Alle berichten van Harold Halewijn

Bespaar je met elektrisch varen ook op brandstof?

Ik vaar nu zo’n 4 jaar met mijn elektrische sleepboot, de eerste proefvaart met de elektrische aandrijving was in juli 2015. Maar toen voer ik nog met de generator als energiebron. Nu 4 jaar later is alles goed op elkaar afgestemd en maak ik ook steeds langere tochten waarbij het hybride systeem zich goed bewijst. Eén van de vragen die ik voor mijzelf nog heb openstaan is of deze manier van varen ook brandstof bespaard.

Voor dag tochtjes vaar ik altijd met een volle batterij van huis weg. Thuis worden de batterijen via de walstroom met zonnepanelen opgeladen. En sinds kort zorgen de zonnepanelen op de stuurhut ook voor het laden van de batterijen. Milieu bewuster kan ik het niet maken. Maar die dagtochtjes houden na maximaal 3 uur wel op en dan moet ik rustig varen want dan zijn de batterijen leeg. Als ik lange stukken vaar gaat de snelheid wat omhoog en houden de batterijen het dus nog minder lang vol. Net als bij een elektrische auto. De generator regelt dan dat de batterijen onder het varen in minder dan 2 uur weer zijn opgeladen. Dat is allemaal destijds bij het ontwerp vastgesteld en werkt prima.

Deze zomer heb ik daarom de proef op de som genomen en een uitgebreide meting verricht naar het brandstofverbruik. In deze blog lees je daar alles over.

De trip gaat in een paar etappes van Oostknollendam, via Amsterdam naar Lelystad. Van daaruit via Lemmer naar Bergum en nog een etappe van Bergum naar Lauwerszee en weer terug.

Traject Afstand Duur Gemiddelde snelheid
Oostknollendam – Amsterdam 20,5 km 2 uur 36 minuten 7,9km/u
Amsterdam – Lelystad 35,3 km 4 uur 8,8 km/u
Lelystad – Burgum 95,7 km 12 uur, 22 minuten 7,7 km/u
Burgum – Lauwerszee vv 41,9 km 5 uur 18 minuten 7,9 km/u
Totaal 193,4 km 24 uur en 16 minuten 8 km/u

De tijden zijn inclusief wachttijden bij bruggen en sluizen, de gemiddelde snelheid is daardoor lager dan de gevaren snelheid. Op batterijen werd er rond 300 rpm gevaren (maximale voor batterijen), ongeveer 10km/u. Met de generator aan werd het toerental verhoogd naar 400 rpm, ongeveer 13km/u. Zie een verklaring voor rpm en snelheid dit blog artikel.

Totale energieverbruik

Dit levert dan de volgende grafiek op voor het totale energieverbruik:

Gestart op 30 juli werd er met een volle batterij (geladen door de zonnepanelen) SOC = 94%). De batterijen zijn ontladen tot SOC=10% waarna deze weer werden geladen mbv de generator tot 91%. De totale afname bedroeg 71 kWh voor het stuk Oostknollendam – Lelystad. De volgende dag een vergelijkbaar patroon, totale afname 113 kWh tot aan Burgummermeer. Op 2 augustus werd de vaartocht naar Lauwerzee vv gevaren, goed voor bijna 43 kWh. Totaal is er dus 227 kWh elektrische energie verbruikt. Dat is 1,17 kWh per kilometer. Dit komt overeen met een eerdere test uit september 2016 bij de opgegeven snelheden.

