Waterstof bij Ecomare

Waterstof bij Ecomare Opties voor inzet Gerard Kraaij

ECN-E--08-073

2

ECN-E--08-73

Verantwoording Ecomare heeft via Leader een subsidieaanvraag gehonoreerd gekregen voor een studie “water en waterstof bij Ecomare”. Het onderdeel waterstof hierin wordt door ECN uitgevoerd.

Abstract Hydrogen is a clean fuel with very low emissions. In fuel cells the hydrogen can be converted to electricity with a high efficiency that can be used in electric transport and stationary applications. In order to promote and demonstrate this aspect ECN has investigated which applications Ecomare can use and demonstrate. Ecomare is the centre for Wadden and North Sea on Texel. The following options are investigated: • Bicycles with fuel cells on hydrogen • Small utility vehicles with fuel cells on hydrogen • Back-up systems with fuel cells on hydrogen • Combined heat and power system with fuel cells on natural gas The availability of transport systems with fuel cells is still small; from the bicycle market the cargobike from Masterflex is the best option. The cargobike will become available by mid 2009. The small utility vehicle that is potentially available is the VEM vehicle as developed in the Hychain project. For both vehicles the hydrogen logistic requires special attention since nonstandard hydrogen storage cylinders are used. For the stationary applications the demonstration aspect is less compared to the transport applications. The back-up systems are no necessity for Ecomare and the heat requirement in summertime is to small to for possible combined heat and power systems using fuel cells. Special attention is required for permits from the local authorities and fire department, and the transport of hydrogen by the ferry to Texel.

ECN-E--08-073

3

4

ECN-E--08-73

Inhoud Lijst van tabellen

6

Lijst van figuren

6

Samenvatting

7

1.

Inleiding

9

2.

Overzicht fietsen met brandstofcellen 2.1 Masterflex brandstofcelfiets op waterstof 2.2 Pearl brandstofcelfiets op waterstof 2.3 ZEEP brandstofcelfiets op waterstof 2.4 Horizon brandstofcelfiets op waterstof 2.5 Waterstofopslag met metaalhydrides 2.5.1 HyGear 2.5.2 Heliocentris 2.6 SFC Scooter met brandstofcel op methanol.

10 10 12 14 15 16 16 16 17

3.

Overzicht lichte bedrijfsvoertuigen op waterstof 3.1 HydroGEM 3.2 VEM

18 18 19

4.

Overzicht noodstroomvoorzieningen op basis van brandstofcellen

21

5.

Warmtekrachtsysteem met brandstofcellen

23

6.

Mogelijkheden voor Ecomare 6.1 Fietsen 6.2 Voertuigen 6.3 Back-up systemen 6.4 Warmtekrachtsystemen 6.5 Financiering 6.6 Aandachtspunten veiligheid en vergunningen

25 25 25 25 25 25 26

ECN-E—08-073

5

Lijst van tabellen Table 1: The characteristics of H2 PEM FC solutions for backup for mobile telecom networks...... 22

Lijst van figuren Figure 1: Masterflex brandstofcelfiets; 50 W FC en 45 g H2 opslag................................................. 10 Figure 2: The power unit of the Pearl hydrogen bike........................................................................ 12 Figure 3: The Pearl hydrogen bike .................................................................................................... 12 Figure 4: Zeep fuel cell bike.............................................................................................................. 14 Figure 5: Horizon fuel cell technologies ........................................................................................... 15 Figure 6: EKTOS 200; H2 opslag ...................................................................................................... 16 Figure 7: Metaalhydride waterstofopslag van Heliocentris............................................................... 16 Figure 8: SFC Scooter op methanol .................................................................................................. 17 Figure 9: HydroGEM voertuig met brandstofcelsysteem.................................................................. 18 Figure 10: Hychain bedrijfsvoertuig.................................................................................................. 19 Figure 11: Energieverbruik per maand en thermische en elektrische basislast op EcoMare............. 23

