Waterstof-Hoogeveen

Waterstofwijk: het nieuwe aardgas in Hoogeveen

In een samenwerking tussen de gemeente Hoogeveen, advies- en ingenieursbureau Arcadis en conceptontwikkelaar LiveFree, wordt in de komende jaren een serieuze waterstofwijk gebouwd. De eerste 16 woningen worden aangesloten op een gemeenschappelijke waterstofinstallatie, de 80 woningen in de 2e fase krijgen hun waterstof via de Hystock-waterstoffabriek in Veendam.

Op 30 maart verscheen het langverwachte rapport ‘Kabinetsvisie Waterstof’ waarin het kabinet beschrijft welke rol zij voor waterstof ziet weggelegd in de energietransitie. Waterstof is tot 2030 nog niet op grote schaal toe te passen.

Onderzoek van TNO toont aan dat waterstof weliswaar potentie heeft, maar dat nog veel onderzoek nodig is in het kader van toepasbaarheid, veiligheid, beschikbaarheid, duurzaamheid en betaalbaarheid. Innovatieve demonstratieprojecten moeten hieraan bijdragen.

Waterstofwijk in Hoogeveen

In Hoogeveen zijn ze de uitdaging aan gegaan en wordt er een groot demonstratieproject gerealiseerd in een samenwerking tussen de gemeente Hoogeveen, advies- en ingenieursbureau Arcadis en conceptontwikkelaar LiveFree.

Het gaat hierbij om één erf binnen de nieuwbouwwijk Nijstad-Oost waar in 2021 een start wordt gemaakt met de bouw van in totaal 96 woningen. Deze woningen worden níet op aardgas aangesloten, maar maken voor de verwarming van de woning en warm tapwater gebruik van waterstof.

Model voor nieuwbouw…

Het project is opgedeeld in 2 delen. Fase 1 betreft de bouw van 16 woningen met zonnepanelen. Deze woningen zijn aangesloten op een microgrid en een warmtenet en maken gebruik van een gemeenschappelijke waterstofcentrale. De centrale produceert waterstof via elektrolyse en past in een 20-voet zeecontainer.

De werking is als volgt: Wanneer de zonnepanelen tijdens zonnige dagen een overschot aan elektrische energie opwekken, wordt deze gebruikt voor de productie van waterstof. Deze waterstof wordt opgeslagen in een vat en vervolgens in de winter en ’s nachts gebruikt voor de productie van warmte en elektriciteit. Hiervoor worden een elektrische warmtepomp en brandstofcellen ingezet.

Waterstofwijk-locatie

…en bestaande bouw

Met deze 16 woningen wordt in feite een nieuwbouwwijk gesimuleerd waar de mogelijkheden bestaan om een microgrid en een warmtenet aan te leggen. Omdat we in Nederland overwegend te maken hebben met bestaande gebouwen, worden in de tweede fase 80 woningen gebouwd die hun waterstof extern krijgen aangeleverd.

Zij zijn níet aangesloten op een microgrid of warmtenet, maar maken voor de productie van elektriciteit en warmte gebruik van hun eigen zonnepanelen en een speciale cv-ketel die geschikt is voor de verbranding van waterstof.

Traditionele aardgasleiding

De 80 woningen – die volgens de oorspronkelijke planning in 2022 worden opgeleverd – betrekken hun waterstof van de nieuwe Hystock-waterstoffabriek. Hiervoor zal op termijn een gasleiding van Veendam naar de wijk worden gelegd waarbij bewust wordt gekozen voor een traditionele aardgasleiding. Puur om aan te tonen dat deze leidingen geschikt zijn voor het transport van waterstof.

Deze tweede fase is onder andere belangrijk om de mogelijkheden van waterstof te onderzoeken voor woningen die geen gebruik kunnen maken van een elektrische warmtepomp. Bijvoorbeeld omdat ze ongeschikt zijn voor voldoende isolatie. Het gaat dan om oudere of monumentale woningen in de grotere, historische binnensteden.

waterstofleiding voor woningen

Waterstofketel

Om de waterstof om te zetten in warmte, krijgen de woningen uit fase 2 een cv-ketel met een brander die geschikt is voor waterstof. Waterstof heeft namelijk andere eigenschappen dan aardgas, zoals een hogere verbrandingssnelheid, een hogere vlamtemperatuur en een lagere dichtheid.

Hierdoor ontstaat in de ketel een hogere temperatuur, wat gevolgen heeft voor het branderontwerp en de gebruikte materialen. Veel grote fabrikanten hebben inmiddels een dergelijk product in hun assortiment opgenomen.

Kosten waterstofwijk

Om waterstof tot slot grootschalig te kunnen toepassen zal het betaalbaar moeten zijn. Hierover zegt adviesbureau Arcadis: ‘De bouw van zo’n waterstofwijk op een eigen microgrid vergt een investering. De kosten hiervan zijn niet exact aan te geven. Bewoners van de eerste 16 woningen zullen deze investering echter in de loop der tijd terugverdienen omdat ze geen energierekening meer krijgen. De extra kosten voor een waterstof cv-ketel (dit geldt voor de rest van de wijk) liggen rond te 10% ten opzichte van een traditionele aardgasketel en zijn hiermee verwaarloosbaar klein.’

Waarom is waterstof zo schoon?

Even terug naar het vak Scheikunde op de middelbare school. Hier leren we dat verbranding in principe niet meer is dan ‘het reageren met zuurstof. Zuurstof is: O2. Omdat een groot deel van onze reguliere brandstoffen gebaseerd is op aardolie of aardgas – waarin veel koolstofatomen zitten (koolstof is C) – zal tijdens de verbranding vrijwel altijd CO2 ontstaan. De reactie van C met O2.

Nu naar waterstof. De scheikundige formule voor waterstof is H2. Wanneer dit element reageert met zuurstof, kan er uitsluitend H2O ontstaan. Kenners weten dat dit de scheikundige formule is van water. Dé reden waarom de verbranding van waterstof zo schoon is.

Openingsbeeld: Atelier Dutch. Overig beeldmateriaal: Arcadis.