Elektrische energieverbruik uitgesplitst tussen batterij en generator

Als we kijken naar het verbruik uitgesplitst tussen batterijen en generator zien we het volgende:

Voor de eerste trip (Oostknollendam – Leleystad) werd er ruim 24kWh uit batterijen verbruikt en ruim 46kWh uit de generator. Bedenk dat hierbij niet wordt weergegeven hoeveel energie er vanuit de generator is toegevoegd aan de batterijen. Beide grafieken geven louter de totale consumptie aan. Met uitzondering van de eerste trip (geladen door de zon) zijn alle andere batterij ontladingen afkomst van de generator. Voor de tweede dag was dit 29kWh uit de batterijen en 83kWh uit de generator. Voor de 3e dag was dit 18kWh uit de batterijen en 24kWh via de generator. Gemakshalve kun je ervan uitgaan dat de energie die uit de batterijen is gehaald, met een rendement van minstens 98% uit de generator afkomstig is. Voor de verdere berekeningen gebruiken we dus de totalen die hiervoor zijn vermeld.

Hoeveel dieselbrandstof is daarvoor nodig?

Dit is de vraag die mij bezighoudt en het makkelijkst is natuurlijk om dit nauwkeurig te meten. Maar daarvoor ontbreken (op dit moment) de juiste meetgereedschappen. Een dieselflowmeter op een dieselmotor is (met uitzondering van auto’s) best lastig te realiseren. Je kunt de aanvoer uit de tank meten maar elke dieselmotor zal meer dieselolie oppompen dan nodig is voor de verbranding. De rest (>90%) wordt namelijk als koeling van de brandstofpomp gebruikt en via de retourleiding weer teruggepompt naar de tanks. Een goede flowmeter houdt daar rekening mee maar kost dan ook minstens 1000 euro. Ik heb een bestelling lopen via Aliexpress (€ 39,-) maar die is nog steeds niet binnen.

Een andere methode om het dieselverbruik te meten is om het niveau in de tanks zo nauwkeurig mogelijk te meten en vandaaruit terug te rekenen. Maar daar zit een behoorlijke onzekerheid in vanwege gewichtsverdeling in de boot, uitzetting van de brandstof als gevolg van het opwarmen door de retourstroom en andere factoren. Bij benadering is er circa 80 liter brandstof voor deze gehele trip verbruikt.

De generator is van FG Wilson, een bedrijf onder de vlag van Caterpillar maar het motorblok is een Perkins 1103. En daarvan zijn de brandstofverbruik gegevens beschikbaar. Maar laten we eerst eens naar de energiebalans kijken.

Wat is de Energiebalans van de Perkins 3 cylinder diesel generator

De energiebalans zegt iets over de verhouding tussen de energie die uit diesel kan worden gehaald, en de mate waarin in de Perkins dit omzet in nuttige energie.

Energie waarde diesel per 10 liter 106 kW 100%
Power output generator 42,2 kW 39,8%
Power output koeling en smeering 26 kW 24,5%
Power output uitlaat 30 kW 28,3%
Power output straling 7 kW 6,6%

Hieruit blijkt dus dat een dieselmotor een rendement heeft van slechts 40%. De rest gaat verloren in de vorm van warmte.

Wat is het brandstof verbruik van de Perkins diesel generator per uur

De grafiek toont 4 verschillende waarden die overeenkomen met de belasting van de generator bij 25%, 50%, 75% en 100%. De dieselgenerator van de Cecilia is zo afgeregeld dat deze bij 75%-80% van het vermogen zeer efficient de batterijen kan laden en de boot op kruissnelheid kan houden. Zie hiervoor de voorgaande blogs waarin dit allemaal is uitgerekend.

Vanuit de grafiek kun je aflezen dat er dan circa 27 kWh wordt geleverd en het brandstofverbruik circa 8,2 liter per uur bedraagt. Van die 27 kWh wordt 10 kWh gebruikt voor het laden van de batterijen en 17 kWh voor de voortstuwing. Dat levert dan bij een RPM van 400 een snelheid op van maximaal 13 km/u (afhankelijk van aangroei onderwaterschip, stroming, wind e.d.).

Hoeveel draaiuren heeft de generator dan gedraaid?

Dit is de vraag waarom het draait. De vaartocht heeft in totaal 24 uur en 16 minuten geduurd. Het aantal draaiuren wordt zowel door de generator als, en zeer nauwkeurig, door de Victron software bijgehouden.

