Voor sommige projecten is een accupakket duidelijk de betere oplossing. Voor andere, vooral wanneer de energievraag hoog en continu is, heeft een waterstofbrandstofcelgenerator belangrijke voordelen. De echte vraag is dus niet welke technologie in het algemeen beter is, maar: welke past het beste bij uw toepassing?

Opslag versus opwekking

Een batterijcontainer is een energieopslagmiddel. Deze moet vóór gebruik worden opgeladen en na gebruik opnieuw worden opgeladen. Als er ter plaatse geen, of een niet voldoende sterke netaansluiting is, moet het opladen ergens anders plaatsvinden, of moet de batterij worden vervangen door een opgeladen exemplaar.

Een generator met waterstofbrandstofcel werkt anders. Deze zet waterstof ter plaatse om in elektriciteit. Zolang er brandstof wordt aangevoerd, blijft hij stroom opwekken. Dat maakt hem fundamenteel geschikter voor langdurige toepassingen, projecten waarbij de energievraag dag na dag blijft bestaan.

Dit verschil wordt steeds belangrijker nu netcongestie op steeds meer plaatsen een structureel probleem wordt. De logistiek achter het transport van de energie naar de gebruikslocatie wordt een significante factor in de totale eigendomskosten en dus in de vergelijking tussen verschillende technologieën.

Generatorsets en accu’s in de praktijk

Een realistisch voorbeeld. Stel dat een project een gemiddeld vermogen van 140 kW nodig heeft, 12 uur per dag, 5 dagen per week. Dat komt neer op 1.680 kWh per dag, ofwel 8.400 kWh per week. Dit komt goed overeen met het soort stroomprofiel dat je aantreft op een niet al te grote bouwplaats, bij een tijdelijke oplaadlocatie, bij walstroomvoorzieningen of op een industrieterrein.

Wat dit betekent voor een waterstofoplossing

Waterstof bevat ongeveer 33,3 kWh aan energie per kg. De waterstofgeneratorsets van Zepp zijn gebaseerd op het X150-brandstofcelsysteem, dat waterstof met een hoog rendement omzet in elektriciteit. Uitgaande van een systeemrendement van ongeveer 55% levert 1 kg waterstof zo’n 18,3 kWh bruikbare elektriciteit op.

Voor 1.680 kWh per dag betekent dat een dagelijks verbruik van ongeveer 95 kg waterstof. Over een werkweek van 5 dagen komt het neer op ongeveer 477 kg. 

Als we dat vertalen naar opslag en logistiek: een 20ft waterstofopslagcontainer (MEGC) heeft een capaciteit van 484 kg. Dat is in dit voorbeeld voldoende voor de volledige 5-daagse werkweek, met enige marge. Een alternatief zou zijn om een tubetrailer te gebruiken, die deze locatie van brandstof voor meer dan 7 dagen zou kunnen voorzien.

Praktisch gezien kan een dergelijke locatie volstaan met één levering per werkweek, afhankelijk van de grootte van de tankwagen en de marge die de gebruiker wil aanhouden. De generator blijft ter plaatse staan. Het energiesysteem op locatie blijft hetzelfde. Alleen de brandstof moet worden aangevoerd, wat voor de eindgebruiker vaak minder intensief is dan men denkt. In veel gevallen wordt de levering van waterstof en de aansluiting van een tubetrailer, MEGC of andere opslagoplossing op de generatorset geregeld door de gasdistributeur als onderdeel van een al bestaande en goed georganiseerde workflow. Met andere woorden: de gebruiker hoeft niet vanaf nul een volledig nieuwe logistieke keten op te zetten of te beheren. Met een langlopende afnameovereenkomst is het ook mogelijk om vooraf leveringsvolumes en prijzen af te spreken. Dat geeft exploitanten meer voorspelbaarheid over brandstofkosten en maakt de totale eigendomskosten gemakkelijker in te schatten en te beheren in de loop van de tijd.

U kunt onze configuratietool voor generatorsets gebruiken om uw eigen cijfers in te voeren en te zien hoe de praktische implementatie eruitziet voor uw specifieke toepassing.

Wat dat betekent voor een batterijoplossing

Bekijk dezelfde locatie nu eens vanuit het perspectief van de batterij. De locatie heeft 1.680 kWh per dag nodig. Voor één dag autonomie heb je dus minstens zo veel bruikbare batterijcapaciteit nodig. In de praktijk is dat meestal meer, omdat gebruikers enige marge nodig hebben voor pieken, koud weer, capaciteitsverlies of operationele flexibiliteit.

Dus nog voordat we het over piekvermogen hebben, hebben we het al over een batterijsysteem in de klasse van ongeveer 1,7-2 MWh bruikbare capaciteit voor één dag gebruik. Dat komt overeen met een batterijcontainer van 20 voet, iedere dag. Dat betekent ook een dagelijks transport en een dagelijkse afhankelijkheid van soepele logistiek.

Als het doel is om de volledige 5-daagse werkweek te dekken zonder tussentijds opladen of wisselen, wordt de batterijbehoefte bijna 10 MWh bruikbaar. Dat is een zeer grote mobiele batterijopstelling bestaande uit 5 containers van 20 voet, met alle logistieke uitdagingen van dien.

Daarom is de belangrijkste vraag over de batterij niet: “kan deze 150 kW leveren?”. Als u de juiste batterij kiest, kan dat zeker.

De echte vraag is: hoe vaak moet u deze opladen of verwisselen,en hoe organiseren we dat?

Wanneer is welke optie dan verstandig?

Over het algemeen zijn accu’s het meest logisch wanneer de energievraag relatief laag is, het verbruiksprofiel schommelt en het opladen eenvoudig ter plaatse of in de buurt kan worden geregeld. In die gevallen zijn accu’s stil, efficiënt en eenvoudig in het gebruik. Als de accu vooral dient als buffer voor pieken in plaats van als hoofdstroombron, is dit vaak de meest logische oplossing.

Waterstofbrandstofcelgeneratoren worden aantrekkelijker wanneer het probleem niet de opslag is, maar een continue energievoorziening. Dat is het geval wanneer de dagelijkse energiebehoefte hoog is, de activiteiten lange uren of meerdere shifts duren, de toegang tot het elektriciteitsnet beperkt is of het minimaliseren van transportbewegingen belangrijk is. In die situaties kan de mogelijkheid om de generator op zijn plaats te houden en alleen de brandstof bij te vullen een groot verschil maken in de logistiek en de totale eigendomskosten.

Er is geen absolute winnaar in de vergelijking tussen waterstofbrandstofcelgeneratoren en accu's. Er is alleen een goede of slechte match met de toepassing. Daarom moet het uitgangspunt altijd de werkcyclus zijn: hoeveel energie is er nodig, voor hoe lang, onder welke omstandigheden ter plaatse en met welke beschikbare infrastructuur. Zodra die vragen zijn beantwoord, wordt de technologieke keuze meestal veel duidelijker.

Voor kortere, lichtere klussen waarbij een goede aansluiting op het elektriciteitsnet mogelijk is, kunnen accu’s de juiste oplossing zijn. Voor langere, zwaardere werkzaamheden of bij beperkte infrastructuur bieden generatoren op waterstofbrandstofcellen vaak de meest praktische oplossing. Niet omdat waterstof in elke vergelijking als beste uit de strijd komt, maar omdat opwekking ter plaatse een ander soort probleem oplost dan opslag alleen. In veel gevallen is het voor de gebruiker ook logistiek gezien eenvoudiger.