Car as Power Plant: nieuwe mijlpaal bereikt!

CaPP_socket_plugEuropese primeur voor Delftse onderzoekers: brandstofcelauto die stroom levert

Onderzoekers van de TU Delft zijn erin geslaagd om een stopcontact als elektriciteitsuitgang te ontwerpen en te installeren op een brandstofcelauto. In samenwerking met innovatieve marktpartijen als Accenda, Stedin, Hyundai, RDW en GasTerra en studenten van de TU Delft, de Haagse Hogeschool en het ROC Mondriaan hebben ze gezorgd dat de zero-emission Hyundai IX35 FCEV nu een energiecentrale op wielen is; een Europese primeur.

Car as Power Plant
De onderzoeksgroep Future Energy Systems van professor Ad van Wijk binnen de vakgroep Process & Energy, faculteit 3mE, doet onderzoek naar verschillende geïntegreerde systeemtoepassingen van brandstofcellen, zoals in het programma Car as Power plant. Brandstofcelauto’s produceren elektriciteit, warmte en schoon water uit waterstof. Dat kan worden gebruikt in huizen, scholen en kantoren. De omgebouwde Hyundai brandstofcelauto kan nu 10 kW vermogen leveren. Dat is genoeg om gemiddeld tien huizen te voorzien in hun elektriciteitsgebruik. Met het stopcontact zijn de innovatoren in staat om de auto elektriciteit geprogrammeerd te laten leveren aan het elektriciteitsnet of direct aan een woning, bijvoorbeeld als aanvulling op zonne- en windenergie. Deze toepassingen worden in de volgende fase onderzocht en getest.

Omdenken in het systeem
Deze innovatie brengt meerdere technologische innovatievraagstukken met zich mee: hoe kan deze auto zijn elektriciteit zodanig leveren dat het elektriciteitsnet met een wisselend aanbod aan zonne- en windenergie stabiel wordt. En hoe kan lokaal en op een duurzame manier de benodigde waterstof worden geproduceerd uit bijvoorbeeld zonne-energie, worden opgeslagen en worden gedistribueerd? Ook ontstaan er vragen op andere, niet technologische domeinen, bijvoorbeeld als het gaat om het verdienmodel van energiebedrijven, de acceptatie door automobilisten, de bestaande wet- en regelgeving omtrent energieproductie en distributie of de training en opleiding van de installatiebranche en automobielindustrie. Om dit soort innovaties uiteindelijk in de praktijk te laten slagen, is het belangrijk te innoveren en om te denken op systeemniveau.

Systeeminnovaties op The Green Village, TU Delft.
Op de campus van de TU Delft werken vele marktpartijen samen aan innovaties op systeemniveau. The Green Village, het ‘levende systeemlab’ van en voor de TU Delft, dat momenteel in ontwikkeling is, brengt alle benodigde stakeholders bij elkaar. Wetenschappers en studenten, bedrijfsleven en overheden participeren in verschillende innovatieprogramma’s, waaronder Car as Power Plant. Al deze partijen werken gelijktijdig, ieder vanuit zijn eigen discipline en expertise, samen aan duurzame innovaties. Zo versnellen we de ontwikkeling ervan en werken we gezamenlijk aan een duurzame toekomst.

CaPP_socket

CaPP_interior

Concurreert de waterstofauto de stekkerauto van de weg?

Origineel verschenen in het Nederlands Dagblad (door Jaap Roelants)

Gaat de auto straks ook voor licht en warmte in huis zorgen? De auto als energiecentrale voor woning of kantoor? Deze week leverde Hyundai aan speciale afnemers, waaronder Rijkswaterstaat, de eerste zeven auto’s die op waterstof rijden. De brandstofcellen van deze auto’s zijn zo sterk dat het zin heeft ze ‘s avonds aan te sluiten op de energiecentrale van de woning. Op een volle tank waterstof zit een huisgezin er avondenlang warmpjes bij.

tudelft-logoOnderzoekers van de Technische Universiteit in Delft zijn ervan overtuigd dat de nieuwe brandstofcel van waterstofauto’s ook energie kan leveren aan huizen en kantoren. In samenwerking met een aantal partners doet de TU Delft hier onderzoek naar. Nu nog toekomstmuziek, maar straks misschien een welkome aanvulling op de energie- behoefte.