Voor de berekening van het dieselverbruik is in dit rapport een waarde van 8,2 liter per uur gebruikt.

Dus samengevat zijn er van de 24 uur en 16 minuten varen, slechts 10 uur en 26 minuten op de generator gevaren, ofwel 43% van de tijd. Zou je het totaal aantal liters delen door de vaartijd, is dat circa 3,5 liter per uur met een gemiddelde snelheid van 8 km/u inclusief wachttijden bruggen en sluizen.

Ik ben benieuwd welke verbruikservaringen andere (sleepboot) vaarders hebben. En als ik de nauwkeurige meetgegevens heb, zal ik deze ook delen.

Tijd voor een accu update

Het laatste blog bericht over de Elektrische Sleepboot Cecilia dateert alweer van september vorig jaar. Tijd voor een update!

De afgelopen winter is er weinig gevaren maar heb ik vooral veel timmer- en schilderwerk verricht. Een nieuwe zitbank in de roef, de keuken, extra opbergruimte, wandbekleding, nieuwe vloer, dat soort klussen. En nadat het gestopt was met regenen en de zon weer ging schijnen was de buitenboel aan de beurt. Schilderen! En nu eens echt helemaal van voor tot achter en van boven tot de waterlijn. De naamborden, luiken, boordlichten, mast met antennes, verschansing, alles is weer blinkend mooi.

Figuur 1: strak in de verf langs de Zaanseschans

Storingen Victron Quattro

De enkele keer dat ik ging varen bemerkte ik, ook in de winter, dat één van de Victron omvormers erg veel warmte ontwikkelde. Het gevolg was dat de omvormer nog maar 60% van de capaciteit kon leveren voordat deze oververhit raakte, zowel bij het leveren van energie voor de elektromotor als voor het laden van de Lithium batterijen. De omvormer die de fout veroorzaakte was dezelfde die na de brand oxidatie sporen had en ook na reinigen en doorsolderen telkens fouten gaf. Eerst heb ik geprobeerd het op te lossen met extra geforceerde ventilatie rondom de omvormer én een extra ventilatieopening door het achterdek. Warmteontwikkeling is sowieso iets om goed rekening mee te houden met elektrisch varen, daar straks meer over. Maar het werd snel duidelijk dat reparatie of vervanging van de unit de enige goede oplossing zou zijn.

Victron Quattro vervangen

Begin april heb ik de unit uit de boot gehaald en opgestuurd naar Victron. Die constateerden dat vervangen of herstellen van de prints zeer kostbaar zou zijn. Victron deed mij een aanbod om tegen een sterk gereduceerde prijs een nieuwe unit te leveren. Dat aanbod heb ik maar geaccepteerd.

Figuur 2: Nieuwe unit

De nieuwe Quattro werd geleverd met nieuwe firmware en dus moesten ook de andere twee units van nieuwe software worden voorzien. Daarna opnieuw de configuratie inlezen en testen. Een nieuwe optie die zichtbaar werd op het Venus CCGX display is de temperatuur van de batterijen. Er zit immers een Victron-temperatuursensor op de minpool van één van de batterijen die de laadspanning en laadstroom terugregelt als de temperatuur van de batterij te sterk oploopt. En vanaf nu kan dus ook de temperatuur van die accupool worden uitgelezen.

Sleepbootdagen Vianen

In april besloot ik om dit jaar tijdens het Hemelvaartweekend voor het eerst eens mee te doen met de Sleepbootdagen in Vianen. Met een mooi geschilderd bootje kon dat een leuk evenement zijn. Van Oostknollendam via de Zaan, over het IJ en het Amsterdam-Rijnkanaal en een klein stukje Lek. Mooi stuk varen maar wel druk en ook best een lang stuk. Vlak voordat ik het Amsterdam-Rijnkanaal wilde opvaren, kreeg ik een foutboodschap dat de accu een hoge temperatuur bereikte. Het display gaf 55 graden Celcius aan….. Ik heb de boot even aan de kant gelegd, het bed gelicht en inderdaad, een batterij voelde behoorlijk warm aan, samen met de kabels. Op de andere batterij brandde de rode fout-LED. Deze was niet warm.