6

ECN-E--08-73

Samenvatting Waterstof is bij gebruik een schone brandstof; er komen nauwelijks emissies bij vrij. Met behulp van brandstofcellen kan waterstof met een hoog rendement omgezet worden in elektriciteit, eventueel te gebruiken voor elektrisch vervoer. Om deze aspecten te promoten en tijdens het gebruik te laten zien wil Ecomare door ECN laten onderzoeken welke waterstoftoepassingen bij Ecomare ingezet kunnen worden. De volgende 4 opties zijn verder onderzocht: 1. Fietsen met brandstofcellen op waterstof 2. Klein bedrijfsvoertuig met brandstofcellen op waterstof. 3. Noodstroomvoorziening met brandstofcellen op waterstof 4. Warmtekrachtinstallatie met brandstofcellen op aardgas Van de fietsen zijn de cargobikes van Masterflex te verkrijgen vanaf medio 2009 voor 8-10 k€. Van de lichte bedrijfsvoertuigen met brandstofcellen is het voertuig dat VEM in 10-voud voor het HyChain project vervaardigd een mogelijke optie voor 38 k€. Voor beide voertuigtoepassingen geldt dat de logistiek van de waterstoftoevoer geregeld dient te worden. Het aanbod aan verkrijgbare transportsystemen met brandstofcellen is nog altijd zeer beperkt. Een noodstroomvoorziening is niet noodzakelijk voor Ecomare en voor de warmtekrachtinstallatie is de warmtevraag in de zomer te laag. Speciale aandacht is nodig voor de vergunningen van de lokale overheid, brandweer en transport van waterstof via de veerdienst.

ECN-E—08-073

7

8

ECN-E--08-73

1.

Inleiding

Waterstof is bij gebruik een schone brandstof; er komen nauwelijks emissies bij vrij. Met behulp van brandstofcellen kan waterstof met een hoog rendement omgezet worden in elektriciteit, eventueel te gebruiken voor elektrisch vervoer. Om deze aspecten te promoten en tijdens het gebruik te laten zien wil Ecomare door ECN laten onderzoeken welke waterstoftoepassingen bij Ecomare ingezet kunnen worden. Ecomare werkt aan natuurbescherming in wadden en Noordzee door voorlichting, educatie en opvang van vogels en zeehonden. Ecomare omvat een natuurmuseum, zeehondenopvang, zeeaquarium, vogelopvang, duinpark, centrum voor natuur- en milieueducatie, informatiecentrum en een bezoekerscentrum. In de kick-off bespreking zijn de volgende 4 opties genoemd die bij Ecomare ingezet kunnen worden en die verder onderzocht zullen worden: 1. Fietsen met brandstofcellen op waterstof 2. Klein bedrijfsvoertuig met brandstofcellen op waterstof. 3. Noodstroomvoorziening met brandstofcellen op waterstof 4. Warmtekrachtinstallatie met brandstofcellen op aardgas De vragen die hierbij een rol spelen zijn: • Welke brandstofceltoepassingen zijn er beschikbaar? • Hoe kan het educatief ingezet worden? • Wat zijn de kosten? • Welke subsidiemogelijkheden zijn er? • Welke partijen zijn er verder nog nodig?

ECN-E—08-073

9

2.

Overzicht fietsen met brandstofcellen

De toepassing van fietsen met brandstofcellen op waterstof voor Ecomare is in eerste instantie gedacht bij verhuurbedrijven voor fietsen op Texel. Ecomare heeft niet de ambitie om zelf te gaan verhuren. Voor zover bekend worden er door de fietsverhuurbedrijven op Texel nog geen elektrische of motor ondersteunde fietsen verhuurd. De fietsen met brandstofcellen worden voorzien van het logo van Ecomare om op die manier de verbinding te maken tussen schoon vervoer en Ecomare. In de Koog zit een fietsenverhuurder die ook een tankstation heeft. Dit heeft mogelijk voor de opslag en het eventuele vullen van de verwisselbare waterstofopslag voor de fiets uit oogpunt van vergunningen een voordeel. Uitbreiding naar andere verhuurders kan bij gunstige vooruitzichten bij het volgende verhuurseizoen plaatsvinden. Op internet zijn mogelijke aanbieders van fietsen met brandstofcellen gezocht en van daaruit is verder informatie ingewonnen.

