Power-to-X: energie opslaan, omzetten en hergebruiken in verschillende vormen
Je kunt maar best wennen aan de uitdrukking Power-to-X, want het wordt één van dé modewoorden in toekomstige discussies over groene stroom, groene brandstoffen en broeikasgassen.
Het concept Power-to-X wil overtollige hernieuwbare elektriciteit uit wind, zon of water omzetten naar andere energiedragers (de ‘X’), om zo energie op te slaan voor later gebruik. Op die manier kunnen energieschommelingen worden opgevangen en kan er beter ingespeeld worden op vraag en aanbod.
De eerste stap in het proces is het omzetten van de hernieuwbare energie in waterstof (H2) door elektrolyse. Waterstof, het kleinste atoom dat we kennen, stoot bij verbranding geen CO2 uit. Het kan onmiddellijk worden gebruikt of kan worden opgeslagen in tanks onder druk en worden opgehaald wanneer de voorraad laag is.
Power-to-X: processen
Er zijn verschillende mogelijkheden: waterstof in het gasnet brengen, een deel van het CO2-bevattende aardgas (Power-to-Gas) vervangen, of via een methanisatieproces waarbij CO2 de waterstof omzet in methaan. Het methaan kan in het aardgasnet worden geïnjecteerd ter vervanging van het fossiele aardgas (ook Power-to-Gas). De CO2-bron voor het methaniseringsproces kan bijvoorbeeld biogas zijn dat wordt geproduceerd uit bioafval in biogasinstallaties of afvalwaterinstallaties.
Andere concepten zijn onder meer de productie van methanol of ammoniak voor gebruik in brandstofcellen in auto's en schepen, of synthetische brandstoffen voor gebruik in conventionele auto- en straalmotoren (Power-to-Liquids). Dit wordt allemaal bereikt door synthese waarbij een waterstofbron en een CO2 bron betrokken is. Deze zouden opnieuw kunnen komen uit het proces van afval om te zetten in biogas.
De opgewekte ‘groene waterstof’ uit hernieuwbare energiebronnen kan ook worden gebruikt voor brandstofraffinage (hydrogenering) in conventionele raffinaderijen en als basischemicaliën in veel verschillende industrieën (Power-to-Chemicals, Power-to-Plastics).
Ten slotte kan de opgeslagen waterstof desgewenst ook via brandstofcellen (Power-to-Power) weer in elektriciteit worden omgezet.
Waar kan AVK bijdragen aan het Power-to-X-concept?
Veel landen overwegen waterstof toe te voegen aan de bestaande gasnetten om aardgas koolstofarm te maken. Gas met concentraties tot 20% waterstof kan worden getransporteerd in het bestaande aardgasnet zonder risico op beschadiging van gasinstallaties, distributie-infrastructuur etc.
Tot ver in de 20e eeuw werd waterstofrijk stadsgas met een waterstofconcentratie van meer dan 50% via gasleidingen gedistribueerd naar huishoudens in Duitsland, de VS en Engeland. We kunnen aannemen dat veel van de gastransportnetwerken, distributielijnen en opslagfaciliteiten die in het verleden werden geëxploiteerd, nog steeds in gebruik zijn.
Waterstof mengen in bestaande aardgasleidingnetwerken kan een middel zijn om pure waterstof op de markt te brengen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van stroomafwaartse scheidings- en zuiveringstechnologieën om waterstof uit het aardgasmengsel te halen, dicht bij het eindgebruik. Deze methode kan de kosten van het bouwen van speciale waterstofleidingen of andere dure infrastructuur tijdens de vroege marktontwikkelingsfase dekken.
In Denemarken test Energinet een klein gesloten aardgasnet met druk variërend van 3 tot 65 bar en tot 15% waterstof. AVK bezocht in november 2019 de testfaciliteit van het M / R-station, vertegenwoordigd door Jesper Kallehauge van AVK International, en Michael Ramlau en Michael Søgaard van AVK Holding (afbeelding rechts).
AVK UK en AVK Donkin zijn betrokken bij een project (H100) waarbij ze S310 Flow Limitors leveren aan een testnetwerk met 100% waterstof. De begrenzers worden gebruikt om het netwerk te beveiligen in het geval van een leidingbreuk, waar het de stroomtoevoer onderbreekt om ongelukken te voorkomen (afbeelding links).
Voor AVK betekent het omarmen van de toekomst in Power-to-X het kunnen bevestigen en documenteren dat onze producten voldoen aan de stijgende behoeften van deze branche. We testen onze producten onder andere om risicobeoordelingen te maken en er zeker van te zijn dat ze lekdicht blijven.