Net als concurrent Toyota zet het Koreaanse Hyundai fors in op de waterstofauto. Autopublicist Niek Schenk verbaast zich er niet over. De waterstofauto heeft twee grote voordelen boven de elektrische auto. De actieradius is met 600 kilometer ruim vier keer zo hoog en het tanken doe je in drie minuten. Bij elektrische auto’s ben je daar nog steeds uren zoet mee. Maar er is ook nog een grote hindernis te nemen: voor waterstof kun je maar op één plaats tanken en die is in Rhoon bij Rotterdam. Binnenkort komt Helmond daar nog bij, maar dat is het voorlopig. Als er niet snel een goed netwerk van oplaadpunten komt, zullen waterstofauto’s niet zo snel populair worden.

Waterstof is relatief eenvoudig en goedkoop te produceren, maar een `kilo’ waterstof kost toch 10 euro. In een tank gaat 5 kilo. Die prijs zal in de toekomst niet veranderen, omdat de producenten van de brandstof niet te erg uit de pas willen lopen met de benzineprijzen. Zorg voor het milieu moet de drijfveer zijn om over te stappen op deze brandstof, niet de prijs, zo vinden alle betrokkenen.

hyundai-ix35-fcevInmiddels heeft Hyundai zelf de eerste hindernis voor het populariseren van de brandstof genomen door de prijs van zijn auto’s sterk te verlagen. Met een prijskaartje van 55.000 euro is de ix35 Fuel Cell van Hyundai weliswaar duur, maar voor een bepaalde groep innovatieve autogebruikers toch betaalbaar. De vijftig auto’s die het merk dit jaar wil verkopen, worden voorlopig vooral aangeboden bij dealers in de buurt van de twee oplaadpunten.

Net als elektrische auto’s voldoen ze aan alle milieueisen. Ze stoten geen CO2 of andere schadelijke stoffen uit. Waterstof kan duurzaam worden geproduceerd en ligt daarmee zelfs een neuslengte voor op stroom uit het stopcontact, die nog vaak in kolencentrales wordt opgewekt. Bovendien bevatten accu’s veel moeilijk afbreekbare stoffen.

Niek Schenk heeft al diverse malen in waterstofauto’s gereden, zowel in de Toyota Mirai die in Japan en de Verenigde Staten is geïntroduceerd, als in de Hyundai die nu in Nederland op de weg komt. Het zijn eigenlijk gewoon elektrische auto’s, alleen de stroom komt uit een waterstofcel en dus niet uit een stopcontact. Het tanken gaat heel gemakkelijk en is te vergelijken met een lpg-auto. Ze trekken prima op en rijden bijna geluidloos en je hoeft niet bang te zijn dat ze onderweg stil vallen.

Welke brandstof het uiteindelijk gaat winnen, durft hij niet te zeggen. Het lijkt dat deze nieuwe waterstofauto’s de beste papieren hebben. Maar er wordt ook heel veel onderzoek gedaan naar een betere opslag van energie, dus naar betere batterijen zodat de actieradius van elektrische auto’s groter wordt. Als de wetenschap dat probleem weet op te lossen, liggen de papieren natuurlijk weer heel anders. Afwachten dus.

‘Vrijplaats mag geen museum worden’ (Dutch only)

Proefdorp voor duurzame techniek

Auteur: Ad Tissink. Origineel verschenen op www.cobouw.nl/duurzaamheid
Auto’s die energie leveren met hun brandstofcellen, huishoudrobots die zichzelf opladen als de stroomprijs laag is, rioolwaterzuiveringen die grondstoffen leveren. Veel puzzelstukjes voor een duurzame leefomgeving zijn er al. In Green Village ontwikkelen ze die verder en maken er de complete puzzel.