2.1

Masterflex brandstofcelfiets op waterstof

Figure 1: Masterflex brandstofcelfiets; 50 W FC en 45 g H2 opslag Masterflex Brennstoffzellentechnik GmbH Konrad-Adenauer-Str. 9-13 45699 Herten Tel. +49 (0) 2366 / 305 -191 [email protected]

De brandstofcellenfiets is gedurende 2 jaar met 10 stuks bij een fietsenverhuur in bedrijf geweest. De fietsen hebben volgens Masterflex goed gefunctioneerd. De waterstofopslag is bij deze fietsen momenteel de bottleneck. Voor de demonstratie is een tijdelijke toestemming verleend om de

10

ECN-E--08-73

metaalhydride opslag toe te passen. Er is echter op dit moment geen gecertificeerde opslag die aan de gestelde eisen qua volume voldoet. Masterflex gaat zelf de opslag niet ontwikkelen, zij zien meer toekomst in de cargobike.

Het bedrijf heeft nu ook een demonstratie in het kader van het HyChain project (www.hychain.org) met een cargobike waarin de opslag met waterstof onder druk wel gecertificeerd is. De cargobikes en de waterstofopslag worden in het kader van het HyChain project verder op de markt gebracht. Het brandstofcelsysteem heeft een vermogen van 250 W en 60 g waterstof opslag (3l; 350 bar). In het project zou Air Liquide een opslag van (2 liter; 5 kg; 700 bar) ontwikkelen, is er echter (nog) niet. De cargobikes voor het HyChain project worden nu gemaakt en daarmee is de capaciteit vol. Binnenkort wordt het prototype van de volgende generatie getest, en die komt vanaf voorjaar 2009 op de markt. De cargobike heeft trapondersteuning nodig. Het maximale laadvermogen is 150 kg. Prijsindicatie 2-3 k€ voor een batterijversie en 8-10 k€ voor de brandstofcelversie. Deze cargobikes worden bij voorkeur geleverd als een vloot van voertuigen met een minimumafname van 10 stuks vanwege de logistiek van de waterstofleverantie. Voor deze versie wordt uitgegaan van 5 liter flessen op 300 bar gevuld, dit is echter voor waterstof een speciale fles. Dit maakt de logistiek voor de waterstofleverantie duur, met name wanneer het om enkele stuks gaat (standaard voor waterstof zijn 2 liter en 10 liter flessen). De range met deze waterstofopslag zal tussen 150 en 250 km liggen, afhankelijk van terrein en de mate van trapondersteuning. In het HyChain project wordt namelijk ook de waterstofopslag met composietcilinders ontwikkeld die het voordeel van een lager gewicht hebben. Deze opslag wordt tevens voorzien van een quickconnect aansluiting om snel verwisselen van cilinders mogelijk te maken.

ECN-E—08-073

11

2.2

Pearl brandstofcelfiets op waterstof

Figure 2: The power unit of the Pearl hydrogen bike

Figure 3: The Pearl hydrogen bike

12

ECN-E--08-73

Pearl Fuel Cell Powered Electric Bicycle Driving distance: ≥60 km Max driving distance: 100 km Max speed: ≤25 km/h Power source: PEM fuel cell Hydrogen consumption: 3 L/min Hydrogen storage: 600 L Dimensions (mm): 1580×565×1075 Wheel: 20" Weight/Rated Loading: 32 kg/75 kg Noise: ≤62dB Motor type/power/voltage: Brushless/180W/24V Low voltage Protection: 21.5 ± 0.5V Over-current protection: 14A ± 1A UK Guide Price: £2,475 plus taxes and delivery De H2 opslag van deze brandstofcelfiets is mbv metaalhydrides. De handleiding van de brandstofcelfiets is te vinden op: http://www.valeswood.com/pdf/User_Manual_Hydrogen_Bicycle_VW.pdf Voor de handleiding van het vullen zie: http://www.valeswood.com/pdf/Operating_Manual_MH300-1x2_VW.pdf Deze fietsen en beschrijvingen passen beter bij de handige knutselaar dan bij een professionele fietsenverhuurder. Er wordt niet aangegeven of de H2 opslag gecertificeerd is.

