dit jaar moet duidelijk zijn of 20 procent bijmenging haalbaar is.”

Vóór en achter de gasmenginstallatie heeft Eneco een beproevingsnet aangelegd en een referentieleidingnet. Door het referentienet stroomt puur aardgas, het mengsel gaat door het beproevingsnet. Van der Meer: "Daarmee onderzoeken we de effecten van de waterstof op de infrastructuur. Beide netten zijn exact gelijk en bevatten een aantal in Nederland gebruikelijke verbindingstechnieken en leidingmaterialen, zoals PE, oud PVC, nieuw PVC en staal. Door beide netten stroomt evenveel gas, de netten kennen dezelfde bodemgesteldheid. Het enige verschil zit hem in het gasmengsel. Verschillen die we over drie jaar tussen de twee leidingennetten constateren zijn dus volledig toe te schrijven aan het aardgas-waterstofmengsel. Zo'n onderzoek is nog niet eerder in het veld en voor zo'n lange periode gedaan."

Lekt waterstof door het kleine molecuul niet in grote hoeveelheden uit de bestaande leidingmaterialen en verbindingsstukken? De Laat: "Lekkage is onderdeel van het onderzoek. We doen periodiek lekdichtheidsproeven en bewaken ook de gasmenginstallatie op dit punt zorgvuldig. Maar eerder onderzoek heeft geleerd dat bij de gebruikelijke Nederlandse gasleidingmaterialen de hoeveelheid weggelekt gas in verhouding tot de gasdoorzet uiterst klein is, ook voor waterstof."

Overlast

Het onderzoeken van de huishoudelijke toestellen vindt plaats in het kleinschalige appartementencomplex Noorderlicht. Alle appartementen hebben een eigen gasketel en de bewoners koken op gas. De bewoners zijn enthousiast over de proef en werken graag mee, ondanks het feit dat de proef wat overlast met zich meebrengt, zoals regelmatig bezoek van een monteur en het af en toe invullen van een enquête.

Van der Meer: "Voor het onderzoek hebben we de gasdrukregelaars in de appartementen moeten vervangen. In Noord-Friesland passen we 200 mbar toe, in de rest van Nederland is 100 mbar standaard. Voor de proef is daarom voor 100 mbar gekozen. De aanwezige HR-ketels en kooktoestellen zijn vanwege de vergelijkbaarheid vervangen door nieuwe toestellen. Voor de HR-ketels kozen we vier verschillende typen. Maar we praten over gewone, op de markt beschikbare toestellen, dus geen toestellen die speciaal geschikt zijn gemaakt voor aardgas plus waterstof. We richten ons met het onderzoek immers juist op het bestaande toestelpark."

Kiwa Gastec Certification testte van alle typen toestellen telkens één exemplaar vooraf in het laboratorium met gasmengsels tot 30 procent waterstof. "Dat is in verband met de veiligheid tien procent meer dan bij de veldtest", zegt De Laat.

Aan de toestellen worden allerlei parameters gemeten. Zoals de uitgestoten hoeveelheden CO en CO2, vlaminslag (waterstof heeft een hogere vlamtemperatuur dan aardgas) en het ontstekingsgedrag van toestellen. De Laat: "De toestellen hebben in het laboratorium alle tests met vlag en wimpel doorstaan. Dat geeft vertrouwen. Bij de HR-ketels zagen we bij bijmenging zelfs een iets verhoogd rendement, door de grotere condensatie."

Tijdens de proef geldt een verhoogd inspectieregiem. In de betreffende appartementen zijn waterstofsensoren aangebracht om onverantwoorde hoeveelheden waterstof in de binnenruimte te voorkomen. De gasmenginstallatie zit vol beveiligingen.

Opvoeren

Belangrijk onderdeel is een periodieke enquête onder de bewoners. Van der Meer: "Elke keer voordat we het waterstofpercentage verhogen, sturen we een enquête." De nieuwe ketels zijn drie maanden voor aanvang van de eigenlijke proef geïnstalleerd, om de bewoners eerst aan de nieuwe apparatuur te laten wennen.

Op dit moment is het bijmengingspercentage 10 procent. Van der Meer: "Als de enquête uitwijst dat dit probleemloos functioneert, schakelen we binnenkort over naar 15 procent." Eind dit jaar moet duidelijk zijn of twintig procent bijmenging haalbaar is.

Tot nu toe hebben de bewoners nauwelijks iets van veranderingen in het functioneren van hun toestellen gemerkt. Van der Meer: "Nog niet. Misschien dat dat bij twintig procent komt. De energiedichtheid van waterstof is immers kleiner dan die van aardgas."

De proef op Ameland loopt tot medio 2010. Daarna volgt een uitgebreide evaluatie. "We sturen dan de gebruikte toestellen en leidingmaterialen naar Apeldoorn voor een grondig onderzoek", zegt Van der Meer.

Hele klus

Een punt van zorg is nog wel hoe het na de proef verder gaat. "Dan moet opschaling volgen. En daarvoor is één geslaagde proef niet genoeg", zegt De Laat. "Om in Nederland met een mengsel van aardgas en waterstof te mogen werken is aanpassing van de normen noodzakelijk. Dat vraagt om samenwerking van de hele keten, van gasleveranciers tot en met de toestelfabrikanten. Dat wordt nog een hele klus."

"Ik zie bijmenging van waterstof voorlopig als een typisch decentrale oplossing is", zegt Van der Meer. "Omzetting van de hele gasinfrastructuur voor bijmenging met waterstof is een enorme operatie. Dat wordt langetermijnwerk. Dat is zelfs op middellange termijn geen optie."

De proefperiode van drie jaar moet zorgen dat allerlei praktijkproblemen voldoende aan het licht kunnen komen. "Daarna is het tijd voor de volgende stap", zegt De Laat. "De bouw van een systeem dat niet voor een paar jaar wordt aangelegd, maar voor onbepaalde tijd. Als techniek, normering, de overeenstemming van marktpartijen dat mogelijk maken, is Nederland rijp voor opschaling."

De eindrapportage over de praktijkproef is eind 2010. Van der Meer: "Eneco en GasTerra zullen over de bevindingen niet geheimzinnig doen. Dit onderzoek dient geen concurrentiedoeleinden, maar het algemeen belang. Wij hopen dat daarna ook andere partijen voortbouwen op de resultaten van dit onderzoek."