Tot nu toe was het vooral een woning. De verduurzaamde doorzonwoning Prêt-à-Loger staat al sinds september vorig jaar op het braakliggende terrein dat overbleef nadat de Bouwkundefaculteit afbrandde. Vorige week kwam daar een waterstofauto bij. Die moet nu nog geregeld naar Rhoon rijden om de tank te vullen met waterstof. Maar hoogleraar Future Energy Systems Ad van Wijk verwacht dat hij eind dit jaar al kan inpluggen op het huis en zo stroom kan leveren of juist opnemen van de zonnecellen op het dak.
Als het aan het brein achter Green Village ligt, is de volgende stap de aanleg van een infrastructuur met water, waterstof, warmte, data- en stroomkabels. Niet voor wissel- maar voor gelijkstroom. In een goed toegankelijk kabelkanaal dat deels transparant in
constructief glas wordt uitgevoerd. Want Green Village wil de werking van de duurzame technologie nadrukkelijk aan iedereen tonen. In het hoekje van de campus wordt een voorschot genomen op de toekomst.

Snel

Als de infrastructuur er ligt, verwacht Van Wijk dat het snel kan gaan. Dan kunnen bedrijven en instituten een paviljoen neerzetten waar ze onderzoeken starten naar led-verlichting, 3D-printen met biobased materialen, het produceren van waterstof rechtstreeks uit zonlicht, of de productie van drinkwater door omgekeerde osmose.
Van Wijk: “Veel van die puzzelstukjes zijn er natuurlijk al. Maar we brengen ze hier verder en knopen ze aan elkaar. We bieden de systeemcontext waarin bedrijven echt kunnen zien waar ze in de praktijk tegenaan lopen. Zo leerde de bouw van een infratunnel voor
warmteleidingen aan de Zuidas dat die een mooie leefplek vormt voor ratten. Ogenschijnlijk een onbenullig probleem, maar ze helpen een project om zeep als je er geen passende oplossing voor hebt.

Gevechten

Van Wijk levert zelf nog gevechten met de hagelnieuwe waterstofauto. Hij start niet, het alarm gaat plotseling af, de raampjes willen niet open. Het ligt meer aan hem dan aan de auto waarschijnlijk, maar ook dat zijn serieuze hobbels.

green-village-vrijplaats-mag-geen-museum-wordenHij staat er een beetje verloren bij nog, Prêt-à-Loger. De energieneutrale doorzonwoning die vorig jaar een wedstrijd won voor duurzame bouw in Parijs is nu de kwartiermaker van Green Village, een proeftuin voor duurzame technologie. Niet alleen voor duurzame woningbouw, ook voor duurzame waterbehandeling, duurzame energievoorziening, duurzame mobiliteit, duurzaam alles…

Het project is de wederopstanding van Ad van Wijk, die tot 2009 aan het roer stond van Econcern. Dat bedrijf bouwde windmolenparken, biomassacentrales en ontplooide andere activiteiten op het gebied van duurzame energie. Aan het begin van de financiële crisis ging het 1400 man tellende concern failliet.

De onophoudelijke stroom duurzame ideeën bij de voormalige ceo kwam daarmee niet ten einde. Sinds vier jaar is Van Wijk hoogleraar Future Energy Systems aan de TU Delft. Op die plek bedacht hij Green Village, een plan waaraan experts van alle faculteiten meedoen. Van Technische Natuurkunde tot Bouwkunde, van chemie tot elektrotechniek. Het bedrijfsleven wordt van harte uitgenodigd mee te doen. Niet alleen om te sponsoren, maar vooral om hun nieuwe technologieën, producten en systemen te testen en verder te ontwikkelen. Uit de kruisbestuiving van bedrijven, studenten en onderzoekers van verschillende disciplines moeten mooie dingen ontstaan.

“In Green Village kan ik verder gaan dan in mijn vorige werk”, vertelt Van Wijk. “Een offshore windpark bouwen als Prinses Amalia was natuurlijk een enorm avontuur, maar een commercieel bedrijf als Econcern was genoodzaakt zich aan te passen aan de bestaande  infrastructuur. Het is veel efficiënter om de stroom van windmolens onderweg naar een gebruiker niet een paar keer om te zetten tussen DC en AC, maar we moesten wel. In Green Village gaan we een complete gelijkstroominfrastructuur bieden. Als je decentraal energie opwekt is dat veel efficiënter. Je hebt niet al die omzettingsverliezen en gebruikt minder materialen als koper. De benodigde elektronica is nog eenvoudiger ook, dus het is ook nog eens veel robuuster.”