ECN-E—08-073

13

2.3

ZEEP brandstofcelfiets op waterstof

Figure 4: Zeep fuel cell bike S p ec if ic at io n o f Z E EP f u e l ce l l b i c yc l e ZEEP fuel cell bicycles have a range of up to 100 km with a speed of 40 km/h. The PEMFC will use hydrogen supplied from a metal hydride canister located behind the bicycle seat to provide 400 Watts of power to the bicycle drive motor at ambient pressure. This is sufficient to give it an estimated range of 100 km for each canister. ZEEP Energy Ltd 26 Grosvenor Square Mayfair London W1K 4QW United Kingdom Tel: +44 (0)870 733 3339, Fax: +44 (0)870 733 3343 Bovenstaande info komt uit 2005. Geen reactie op meer informatie verkregen. Telefoonnummer bestaat niet meer.

14

ECN-E--08-73

2.4

Horizon brandstofcelfiets op waterstof

Figure 5: Horizon fuel cell technologies The fuel cell systems in these light electric vehicle applications are much smaller than for automobiles or motorcycles, requiring less hydrogen, with readily available hydrogen storage technologies – making the proposition easy and attractive. The fuel cell bicycles have a top speed of 25 km/h, and can travel at least 100 km on a hydrogen refill. With many more fuel cell vehicles on the road, visibility is increased, meaning that the investment in public outreach and education is more efficient. Also, while providing mobility, the systems on the bicycles are also small portable power systems able to run radios, computers, lights, power tools, medical equipment, even generate heat. The possibilities are endless and the start of a critical mass can spark wider deployment of higher power applications including fuel cell powered automobiles. Horizon Fuel Cell Technologies Pte. Ltd. 5 Shenton Way UIC Building #23-03 Singapore 068808 Tel:(65) 6408 9785 Fax:(65) 6491 5021

Contact: Dolf Joekes Status zoals gemeld door Dolf Joekes in augustus 2008. In het kort – we zijn de fiets aan het ontwikkelen. De fuel cell technologie is bewezen en werkt, de integratie ervan op een fiets nog niet. Dit is voornamelijk een electronic control problem en we verwachten dit in de komende 6 weken te kunnen afronden tot prototype fase. De verhuur business ligt ook in ons vizier en ik denk dat dat een goede start/introductie van onze fuel cell LEV’s kan zijn.

ECN-E—08-073

15

2.5

Waterstofopslag met metaalhydrides 2.5.1 HyGear Vanwege de problemen van Masterflex met de certificering van de waterstofopslag met metaalhydrides is de status in Nederland onderzocht om te onderzoeken of er op deze wijze een oplossing gevonden kan worden. Voor waterstofopslag in metaalhydrides werkt het Nederlandse bedrijf HyGear samen met de Bulgaarse partner EKTOS. De opslag dient nog gecertificeerd te worden. Er is weinig vraag naar. De EKTOS 200 bevat 200 Nl H2 (18 gram) en weegt 3 kg. Voor certificering kan het ontwerp aangepast worden om de gewenste opslagcapaciteit te verkrijgen. De opslag dient bij het vullen gekoeld te worden, bijvoorbeeld met koud water, om de warmte tijdens vullen af te voeren. De oplaadtijd voor deze systemen is ongeveer 1 uur. De cilinders worden gewisseld, de fiets is dan weer rijklaar, en de lege cilinders worden gevuld. Figure 6: EKTOS 200; H2 opslag

2.5.2 Heliocentris Heliocentris heeft metaalhydride opslag van 5, 18 en 70 gram waterstof en die wegen resp. 0.8, 2.2 en 7 kg. Deze worden tijdens het vullen luchtgekoeld en kunnen in 1 uur gevuld worden.

Figure 7: Metaalhydride waterstofopslag van Heliocentris.

16

ECN-E--08-73

2.6

SFC Scooter met brandstofcel op methanol.

Een ander vervoermiddel dat al wel besteld kan worden is een scooter met brandstofcel op methanol. De scooter rijdt op de accu’s en gebruikt de brandstofcel om de accu’s langzaam bij te laden in plaats van gebruik te maken van het stopcontact.