Defecte batterij.

Een snelle diagnose stelde dat de warme accu nog prima funtioneerde maar alle stroom moest leveren en daarom warmte ontwikkelde. De andere accu met de rode LED stond namelijk in storing en bleek behoorlijk diep ontladen te zijn. Ik heb wat telefoontjes gewisseld met de distributeur en geprobeerd om de defecte accu alleen aan de lader te zetten in de hoop dat de beveiliging zou deactiveren en de batterij weer opgeladen kon worden. Maar dat lukte niet. Een resetknop zit er niet op. De ontwikkelaar heeft er voor gezorgd dat de lithium batterij zich geheel afschakelt om rampen te voorkomen.

Ik heb daarom met de ontwikkelaar Wolter Buikema van de ACES Energy accu gebeld en samen besloten om de defecte accu af te schakelen en alleen nog door te varen met de goede accu. Om dat veilig te doen mocht ik niet meer dan circa 150A ontlaadstroom trekken en moest ook de laadstroom beperkt blijven. Gelukkig is dat allemaal gemakkelijk in te stellen op de Victron apparatuur. 150A ontlaadstroom betekent helaas wel een beperking in de snelheid op batterijen maar met de generator aan kon er gewoon doorgevaren worden. Inmiddels had ik wel 2 uur vertraging opgelopen maar ik was blij dat dit niet was overkomen óp het Amsterdam-Rijnkanaal. Op één batterij kon het ook maar Wolter en ik spraken af om te bekijken of we de batterij konden herstellen als ik in Vianen was gearriveerd.

Tijdens de sleepbootdagen heb ik veel mensen aan boord gehad. Gezin, familieleden, een collega van het werk en natuurlijk ook geinteresseerden die afkwamen op de leaflet die ik op de mast had gehangen waarop overzichtelijk alle technische informatie van de Cecilia was opgeschreven.

Figuur 3: Aan het ponton in Vianen

Best leuk om iets over de elektrische sleepboot te vertellen. Velen hadden al iets over mij gelezen in de Beting of op Internet. Maar ja, als je zo aan een ponton ligt kun je er weinig van laten zien. Volgend jaar dus maar eens meedoen met de sleepproeven, dan laten we zien dat het werkt!

Zaterdag kwam Bouke nog langs om te proberen de defecte batterij te repareren. Dat lukt helaas niet omdat de sealing zo taai was dat daarvoor wat grover gereedschap nodig was. Met een paar sterke armen hebben we batterij (85kg) van boord getild en in zijn auto gezet. Ik zou zondag de terugweg weer moeten varen met halve batterij capaciteit. Geen probleem, de generator doet zijn werk wel!

Halverwege juni heb ik de gerepareerde batterij weer opgehaald. Wat er nu precies defect was geraakt bleef enigszins onduidelijk. Of er nu sprake was van diep-ontlading en daardoor automatische bescherming of dat er een mosfet defect was geraakt, bijvoorbeeld door een spanningspiek, we weten het niet. De Victron logfiles geven ook geen duidelijkheid. Ik heb de boel weer aangesloten, de onderlinge accukabels verdubbeld om een nog lagere weerstand te verkrijgen en ben weer uitgebreid gaan testen.

Zonnepanelen

Tussentijds heb ik de 2 zonnepanelen die op de stuurhut liggen vervangen door 2 CIS panelen. De oude panelen (Panda 205W per stuk) zijn 48 cells PV panelen die een spanning geven van circa 24 Volt. In serie geschakeld dus 48 Volt maar dat is onvoldoende om de Lithium batterijen te laden. Maar die 2 Panda panelen hebben via een Victron MPPT lader ruim 7 jaar lang de 24 Volt VRLA accubank volgehouden en die accu’s zijn nu 12 jar oud en functioneren nog uitstekend. Via die 24 Volt accu bank draaide het hele boordnet, de koelkast en alle besturingscomputers.