Geen lantaarnpalen

The Green Village krijgt geen lantaarnpalen, omdat die net als de meeste lampen veel licht verstrooien en zo energie verspillen. In de proefwijk van de TU Delft wordt led-verlichting  ondergebracht in stoepranden, straatmeubilair en op andere plekken waar dat handig blijkt. Onderzoek moet uitwijzen hoe mensen de openbare ruimte ‘s avonds beleven en wat het effect is op de sociale veiligheid.

Green Village loopt daarbij wel tegen juridische belemmeringen aan. Een DC-netwerk exploiteren mag wettelijk niet eens. De Elektriciteitswet en normen als NEN 1010 maken het onmogelijk. Van Wijk rekent erop dat er een ontheffing komt en dat de overheid Green Village als kans aangrijpt om structurele oplossingen te bedenken voor deze en andere belemmeringen.

Led-lampjes

Ook led is een van de grote technologische doorbraken waarvan de voordelen in Green Village pas echt tot hun recht zullen komen. Van Wijk wijst naar de lamp boven de tafel in het Prêt-à-Loger-huis, waar het interview plaats vindt. Er zit een peertje in waarin onzichtbaar led-lampjes zijn verwerkt. “Dat verbruikt vier keer minder stroom dan een traditionele gloeilamp. Maar als je goed nadenkt, is het gek dat je het licht boven genereert, terwijl je het beneden op het tafelblad nodig hebt. Door led-strips in het tafelblad te integreren, of in de fruitschaal of in de rugleuning van je stoel of waar dan ook, verstrooi je minder licht en ben je efficiënter. Zo kun je vermoedelijk nogmaals met een factor 2 minder energie toe. Samen is dat acht keer. Wanneer je met gelijkstroom werkt en niet al die omzettings- en transportverliezen hebt, kun je dat opvoeren tot een factor 10.” Overigens loopt hij ook daarbij tegen wettelijke beperkingen aan. In dit geval vooral van de Arbowet. Die schrijft niet alleen verlichtingsniveaus voor op werkplekken, maar ook in de zone er direct omheen. Het contrast mag niet te groot zijn. Van Wijk verwacht dat Green Village wel een ontheffing zal krijgen, maar daarvoor zullen wel overheden moeten worden bewerkt. Daar ligt een schone taak voor de kersvers aangestelde zakelijk directeur Jaron Weishut.

De derde pijler onder het Green Village-project omschrijft Van Wijk als the car as powerplant. Twee weken terug nam hij de sleutels in ontvangst van een Hyundai ix35, de eerste waterstofauto van Nederland. Het is voor hemzelf en zijn team duidelijk ook nog even wennen, want het interview vindt wat later plaats omdat de accu leeg was. Hij wist niet zeker of je net als bij een benzine-auto de klemmen van een accukabel van de ene auto op de andere kan overzetten. Dat bleek wel het geval en toen de brandstofcel was geactiveerd, arriveerden Van Wijk en Weishut iets verlaat bij Prêt-à-Loger. “Het zijn van die kleine dingen die je moet ondervinden door het te doen”, verontschuldigt hij zich.

In een e-book dat vorig jaar verscheen zet Van Wijk zijn visie uiteen over de rol van die auto. Door de efficiëntie waarmee de brandstofcel waterstof omzet in elektriciteit is het volgens hem een veel efficiëntere en meer flexibele energiebron dan een conventionele elektriciteitscentrale. Het vermogen van de cel van één auto is bovendien genoeg om honderd huishoudens van stroom te voorzien. Een parkeergarage met 500 auto’s volstaat dus voor de stroomvoorziening van alle woningen in een stad als Delft. “Nu lukt dat niet met één parkeergarage, mensen willen ook rijden in hun auto’s. Maar met enkele garages kom je waarschijnlijk een heel eind. Daar moeten technische systemen voor worden ontwikkeld maar ook nieuwe businessmodellen. Je zult mensen immers moeten betalen voor de inzet van hun auto als energieleverancier.”