Figure 8: SFC Scooter op methanol Mit der Brennstoffzelle an Bord werden die Scooter-Fahrer unabhängig von der Steckdose und haben ihr Ladegerät immer dabei. Denn die EFOY Brennstoffzelle arbeitet im Hybrid-Betrieb mit der Batterie und hält diese im optimalen Ladezustand. Sinkt der Ladezustand unter einen voreingestellten Wert, schaltet sich die Brennstoffzelle automatisch ein und lädt die Batterie wieder auf. Der Betriebsstoff Methanol dafür kommt in der praktischen, TÜV-geprüften Tankpatrone von SFC, die mit wenigen Handgriffen ausgewechselt werden kann. Nicht, dass das oft nötig wäre: Eine 5-Liter Tankpatrone erhöht die Reichweite des GECO-Scooters auf bis zu 500 km und reicht deshalb für mehrere Wochen Fahrspaß. Besonders in Innenstädten ist dies eine attraktive Möglichkeit für urbane und umweltfreundliche Mobilität. Saubere Elektrofahrzeuge waren bislang den Besitzern einer eigenen Garage mit Stromanschluss vorbehalten. Durch den GECO mit Brennstoffzelle ist der Fahrer nicht mehr auf eine Steckdose in der Nähe angewiesen. Die EFOY Brennstoffzellen erzeugen in einem leisen, elektrochemischen Prozess Elektrizität und setzen dabei lediglich minimalste Emmisionen an Wasserdampf und CO2 frei – vergleichbar der Atemluft eines Kindes. Auf der Hannover Messe stellt SFC am Stand des Bundesverbandes Solare Mobilität in Halle 13, Stand G20, den GECO-Elektroroller aus. Der GECO42fun mit Brennstoffzelle ist in Hannover zum Messeangebot von 4.999 € erhältlich. De elektrische (batterij) uitvoering kost 1.499 €, de meerprijs voor het brandstofcelsysteem is 3500 €.

ECN-E—08-073

17

3.

Overzicht lichte bedrijfsvoertuigen op waterstof

Binnen Ecomare is er ook de mogelijkheid om een klein bedrijfsvoertuig op waterstof in te zetten. Het huidige voertuig wordt gebruikt om spullen naar de andere zijde van Texel te brengen om op het wad educatief bezig te zijn. Ook dit voertuig zal voorzien worden van het Ecomare logo. Voor het tanken van zo’n voertuig wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van de voorzieningen van een huidig tankstation, met name vanwege de vergunningen.

3.1

HydroGEM

Een voertuig zoals het door ECN gebouwde HydroGEM is daarvoor geschikt, zie Figure 9. Dit voertuig is op basis van een elektrisch voertuig dat op 45 km//uur begrensd is. Er is een 5 kW brandstofcelsysteem aan toegevoegd. De range op de batterijen is ongeveer 50 km, op de waterstoftank van 76 l en gevuld tot een druk van 200 bar is een range van 150-200 km mogelijk. Naast het voertuig is ook een waterstoftankstation noodzakelijk. Er zijn plannen om bij voldoende belangstelling een kleine serie van dit voertuig te produceren

Figure 9: HydroGEM voertuig met brandstofcelsysteem.

18

ECN-E--08-73

3.2

VEM

In het kader van het Hychain project worden 10 (soms wordt 30 genoemd) elektrische voertuigen met een brandstofcelsysteem uitgerust, zie Figure 10. De 2.5 kW brandstofcel wordt achter de cabine geplaatst en kan worden gebruikt om de range met minimaal 30% te vergroten tot 150 km, dan wel om ter plaatse elektriciteit op te wekken. HyChain is een samenwerking van partijen uit Spanje, Italië, Frankrijk en Duitsland.