De 2 Solar Frontier dunnefilm panelen leveren per stuk een spanning van 80 Volt (max 170Wp) en kunnen parallel op de MPPT lader aangesloten worden. Hiermee kan dan met behulp van dezelfde laadkarakteristiek van de Victron Quattro laders, de Lithium batterij tot 58 Volt worden geladen.

Figuur 4: Consumptie vs Solar

Het effect van die 2 parallel geschakelde zonnepanelen is wel aardig in bovenstaande grafiek weergegeven. Op 30 juni werd met een volle batterij gevaren (SOC=97%) en is een kleine 17 kWh verbruikt (3 uur vaartocht). Bij terugkomst thuis was de SOC=15%. Maar er is tijdens die dag ook 1,37 kWh zon energie toegevoerd. Normaliter leg ik de boot na thuiskomst aan de kabel zodat de batterijen weer volgeladen zijn. Maar zoals je kunt zien genereren de PV panelen gemiddeld 2 kWh per dag op een zonnige dag, minder op een bewolkte dag, waarmee in een week de batterijen weer aardig vol geladen kunnen zijn. De grafiek laat een SOC groei zien van 15% naar 55% in 7 dagen. Maar toen stond de koelkast wel gewoon aan. Van 55% naar 95% via de walstroom duurt circa 45 minuten, dat kun je goed plannen.

Ik heb de Victron MPPT lader ingesteld dat deze de batterijen oplaadt tot 95% en daarna in floating status keert totdat de SOC = 80% en daarna weer gaat laden. Het pendelen tussen SOC 80% en SOC 95% is beter voor de Lithium batterijen dan deze continue op 95-100% te houden.

Op de foto is de MPPT lader (onder) en de DC-DC converter te zien. De DC-DC converter maakt van 48 Volt 24 Volt voor het boordnet (25,6 zodat de oude VRLA accubank geladen blijft).

Koeling is een serieus onderwerp

Ik schreef er al over maar koeling van de elektronica is een serieus onderwerp. Er zijn een aantal aandachtspunten die je in het ontwerp van een elektrische boot moet meenemen:

  1. De elektronica zelf genereert warmte, zie ook het artikel over de rendementsberekeningen. Gemeten tussen accu opname en schroef afgifte ligt dat tussen 10-20% (afhankelijk van vermogen). Dus bij een gemiddeld vermogen van 10 kW aan de schroef wordt er minstens 1 kW aan warmte gegenereerd.
  2. Het dek wordt in de zomer zeer warm. Ondanks dat het licht grijs is geschilderd, wordt het op zeer warme dagen te heet om op blote voeten te lopen. Het dek is deels wel geïsoleerd maar je merkt dat het benedendeks uiteindelijk ook behoorlijk warm wordt.
  3. De generator levert zeer veel warmteverlies. Gemiddeld genomen geldt voor elke brandstof motor dat van de totale energie uit brandstof, 30% voor voortstuwing, 30% via de uitlaat, 30% via koeling en 10% voor straling moet worden gerekend. De stralingswarmte is in mijn geval dus minstens 10kW, nog los van het feit dat de uitlaat (geïsoleerd) en de koelslangen ook door de ruimte lopen.

Je kunt hieruit opmaken dat in mijn situatie er dus veel warmte wordt gegenereerd en die moet ergens worden afgevoerd. Ik heb met een aantal 24 Volt computer ventilatoren een luchtstroom opgewekt die de temperatuur onderdeks beperkt tot ongeveer 45 graden. Ik zoek nog naar een manier om dit te beperken tot 35 graden. Iemand suggesties? Work in progress.

Waarom het verwijderen van een gasmeter zoveel geld kost….

