Vrijwel alle gebouwen in Nederland gebruiken aardgas voor verwarming. In de CV-ketel zitten gasbranders die het door een warmtewisselaar stromende water van de CV-installatie opwarmen, tot wel 85 graden of meer als dat nodig is. Dat aardgas is zonder al te grote technische aanpassingen te vervangen voor waterstofgas. Dergelijke waterstofketels zijn er al en worden gebruikt bij pilotprojecten voor de verwarming van woningen.
Het kan echter efficiënter. Het Nederlandse bedrijf Hylife heeft de H2ydroGEM CV-ketel ontwikkeld die waterstof rechtstreek omzet in warmte, dus zonder vuur. Het is een gepatenteerde ketel die werkt met een katalysator. Deze zorgt voor een reactie tussen waterstof en zuurstof zonder elektriciteit of vlam. Er komt genoeg warmte vrij om water op een temperatuur van 85 graden Celsius te brengen.
Verwarmen met een waterstofketel?
Van aardgas naar waterstof in de praktijk
Het waterstoftoestel van Nefit Bosch, dat op de VSK-beurs van 2020 was te zien, werd in meerdere praktijkprojecten toegepast, zoals een waterstofproject in Uithoorn in 2020. Sinds 2017 hebben de R&D-afdelingen in Deventer en Worcester (VK) aan deze innovatie gewerkt. Het bijzondere aan het toestel van Nefit Bosch is dat hij ‘H2 Ready’ is: klaar voor waterstof. Het toestel kan namelijk snel switchen van aardgas naar 100% waterstof. Dat is een groot voordeel als op enig moment in de toekomst hele woonwijken overgaan op waterstof.
De ombouw van aardgas naar waterstof: voor het eerst in de praktijk
Voor een grootschalige uitrol van waterstof, is het noodzakelijk om te onderzoeken wat er komt kijken bij de ombouw. Met dit doel zijn in Uithoorn veertien leegstaande woningen gereed gemaakt voor verwarming op waterstof. De H2 Ready ketel van Nefit Bosch verwarmde een van de panden op 100% waterstof. Het project van Stedin is uniek in Nederland, maar ook internationaal een novum.
De H2 Ready ketel van Nefit Bosch kan door een installateur binnen een uur worden omgebouwd naar een 100% waterstoftoestel. Het geheim zit hem onder andere in de speciale brander, het gasblok, de ventilator en de elektronica. Jan Rijnen, commercieel directeur van Nefit Bosch: ‘’Wij verwachten dat deze toestellen hun meerwaarde gaan bewijzen in de energietransitie. In Engeland is er zelfs sprake van dat nieuwe gasketels vanaf 2025 voorbereid moeten zijn op waterstof.’’ Naast het project in Nederland worden de toestellen van Bosch ook in projecten in Engeland ingezet.
Voordelen
Omdat het toestel ook geschikt is voor aardgas, is deze oplossing bij uitstek geschikt voor een-op-een vervanging in elke bestaande woning. De H2 Ready ketel van Nefit Bosch kan zonder aanpassingen worden geïnstalleerd. De afmetingen van dit waterstoftoestel zijn vergelijkbaar met die van huidige cv-ketels. Een ander voordeel is dat gebruikers hetzelfde verwarmingscomfort ervaren, als dat wat ze gewend waren met de aardgasketel. De waterstofketel levert dezelfde hoge prestaties als een conventionele cv-ketel op gas. Het verschil is dat bij verbranding van waterstof geen kooldioxide (CO2) of koolmonoxide (CO) vrijkomt. De NOx-uitstoot is bij het Nefit Bosch-toestel extreem laag.
In Europa, en vooral in Nederland en Engeland, zijn de verwachtingen ten aanzien van waterstof hoog gespannen. De EU heeft plannen voor het bouwen van elektrolysers – waterstoffabrieken – die in 2030 miljoenen tonnen groene waterstof moeten opwekken. Deze ontwikkeling zal mede bepalen in hoeverre waterstof een van de pijlers van de energietransitie gaat worden. Bosch denkt dat waterstof vanaf 2030 een rol kan gaan spelen in de bebouwde omgeving. Het is van belang om nu te kijken naar de implicaties, zoals dat gebeurt in Uithoorn.
Alternatief voor bestaande gebouwen
Voor de gebouwde omgeving zijn er meer verduurzamingsopties dan waterstof. Volgens Nefit Bosch is waterstof vooral interessant wanneer andere opties, zoals warmtenetten en elektrificatie, niet haalbaar zijn. ‘’Wij denken dan onder andere aan de combinatie met een hybride warmtepomp, zodat je met dezelfde hoeveelheid waterstof meer woningen kunt verwarmen,’’ zegt Rijnen. Als energiedrager kan waterstof voor onbepaalde tijd worden opgeslagen. Onderzoeken hebben aangetoond dat bestaande aardgasleidingen relatief eenvoudig geschikt zijn te maken voor het transport van waterstof. Net als in de jaren zestig, toen Nederland van stadsgas naar aardgas overging, zullen de huidige gastoestellen moeten worden vervangen. De ‘H2 Ready’-ketel biedt uitkomst: eerst op gas en wanneer het zover is binnen een uur om te zetten naar 100% waterstof.
Naast waterstofketels voor woningen ontwikkelt Bosch op tal van andere gebieden emissieloze en op waterstof gebaseerde technologieën. Zo levert Bosch al industriële warmwater- en processtoomketels die werken op waterstof. Ook maakt het bedrijf brandstofcellen die energie opwekken voor industrie, computercentra, woonwijken en laadstations voor elektrische voertuigen. Daarnaast is Bosch ook ver met de ontwikkeling van aandrijfsystemen voor vrachtwagens die gebruikmaken van waterstoftechnologie. ‘’In onze visie gaat waterstof op termijn een rol spelen bij het verwarmen van onze huizen, maar eerste instantie gaat het vooral om industrie en mobiliteit. Waar we kansen zien, zet Bosch in op waterstof,’’ zegt Jan Rijnen.