Figure 10: Hychain bedrijfsvoertuig ECN-E—08-073

19

VEM Moroni Autoservice srl Veicoli elettrici Eco Metropolitani Sede Via Madonna del Bosco 16/18 26016 Spino d'Adda (CR) Telefono + 39 0373-980696/976 Fax+ 39 0373-981357 Mr Giorgio Tagliabue [email protected]

Specificatie: Elektromotor Batterijen Maximum snelheid Range op batterijen + FC Laadvermogen

11 kW nominaal; 18 kW piek Lood-gel; 96 V & 180 Ah; 17 kWh 50 km/h 150 km 530 kg

Het 2.5 kW brandstofcelsysteem wordt geleverd door Axane (www.axane.fr), dochteronderneming van Air Liquide. De technische specificaties van het systeem zijn:

een

Technical specifications • Power range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,5 to 2,5 kW) • Overload capacity . . . . . . . . . . . . . . .5 kW in 1 second • User voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 V AC / 60 Hz 230 V AC / 50 Hz 8 V DC Battery charger mode 48 V DC • Output sinusoid . . . . . . . . . . . . . . . . THD1 < 5% with resistive load • Electrical protection . . . . . . . . . . . . .surge protection and short-circuit • Noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 dBa at 1 meter • Weight w / o storage . . . . . . . . . . . . 75 kg • Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 x 48 x 48 cm (200 liters) • Maximum power . . . . . . . . . . . . . . . .Instantaneous • Storage temperature . . . . . . . . . . . . . -40°C to + 70°C • Operating temperature . . . . . . . . . . . 0°C to +45°C • Maximum altitude . . . . . . . . . . . . . . .Up to 3 000 meters operating • EC label • UL/CSA labeling . . . . . . . . . . . . . . . .in process • Maintenance every 2000 hrs

Het is mogelijk om buiten het HyChain project om deze voertuigen te verkrijgen, er dient dan wel rekening mee gehouden worden dat er geen EU bijdrage is. De waterstofopslag voor deze systemen is met 4 cilinders van 20 l op 300 bar. Dit zijn geen standaard cilinders; de logistiek hiervoor dient vooraf goed geregeld te worden. Een budgetprijs is gevraagd aan Philippe Paulmier van Air Liquide, de programmanager van HyChain (+33 4 76436093). Een indicatie vanuit het Hychain project hiervoor is 38000 €.

20

ECN-E--08-73

4.

Overzicht noodstroomvoorzieningen op basis van brandstofcellen

Noodstroomvoeding is de voeding van een elektrisch netwerk, die in bedrijf komt zodra de gewone voeding (netspanning van het elektriciteitsbedrijf) uitvalt. Om op noodstroomvoeding over te gaan worden er bijna altijd twee waarden bewaakt. De frequentie, deze mag niet onder de 6% van de normale frequentie komen gedurende 2 seconden. (De normale frequentie is 50 Hz). De andere waarde is de spanning. Deze mag ongeveer 10% afwijken gedurende een bepaalde tijd. Het verzorgen van noodstroomvoeding kan door middel van een UPS (Uninterruptible Power Supply) of een noodstroomaggregaat. Een noodstroominstallatie die de netspanning kan overnemen zonder onderbreking wordt een "nobreak installatie" genoemd. Vaak wordt hiervoor een combinatie van UPS en noodstroomaggregaat toegepast. De UPS zorgt voor de eerste minuten, waarna het noodstroomaggregaat de UPS weer gaat voeden. De UPS wordt geconditioneerd om direct vol vermogen te kunnen leveren. In een brandstofcel nobreak systeem zit een accu of ultracapacitor ingebouwd als UPS en de brandstofcel komt binnen een paar seconden in. De brandstofcel wordt wel geconditioneerd en op temperatuur gehouden om binnen een paar seconden zijn volle vermogen te kunnen leveren. De investeringskosten van een noodstroomvoorziening zijn ongeveer 3000-3500 €/kW piekvermogen. Waterstof in B50 cilinders kost ongeveer 50 €/ cilinder en per cilinder kan daarmee ongeveer 12-15 kWh worden opgewekt. De voorraad wel op peil houden, ook gezien de minder goede logistiek naar Texel. Het educatieve karakter van de toepassing is laag; het is een statische opstelling waarin alleen een ventilator draait. Keuze van de leverancier ondermeer afhankelijk van het benodigde vermogen om met een standaard installatie te kunnen werken. Plug Power heeft zijn Europese vestiging in Nederland. De volgende leveranciers, zie Table 1, zijn actief op deze markt:

ECN-E--08-073

21

Table 1: The characteristics of H2 PEM FC solutions for backup for mobile telecom networks

22

ECN-E--08-073

5.

