Projectbeschrijving
In het voorjaar van 2001 is in het ziekenhuis Rhön-Klinikum in Bad Neustadt a/d Saale een heel bijzondere warmte-krachtkoppeling (wkk) in bedrijf genomen. Elektriciteit en warmte worden hier opgewekt in een brandstofcel die op hoge temperatuur werkt.
In een brandstofcel wordt elektriciteit langs chemische weg opgewekt. De brandstofcel is in een aantal verschillende uitvoeringen in ontwikkeling. De meest bekende is de PEM-cel, waar automobielfabrikanten veel geld in investeren. Deze brandstofcel werkt op een lage temperatuur en heeft als brandstof waterstof nodig. Dit waterstofgas kan bereid worden uit aardgas. In het Rhön-Klinikum wordt een hoge temperatuur brandstofcel van het type MCFC (molten carbonate fuel cell) gebruikt. Deze functioneert bij een temperatuur van 600 °C en heeft als groot voordeel dat het aardgas direct kan worden toegevoerd in plaats van dat het omgezet moet worden in waterstofgas met behulp van een reformer. Een ander voordeel is het bijzonder hoge rendement waarmee de elektriciteit wordt geproduceerd. De fabrikant MTU verwacht een elektrisch rendement van 50%. Een conventionele wkk van 250 kW komt niet verder dan een elektrisch rendement van 35% en levert per kWh elektriciteit dus veel meer warmte. In de brandstofcel wordt gelijkstroom gemaakt, die weer in een transformator wordt omgezet naar wisselstroom met een frequentie van 50 Hz.
Door de hoge temperatuur van de afvoergassen van dit type brandstofcel kan men ze gebruiken om stoom te maken. In een ziekenhuis is behoefte aan stoom voor sterilisatie en bevochtiging. Resterende warmte kan op lagere temperatuur gebruikt worden in de verwarmingsinstallatie.

Het elektrisch vermogen van de brandstofcel is 250 kW. De unit zal ook worden ingezet als noodstroomvoorziening van het ziekenhuis.

Milieuvoordelen
Gecombineerde opwekking van elektriciteit en warmte (wkk) levert forse besparingen op t.a.v. energieverbruik en emissie van CO₂. Bij de MCFC brandstofcel is door het hoge elektrisch rendement ook zonder warmtebenutting al winst te bereiken t.a.v. de emissie van het broeikasgas CO₂. Bovendien zijn de emissies van NO_x, CO, etc. vrijwel nihil. Maar de hoge temperatuur, waarop de warmte beschikbaar is, maakt benutting van warmte beter mogelijk dan bij de meeste conventionele wkk. Uit milieuoogpunt is deze ontwikkeling dan ook uiterst interessant.

Aandachtspunten
De hoge investeringen per kW vermogen vormen op dit moment nog een belangrijke belemmering voor de toepassing van brandstofcellen. MTU verwacht met het type MCFC tot meer aantrekkelijke prijzen te komen en wil in 2004 starten met serieproductie. Praktijkervaring met brandstofcellen is uiteraard nog beperkt. Bij gebruik van aardgas moet in het algemeen bedacht worden, dat de samenstelling per gebied kan wisselen. Het Nederlandse aardgas bevat relatief veel stikstof. Overigens is de MCFC brandstofcel niet alleen geschikt voor aardgas, maar ook voor andere koolwaterstofbrandstoffen, zowel in gasvorm als vloeibaar.

Een schematische weergave van de brandstofcel. Klik op het plaatje voor een grotere versie.

Voor meer informatie kunt u altijd mailen naar idee@energieprojecten.com.

Auteursrechten schema en foto: MTU

Auteursrechten tekst: www.energieprojecten.com.

Aan de hier gegeven informatie kunnen geen rechten worden verleend. www.Energieprojecten.com is niet aansprakelijk voor fouten.