Woensdag 27 februari was het eindelijk zo ver. De gasmeter zou verwijderd worden. Ik had dit al in mei 2018 aangevraagd maar doordat ik het niet eens was met de prijs die Liander mij voorrekende, duurde het even voordat ik opdracht wilde geven. Niet dat we het eens zijn geworden, maar je hebt als consument geen keus. Begin november ben ik dus overstag gegaan en heb opdracht gegeven om de meter zo snel als mogelijk te verwijderen. Lees verder Waarom het verwijderen van een gasmeter zoveel geld kost….

Van het gas los, hoe gaan we om met de weerstand?

Het klimaatakkoord is nog niet ondertekend maar de weerstand tegen de maatregelen groeit. Onder aanvoering van enkele politieke partijen aan de rechterkant van het politieke spectrum worden vele redenen opgevoerd om vooral geen veranderingen te hoeven accepteren. VVD-er Frits Bolkestein vindt het asociaal dat alle kosten worden afgewenteld op de laagste inkomensgroepen. “Obsessieve angst voor een klimaatramp leidde tot het nalaten van de gebruikelijke kosten-batenanalyse”, schrijft hij in een opiniestuk in de Volkskrant van 15 januari. De economische cijfers op korte termijn leken voor de VVD belangrijker dan een kans op een gezond leven op de lange termijn. Maar ook de VVD ziet nu in dat weerstand ons niet vooruit helpt.

Natuurlijk gaan de maatregelen de burger geld kosten en is het oneerlijk dat vrijwel alle kosten worden afgewenteld op die burger. De grootste vervuilers, de industrie, scheepvaart en luchtvaart zouden immers moeten betalen voor hun CO2 uitstoot. Maar er worden door de sceptici veel meer redenen opgevoerd dan alleen de kosten;

  • Windmolens verstoren ons landschap
  • Het elektriciteitsnetwerk is niet voorbereid op grootschalige groene opwek van zonnepanelen en windmolens
  • Warmtepompen maken herrie en werken niet als het koud is
  • We kunnen beter Russisch gas kopen want dat brandt beter
  • Of nog beter, we moeten gewoon waterstofgas gaan gebruiken want dat kan prima met ons aardgasnetwerk
  • Kerncentrales zijn goedkoper dan windmolens en kunnen snel en veel elektriciteit leveren
  • We moeten investeren in thorium want thorium is de oplossing voor elk energie probleem
  • Accu’s vervuilen de wereld, er is nooit genoeg lithium en de grondstoffen worden met kinderarbeid verkregen
  • De fabricage van Elektrische auto’s levert meer CO2 uitstoot dan andere auto’s
  • Het kost misschien wel 35.000 tot 50.000 euro om mijn huis te isoleren en gasloos te maken
  • Het is onmogelijk om zoveel warmtepompen te fabriceren en te plaatsen
  • Zonnepanelen uit China werken slecht en veroorzaken brand
  • Biomassa centrales stoten veel rook en fijnstof uit en er is helemaal niet genoeg biomassa beschikbaar en Pelletkachels stinken
  • We kunnen beter wachten totdat warmtepompen uitontwikkeld zijn en zonnepanelen een hoger rendement opleveren.

En als laatste reden; er is helemaal geen bewijs voor klimaatverandering.

Als je net als ik veel op Twitter rond struint kun je ongetwijfeld bij alle bovenstaande redenen wel een beeld oproepen die de dramatische gevolgen weerspiegelen van de maatregelen die we allemaal moeten doorvoeren. Toch hebben alle redenen slechts twee aspecten gemeen; onbekendheid en tijd.

Onbekendheid leidt tot weerstand

Als eerste is er veel onbekendheid en onduidelijkheid over het probleem en de oplossingen om van het gas los te komen. Bij elk van de hierboven benoemde weerstandsredenen, kan ik wetenschappelijk onderbouwde informatie geven die een genuanceerder beeld zullen geven. Natuurlijk zit er in de weergegeven redenen best wel eens een waarheid. Soms zijn die subjectief; herrie, landschap, stinken. Maar ook achterhaald; vervuilende accu’s, warmtepompen zijn nieuw, zonnepanelenrendement. En veel redenen zijn gewoonweg NIET WAAR (fake news).