Warmtekrachtsysteem met brandstofcellen

Om een warmtekrachtsysteem voor Ecomare te dimensioneren is een overzicht van het energiegebruik nodig. Dit is in een eerder project [1] in 2004 geïnventariseerd: 90,000 Energieverbruik [KWh]

80,000 70,000

Elektriciteit

Aardgas

60,000 50,000 40,000 Elektrische Basislast: 19,000 kWh per maand

30,000 20,000

Thermische Basislast: 9,564 kWh per maand

10,000

Se stu s pt em be r O kt ob N ov er em b D ec er em be r

li

gu

Ju Au

Ja nu a Fe ri br ua ri M aa rt Ap ril M ei Ju ni

0

Figure 11: Energieverbruik per maand en thermische en elektrische basislast op EcoMare De gegevens over 2007 zijn: Januari t/m juli: 190 kWh laag tarief (5.9 €ct/kWh) en 250 kWh hoog tarief (11.4 €ct/kWh). De energiebelasting is 1 €ct/kWh. Dit komt uit op 750 kWh/jaar waarvan ongeveer 400 kWh voor pompen en waterzuivering en de 350 kWh voor kantoor en museum. Vast tarief elektriciteit t/m januari 2012. 12% van de elektriciteit wordt via de eigen zonnecellen opgewekt. Het gasverbruik is ongeveer 50.000 m3 per jaar, hetgeen overeenkomt met 440.000 kWh. De gaskosten zijn 22 €ct/m3. Deze verbruiksgegevens zijn niet wezenlijk anders dan in 2004. De totale energiekosten zijn ongeveer 84.000 €/jaar. In de zomer wordt er ook (elektrisch) gekoeld. Het is Ecomare niet gelukt om een plan voor de haalbaarheid van warmte/koudeopslag op te laten stellen en deze opslag wordt nu ook niet meegenomen bij de herinrichting van het buitenterrein. De huidige ontwikkelingen voor brandstofcelsystemen voor WKK zijn gericht op industriële toepassingen (250 kW MCFC van CFC; 200 kW PAFC van IFC) die te groot zijn voor Ecomare, of de huishoudelijke toepassingen (1-5 kW PEMFC of SOFC) die kleiner zijn dan de behoefte. Als voorbeeld, Nuon wil 10.000 huishoudelijke 2 kW SOFC systemen per jaar gaan plaatsen, te beginnen eind 2009. Een andere mogelijkheid is de combinatie van een klein huishoudelijk WKK systeem dat ook als noodstroomvoorziening wordt ingezet, indien die op de markt komen Op dit moment worden de systemen ontwikkeld om parallel aan het elektriciteitsnet te opereren.

ECN-E--08-073

23

Het educatieve karakter van de toepassing is laag; het is een statische opstelling waarin alleen een ventilator en een pomp draaien.

24

ECN-E--08-073

6.

Mogelijkheden voor Ecomare

6.1

Fietsen

In eerste instantie zijn de fietsen onderzocht die bij lokale fietsverhuurbedrijven geplaatst worden en een logo van Ecomare voeren. Hiervoor blijken op dit moment geen geschikte fietsen te bestaan en biedt aan Ecomare te weinig mogelijkheden voor promotie. Alleen het voeren van een logo geeft onvoldoende educatieve mogelijkheden. In tweede instantie is gekeken naar de cargobikes (driewielers) van Masterflex voor intern transport van Ecomare. Het gaat dan om 2 stuks die ook voor het publiek zichtbaar zijn. Vanaf midden 2009 wil Masterflex een volgende generatie op de markt brengen die buiten het HyChain project vallen. De cargobike zal tussen de 8 en 10 k€ gaan kosten. Masterflex adviseert om vloten van minimaal 10 stuks verkopen vanwege de logistiek van de waterstofdistributie. De mogelijkheid bestaat om de resterende cargobikes op andere locaties in Nederland in te zetten, o.a. bij ECN. Bij deze systemen worden namelijk 5 liter flessen van 300 bar waterstofopslag gebruikt die niet standaard zijn voor waterstof en dit maakt de distributie duur. De logistiek van de waterstofdistributie zal nog verder uitgewerkt moeten worden in samenwerking met Air Liquide.

