Omzetting van elektriciteit naar waterstof is een van de manieren om een overschot aan wind- en zonne-energie op te slaan. In het Duitse Mainz is de grootste waterstoffabriek in gebruik genomen die dit gaat doen.

De fabriek gebruikt elektrolyse-apparatuur die stroom omzet in waterstof. Dat gebeurt met brandstofcellen die een membraan gebruiken dat alleen protonen doorlaat. Dat voorkomt dat het geproduceerde waterstof en zuurstof weer met elkaar gaan reageren. De elektrolyse-apparatuur is geleverd door Siemens.

De kringloop rond de Energiefabrik Mainz

Het geproduceerde waterstof wordt gecomprimeerd in tanks bij de fabriek opgeslagen en geschikt gemaakt voor distributie met tankwagens. Dit deel wordt verzorgd door Linde, een van de grootste leveranciers van industriële gassen. Linden neemt ook de geproduceerde zuurstof af.

De fabriek krijgt stroom via het Duitse middennet en is gekoppeld aan een nabijgelegen windpark. De fabriek is in staat om gedurende een kwartier een hoeveelheid stroom te verwerken die overeenkomt met een vermogen van 6 MW. De meeste grote windturbines op land hebben momenteel een vermogen van zo’n 3 MW. De totale jaarproductie van de waterstoffabriek wordt geschat op zo’n 200 ton per jaar, wat overeen komt met een productie van 3000 vol-uren. Op die hoeveelheid zouden zo’n 200 waterstofauto’s kunnen rijden.

De waterstof wordt verkocht met een groen certificaat. ‘We hopen hiermee een nieuwe markt aan te boren’, zegt Christoph Stiller van Linde. Hij denkt onder meer aan de verschillende projecten in Duitse steden met stadsbussen die op waterstof rijden. Waterstofauto’s zijn er in Duitsland nog nauwelijks. Daarnaast is bijmengen in het gasnet mogelijk als onderdeel van levering van groen gas.

De elektrolyse gebeurt met een efficiency van 60 tot 65 %, ruim een derde van de duurzame energie gaat er dus mee verloren. Het waterstof weer gebruiken om elektriciteit te produceren noemt Stiller niet verstandig. ‘Daarmee zou opnieuw flink wat energie verloren gaan.’ Hij ziet het meest in de toepassing in het transport. ‘Een stadsbus of een auto rijdt op waterstof veel efficiënter dan op diesel, daarmee maak je een deel van het efficiency-verlies bij de elektrolyse weer goed. Om energie-efficiency te vergelijken moet je altijd naar de hele keten kijken, en niet een afzonderlijk onderdeel.’

De bouw van de fabriek kostte zo’n 17 miljoen euro. Naast de betrokken bedrijven waren de gemeente Mainz en de Duitse nationale overheid de belangrijkste financiers.

De fabriek gaat vier jaar lang draaien als proeffabriek, promovendi zullen gedurende die tijd onderzoeken hoe de fabriek een bijdrage levert aan het opvangen van fluctuaties in het stroomaanbod van zon en wind. ‘De methode is nu nog duur en komt economisch zeker niet uit, vooral vanwege de hoge kosten van de elektrolyse -apparatuur is nu nog erg duur’, signaleert Stiller. ‘Maar bij grootschaliger toepassing kan de prijs daarvan zeker een factor twee of drie omlaag. De proeffabriek is gericht op onze energievoorziening in de toekomst.’

Linde, Air Liquide, Shell en Daimler zijn op dit ogenblik bezig om in het kader van het programma H2-Mobility de komende acht jaar een netwerk van 400 tankstations uit te rollen die waterstof kunnen leveren.