Vrijdag 11 december was de H2 Ready waterstofketel van Nefit Bosch te zien in het nieuws. Heb je het nieuwsitem gemist? Kijk hem dan hier terug.
Remeha gelooft niet in één oplossing voor de energietransitie. Volgens Marco Bijkerk (innovatie manager bij Remeha) is waterstof een antwoord. Niet ‘het enige’ antwoord. Er leiden meer wegen naar duurzaamheid. “We hebben alle opties nodig, ook de warmtepompen. Die kunnen prima functioneren in goed geïsoleerde nieuwbouwwoningen. Maar voor bestaande woningen kan de waterstofketel, eventueel in combinatie met een hybride warmtepomp, een prima oplossing zijn” vertelt Marco Bijkerk (innovatie manager bij Remeha).
Waterstof is het meest voorkomende element in ons universum. Op aarde komt het alleen niet in geïsoleerde vorm voor maar bindt het zich direct aan andere moleculen. Je kan op verschillende manieren waterstof maken, in Europa wordt de werkwijze elektrolyse het meest toegepast. Bij deze methode wordt elektriciteit door water gevoerd waardoor water zich weer opsplitst in waterstof (H2) en zuurstof (O2).
Gebruik je voor deze elektrolyse stroom die duurzaam is opgewekt, denk aan stroom uit zon en wind, dan maken we deze groene energie nog groener. Bij de verbranding van waterstof met zuurstof ontstaat namelijk zuiver water en geen CO2. Klik op onderstaande knop voor een compleet overzicht van waterstof, waaronder de voor- en nadelen.
Een eerste proef op grote schaal vindt plaats. In de Rotterdamse deelgemeente Rozenburg houdt Remeha in samenwerking met onder andere netbeheerder Stedin, gemeente Rotterdam en woningstichting Ressort Wonen een proef in een appartementencomplex waar de ketel op zuiver waterstof draait. De proef is een primeur, want nog niet eerder zijn in Nederland huizen verwarmd met HR-ketels op pure waterstof.
Remeha heeft op de Bouwbeurs als eerste Nederlandse cv-ketelproducent een prototype gepresenteerd van een waterstofketel. Deze ketel kan straks je huis verwarmen, zonder de extra isolatiekosten die een warmtepomp nodig heeft. Verwarmen op waterstofgas lijkt zo op het eerste oog het ideale duurzame alternatief voor verwarmen met aardgas. Bij de verbranding komt namelijk geen CO2 vrij. Bovendien kunnen we de bestaande aardgas infrastructuur die er nu al ligt met beperkte aanpassingen hergebruiken.
Warmtepomp niet altijd geschikt voor bestaande bouw
De warmtepomp is de meest toegepaste oplossing om nieuw gebouwde woningen te verwarmen. Nieuwbouwwoningen mogen namelijk niet meer worden aangesloten op het aardgasnet. Een elektrische warmtepomp is dan het meest logische alternatief.
Voor bestaande bouw ligt dit anders. De meeste Nederlandse woningen zijn niet per sé geschikt voor deze gasloze oplossing vanwege meerdere feiten. Een warmtepomp werkt namelijk met een lage temperatuur, in tegenstelling tot een cv-ketel. Wil je een warmtepomp in een bestaande woning installeren? Dan moet er in eerste instantie gekeken worden naar het afgiftesysteem.
Gewone radiatoren zijn meestal niet geschikt voor lagetemperatuurverwarming. En als de woning ook nog slecht geïsoleerd is, krijg je de woning met lagetemperatuurverwarming onvoldoende warm. Ten slotte moeten ook de leidingdoorsneden naar de afgiftesystemen op het juiste volume worden berekend. Kortom: een warmtepomp in een bestaande woning is niet altijd vanzelfsprekend.
Een ander heikel punt is dat warmtepompen prijzig zijn. Duurder dan een gewone cv- of hr-ketel. Gelukkig bestaan er subsidies op de aanschaf. Toch is de warmtepomp voor veel mensen nog steeds een financieel struikelblok. En ook de komst van de hr-ketel op waterstofgas zorgt ervoor dat mensen hun hand liever nog even op de knip houden. Een ketel op waterstofgas: dan mag de ketel in huis gewoon blijven hangen. Veel goedkoper. De moeite waard om erop te wachten?
De hr-ketel op waterstofgas. Is het dé oplossing voor bestaande woningen? Het waterstofgas wordt gewoon vervoerd via de bestaande gasleidingen. Die zijn eenvoudig om te bouwen voor de transport van waterstof. Klinkt perfect. Toch is het minder simpel dan gedacht. Een gewone hr-ketel werkt niet op waterstofgas. De ketel moet worden aangepast of er moet een nieuwe hr-ketel komen die wél gebouwd is voor de verbranding van waterstofgas, zoals de waterstofketel van Remeha. Ai, dat is een minpuntje. Maar… een hr-ketel is alsnog goedkoper dan een volledige warmtepompinstallatie, niet waar? Ook hier maken veel mensen een denkfout. Ja, zon waterstofgasketel is ongetwijfeld goedkoper te fabriceren dan een warmtepomp. Maar waterstofgas is wel anders dan aardgas. Waterstofgas heeft een veel lagere energiedichtheid dan aardgas. Dat betekent dat er wel drie keer méér waterstofgas door de ketel moet om dezelfde warmte te creëren.
FAQ
Wat is een waterstof ketel?
Wat kost een waterstof installatie?
Kan een bestaande cv-ketel op waterstof?