Illustratieve foto door Nathan Mullet op Unsplash
Tijdens een zomer met recordhittegolven vertelt een gepensioneerde Israëlische schout-bij-nacht me over een nieuwe groene technologie om mensen warm te houden in de winter.
In feite zijn de twee onderwerpen nauw met elkaar verbonden.
Stijgende zomertemperaturen worden gedeeltelijk veroorzaakt door klimaatverandering doordat de atmosfeer de uitstoot van fossiele brandstoffen die we verbranden voor doeleinden zoals warmte, vasthoudt.
Iedereen weet al dat we moeten overschakelen van kolen, olie en aardgas naar duurzame emissievrije bronnen.
En daarom heeft Gil Aginsky, voormalig commandant van de IDF-onderzeeërvloot, het over een gas dat overvloedig is en geen uitstoot veroorzaakt: waterstof.
Met name "groene" waterstof geproduceerd door hernieuwbare bronnen zoals wind of zon, in tegenstelling tot "grijze" waterstof geproduceerd door aardgas, dat ook dat lastige koolstofdioxide (CO2) produceert.
Verwarmen met waterstof
Veel bedrijven proberen nieuwe technologieën te ontwikkelen om voldoende groene waterstof te maken om in de enorme behoefte te voorzien, terwijl anderen technologieën ontwikkelen om groene waterstof efficiënt te gebruiken om alles van elektrische auto's tot binnen verwarming aan te drijven.
Aginsky richt zich op de tweede van die uitdagingen.
Schout-bij-nacht Gil Aginsky, hoofd van de waterstofdivisie van TurboGen. Foto met dank aan TurboGen
Hij leidt de gloednieuwe waterstofdivisie van het Israëlische bedrijf TurboGen, wiens kerninnovatie een efficiënte lichtgewicht microturbine is die aardgas gebruikt om warmtekrachtkoppeling (WKK) te genereren als alternatief voor traditionele boilers en airconditioners.
De divisie van Aginsky is belast met het omschakelen van de microturbine naar 100 procent waterstof.
"Het gebruik van waterstof is complexer dan het gebruik van aardgas of andere brandstoffen, en vandaag is er geen commerciële microturbine die op 100% waterstof werkt", zegt Aginsky. Bestaande producten hebben een waterstofcapaciteit van ongeveer 30%, zegt hij tegen ISRAEL21.
Het eerste model van Turbogen, dat 50% waterstof en 50% aardgas gebruikt, zal naar verwachting in november worden geïnstalleerd in een woongebouw in New York via de partner van TurboGen in New York, EN-Power. Er zijn nog zo'n 20 aanvragen binnengekomen.
"Als je 50% waterstof gebruikt, vermindert dat de uitstoot met 30% omdat waterstof een andere dichtheid heeft dan aardgas", legt Aginsky uit.
De TG-40 microgenerator van TurboGen kan draaien op een mengsel van waterstof en aardgas. Foto met dank aan TurboGen
Om het doel van een microturbine van 100% waterstof te bereiken, werkt TurboGen samen met het Southwest Research Institute in San Antonio, Texas, om te begrijpen wat er moet worden aangepast aan de vloeistofdynamica van de huidige microturbine.
En het werkt samen met aerodynamica-onderzoekers van het Technion-Israel Institute of Technology om een laboratorium te bouwen waar de 100% waterstofverbrander zal worden getest.
Je hebt warmte nodig
Verwarming is een onvervulde behoefte in de waterstofruimte.
“Een van de grootste problemen bij waterstof is dat je het kunt gebruiken in een brandstofcel of kunt verbranden. Het elektrisch rendement van brandstofcellen is hoger, maar u krijgt niet genoeg warmte. En in plaatsen als Europa en de VS heb je warmte nodig”, zegt Aginsky.
“Het antwoord is een mix van een paar technologieën die elektriciteit en ook warmte zullen produceren. Voor een goede efficiëntie en maximale capaciteit heeft u een WKK-systeem nodig. Dat is iets wat we kunnen waarmaken', zegt hij.
"En omdat onze microturbines anders zijn ontworpen dan andere, is onze efficiëntie hoger."
Wat niet wil zeggen dat TurboGen geen concurrentie heeft.
"Verschillende bedrijven werken aan turbinemotoren van 100% waterstof omdat dit een enorme marktkans is nu de wereld overschakelt op waterstof", zegt Aginsky.
Hij wijst erop dat waterstof niet goedkoop is, maar betaalbaarder zal worden als landen zoals de Verenigde Staten prijssubsidies willen aanbieden in de hoop de klimaatverandering te verminderen.
Maar het ontwerpen van een turbine die volledig op waterstof werkt, is niet eenvoudig te realiseren.
Waterstof, legt Aginsky uit, gedraagt zich anders dan andere gassen. Het brandt sneller en kan de verbrandingskamer beschadigen en vervuilende stikstofoxideresten achterlaten als het niet op de juiste manier wordt behandeld.
“Dus een waterstofturbine heeft een heel nieuw ontwerp nodig. Onze turbines hebben een hoger rendement omdat ze op een hogere temperatuur werken dan andere turbines”, zegt hij.
Bovendien: "de structuur van onze turbine is anders, dus het onderhoud is veel eenvoudiger, hij is gemakkelijk te monteren en te demonteren en hij is lichter dan andere turbines - anderhalve ton vergeleken met zes ton - wat een enorm voordeel is bij het plaatsen van ze op de daken van gebouwen.”
TurboGen streeft ernaar zijn 100% waterstof aangedreven microturbine over anderhalf jaar klaar te hebben, idealiter ook de groene waterstof lokaal te produceren.
Voor meer informatie, klik hier.