De artist’s impression van Green Village laat centraal in het plan een parkeergarage zien. Maar dat wordt zeker niet die parkeergarage met vijfhonderd plekken, verzekert Van Wijk. Eerder een onderzoekslaboratorium met een paar laadstations. “En het zal, zoals alles moet wijken zodra de techniek is uitontwikkeld of niet blijkt te werken”, waarschuwt hij. “Als iets mainstream is geworden en niet meer mee-innoveert, is er geen plek meer voor in Green Village.” Dat huis van de toekomst van Chriet Titulaer had wat hem betreft na twee jaar al wat treurigs en leek wel een museum voor verouderde technologie. Dat willen we koste wat kost voorkomen door duidelijke afspraken te maken met de partners en die vast te leggen in een circulariteitsovereenkomst.

“Dat geldt dus ook voor Prêt-à-Loger”, zegt hij terwijl hij zijn blik laat glijden door de experimentele woning. “Als er voortdurend innovaties komen en er bijvoorbeeld usb-stopcontacten worden aangebracht, die behalve data ook stroom afgeven, dan mag het nog een tijdje blijven staan. Misschien kunnen ze ook eens experimenteren met een flinterdunne vloerverwarmingsfolie die een Turkse fabrikant pas onder mijn aandacht bracht. Blijven ze de nieuwste technieken en producten testen, dan houden we ze graag binnenboord. Blijven ze de verduurzaamde doorzonwoning die ze nu zijn, dan moeten ze over een paar jaar onherroepelijk het veld ruimen.”

Origineel verschenen op www.cobouw.nl/duurzaamheid

‘Cooperatie wil oudste waterkrachtcentrale weer in gebruik stellen’ (Dutch only)

waterkrachtcentrale-hagesteinAl tijden proberen we met lokale inwoners, ondernemers en overheden om Nederland’s oudste waterkrachtcentrale (in de stuw bij Hagestein) weer aan het werk te krijgen. Hiertoe is een cooperatie opgezet waar u uiteraard lid van kunt worden.

Een column hiertoe is te vinden op http://www.energieactueel.nl/cooperatie-wil-oudste-waterkrachtcentrale-weer-in-gebruik-stellen/

‘Welcome to the Green Village’

One of my main activities at the TU Delft is to realize the Green Village:

“Creating a sustainable, lively and entrepreneurial environment where we discover, learn and show how to solve society’s urgent challenges”

That is the Green Village vision; a vision that we want to realize at the TU Delft, in the economic heart of the Netherlands. Innovative power that sets horizons for a new, sustainable, green and circular economy is of vital importance.

Find the complete plan and background for the Green Village in the attached document.

Presentation Green Village – arrival first containers

green-village-showcaseA big step in the development of the Green Village, the high-tech testing grounds at the Delft University of technology. The first two containers have arrived; many more will follow in the months and years to come!

Find the presentation held today regarding the official opening of these first building blocks.

Update february 8, 2013
Hereby also a short (4 minutes) videoclip of this presentation:

Launch of the Green Village

Yesterday, on June 7, 2012 we officially launched the Green Village in the presence of His Royal Highness Prince Carlos Bourbon de Parme and Paul Rullman, member of the Executive Board of TU Delft. This will be the laboratory where we test out new ideas, check out the practical implications of some of our assumptions, and work out the kinks in our plans for the bigger Green Campus. Above all, the Green Village will be a place to meet like-minded students and researchers, and give industrial partners the opportunity to connect with them.

The preliminary steps in the construction of the Green Village will start in the coming months. Within less than two years, the Green Village should feature housing and workspaces for dozens of people, in addition to a hotel, café, shops, and EV charging points. It will also be completely autarkic!

See this video of The Harp, the combined wind turbine and solar energy generation plant we would like to see at the TUDelft:

Check out a more in-dept overview of the Green Village, or visit the official site on http://www.the-green-campus.com