6.2

Voertuigen

Door Ecomare wordt een licht bedrijfsvoertuig gebruikt om spullen naar het wad te vervoeren ten behoeve van excursies en een 4-wheel drive om zeehonden op te halen dan wel uit te zetten. Een 4-wheel drive is niet beschikbaar en zou ook veel te duur worden. Een licht bedrijfsvoertuig dat nu voor het HyChain project in een kleine serie wordt gemaakt is van VEM. De kosten van het voertuig bedragen 38 k€. De waterstof wordt door uitwisselbare lichtgewicht gasflessen verzorgd. Bij aanschaf van het voertuig zal de waterstoflevering in deze flessen met Air Liquide geregeld moeten worden omdat deze gascilinders niet standaard zijn.

6.3

Back-up systemen

Door Ecomare is aangegeven dat back-up systemen niet nodig zijn in de bedrijfsvoering. Deze optie is niet verder onderzocht dan door een overzicht te geven van de standaard systemen van de verschillende aanbieders.

6.4

Warmtekrachtsystemen

De warmtekrachtsystemen met brandstofcellen die momenteel ontwikkeld worden passen niet in het warmtevraagpatroon van Ecomare. Warmtevraagvolgende systemen geven in het algemeen de meest commerciële oplossingen voor de warmte en elektriciteitsinvulling. Het educatieve gehalte van deze systemen is ook gering en de optie wordt niet verder ontwikkeld.

6.5

Financiering

Voor de financiering van de hierboven genoemde transport opties voor Ecomare zijn subsidies nodig, Ecomare heeft niet de mogelijkheden om dit zelf te bekostigen. Mogelijke subsidieverstrekkers zijn: • Waddenfonds; voor duurzame energie maximaal 40% subsidie (subsidies combineren mag tot 100%). • SenterNovem; hiervoor een passende regeling zoeken, afhankelijk van de toepassing. • Provincie Noord-Holland; geen direct passende subsidieregeling gevonden.

ECN-E--08-073

25

•

ATO De initiatieven van ATO die de toepassing van brandstofceltechnologie betreffen, zijn gericht op kleine voertuigen en vaartuigen voor speciaal gebruik. Zo werkt ATO met diverse partners aan een samenwerkingsverband om speciale voertuigen voor gebruik in afgesloten ruimten en in natuurgebieden te ontwikkelen. Vooral de systeemintegratie biedt kansen voor het Noord-Hollandse bedrijfsleven. • Gemeente Texel; subsidieverzoek indienen in het kader van verduurzaming. Daarnaast kan contact gezocht worden met Energy Valley; zij kunnen bemiddelen met subsidieaanvragen in de noordelijke provincies, geven echter zelf geen subsidie.

6.6

Aandachtspunten veiligheid en vergunningen

Vervoer van waterstofcilinders is aan regels onderhevig (ADR). Voor transport van waterstof met de veerdienst is een vergunning nodig. Dit zal tijdig met de TESO overlegd dienen te worden. Volgens de PGS-15 is er een milieuvergunning nodig als de opslag van waterstof meer is dan 115 liter. Voor toelating van voertuigen op de openbare weg is een keuring en toestemming van het RDW noodzakelijk. In de vergunningsprocedures kan de brandweer een rol spelen; de brandweer tijdig informeren. Bij de brandweer Amsterdam-Amstelland is een op dit gebied kundig aanspreekpunt: Marieke van Staaveren mailto:[email protected]. Ook de gemeente Texel tijdig betrekken bij de plannen ivm vergunningen. De bij de mogelijke voertuigen genoemde waterstofcilinders zijn niet standaard. Dit kan betekenen dat deze cilinders zelf aangeschaft dienen te worden en door een waterstofleverancier gevuld worden. Dit dient tijdig met de leverancier besproken te worden om goede afspraken en werkprocedures te maken.

26

ECN-E--08-073