Het leven in bubbels en de groeiende polarisatie tussen klimaat voor- en tegenstanders maakt het voor veel mensen vrijwel onmogelijk om zich te verdiepen in de materie. Je hebt een mening en zoekt overal bevestiging voor die mening. Dat doet ieder mens, zo werkt ons brein. En in jouw bubbel, vaak gevormd of aangevuld door de sociale media, vind je die bevestiging in overvloed. Dus waarom zou je veranderen? Jouw gelijk wordt aangetoond!

Ik merk persoonlijk dat het steeds vaker zinloos is om met mensen een goed gesprek te voeren over het veranderende klimaat en de gevolgen en mogelijk maatregelen, als deze persoon zich er niet voor openstelt en ontkennende bevestigingen zoekt in zijn bubbel. “Wat is jouw mening waard ten opzichte van een wetenschapper die is afgestudeerd in dat betreffende onderwerp?” Maar voordat ik die vraag durf te stellen is de conversatie meestal al afgebroken.

En het is ook ongelofelijk complex! Hoe kun je van burgers verwachten dat zij plotseling alles weten van warmte- en energietransmissie, van warmtepompen en lage temperatuur verwarming of het verschil weten tussen een PV paneel en een PVT paneel? De gemiddelde CV-installateur heeft er zelfs nog geen kennis van!

Tijd leidt tot weerstand

En dat brengt mij op het tweede aspect; Tijd. Ja, ik wil dat we haast maken. Maar er zijn nooit genoeg warmtepompen. Er is niet genoeg technisch personeel. Het elektriciteitsnetwerk stort meteen in als we allemaal onze huizen gaan verwarmen met warmtepompen. En ga zo maar door. Tijd is inderdaad een belangrijke factor die weerstand oproept.

Want laten we duidelijk zijn, natuurlijk wil ik dat morgen iedereen 49% minder CO2 uitstoot. Maar dat is niet realistisch! En het is ook niet de afspraak. Het klimaatakkoord stelt dat we die reductie in 2030 moeten bereiken. En ja, dan moeten we wel vandaag beginnen!

Die hele energietransitie van gas naar gasloos is een gefaseerd proces. We hoeven en kunnen niet allemaal tegelijk aan de warmtepomp. Maar als elke huiseigenaar gemiddeld eens in de 15 jaar zijn/haar cv-ketel vervangt, waarom zouden we dan in die 15 jaar die cv-ketel niet door iets anders kunnen laten vervangen? Daar hebben we dan dus 15 jaar de tijd voor! De loodgieter heeft dan ook de tijd om zich om te laten scholen. En de elektriciteitsbedrijven hebben de tijd om hun kabels op orde te krijgen. En samen met woningcorporaties en de industrie kunnen we warmtenetten aanleggen.

Mijn woning is inmiddels gasloos en energie neutraal. Maar ik heb daar ook zeker 10 jaar over gedaan. Stapje voor stapje heb ik de maatregelen getroffen om tot het noodzakelijke resultaat te komen. En stapje voor stapje betekent ook dat de totale investering over een lange periode is uitgespreid.

Een pleidooi om te versnellen

Mijn pleidooi is om te stoppen met het overwinnen van de weerstand. Alle energie die we nu in tijd, geld en gesprekken stoppen om de weigeraars te overtuigen aan onze zijde te komen, is negatieve energie. Laten we stoppen met hen aan te vallen op hun meningen en redenen. Laten we stoppen met hen te wijzen op wetenschappelijk bewijs voor hun ongelijk. Het werkt de polarisatie alleen maar verder in de hand.

Mijn pleidooi is om vooral aandacht te geven aan de mensen die wél willen en kunnen. Mensen die belangstellend zijn maar hulp nodig hebben om de juiste oplossingen te kiezen. Mensen die in stappen meegenomen willen worden in de energietransitie. Mensen die op zoek zijn naar financieringsvormen zodat zij met hun maandelijkse besparingen na 15 jaar break-even zijn. Van die mensen krijgen wij positieve energie en met die mensen kunnen we morgen aan de slag. Zij zijn de voorlopers en de rest zal daarna vanzelf volgen. Het zijn overigens geen pioniers! Het tijdstip van pionieren hebben we achter ons gelaten. Alle oplossingen zijn bekend en beproefd, onder andere door klimaatgekkies en drammers zoals ik maar ook door bewoners van landen om ons heen. Het is nu een kwestie van kopiëren en uitrollen en laten zien dat het kan en dat het werkt. Dat helpt de versnelling naar gasloos te realiseren. En de weigeraars van nu zullen dan na verloop van jaren vanzelf volgen. Op tijd om in 2050 geheel CO2 neutraal te zijn. Daar geloof ik in.

De energietransitie: wachten op waterstofgas of thorium?

Waterstofgas en thorium. Beide veel beloofd als respectievelijk energiedrager of energieopwekker voor de toekomst. Maar moet je dan op waterstofgas wachten om je huis te kunnen verwarmen of op een thoriumcentrale om stroom mee op te wekken in plaats van een windmolen?

Het antwoord is eenvoudig Nee! Het is absoluut ondenkbaar dat dit op korte termijn zal gebeuren. Iedereen die je daarop doet hopen praat fabeltjes. Duidelijker kan ik mijn mening niet geven. Maar laat ik proberen ook wat feiten daarbij te geven. En om te beginnen bij thorium.

Thorium zit in bepaalde gesteenten en is vrij eenvoudig verkrijgbaar. Een thoriumcentrale levert geen plutonium op en ook nauwelijks zwaar radioactief vervuild materiaal. De halfwaardetijd is 22 jaar dus het meeste afval hoeft maar een kort tijd te worden opgeslagen. Door die eigenschappen zien sommigen thorium als het antwoord op het groeiende energie tekort.

Thoriumcentrales bestaan niet

Maar thoriumcentrales die energie opwekken bestaan niet. Nog steeds niet. Er wordt al 50 jaar onderzoek naar gedaan maar het is niet gelukt om een goed commercieel toepasbare energiecentrale te maken die draait met thorium als brandstof. En onderzoekers verwachten dat dit ook de komende 20 jaar nog niet zal lukken. Eenvoudigweg omdat het enorm duur is en er nog onvoldoende praktische kennis beschikbaar is. Zet thorium dus uit je hoofd. Energie zal de komende 20-30 jaar nog gewoon met de nu beschikbare technologieën worden opgewekt.

Een huis verwarmen met waterstof is energieverspilling

Laat ik als eerste zeggen dat het bijzondere energieverspillend is om waterstofgas in te zetten voor de verwarming van onze huizen. Waterstof, maar dat geldt ook voor aardgas, is een hoog energetisch gas. Je kunt er zeer hoge temperaturen mee bereiken, afhankelijk van de hoeveelheid zuurstof die je toevoegt, tot wel 1000 °C. Een slecht geïsoleerde woning verwarm je met water van circa 70 °C. Een goed geïsoleerde woning met vloerverwarming heeft genoeg aan warmwater van circa 35 °C. Dan is het toch gewoon zonde om daar zo’n hoge temperatuur voor te gebruiken?

Maar er speelt ook nog een andere verspilling mee. Waterstofgas bestaat niet van nature in de lucht of in een bron onder de grond. Waterstofgas moet gemaakt worden. En dat kan op twee manieren.

  1. Je kunt waterstof maken door aardgas of steenkool chemisch te bewerken. Gemiddeld levert dat een rendement van 80% op. Maar een zeer vervelend bijproduct dat uit dit chemische proces ontstaat is CO2. En CO2 reductie is toch juist de reden waarom de energietransitie moet plaatsvinden? Er wordt overigens wel onderzoek gedaan om de CO2 af te vangen en op te slaan in oude aardgasvelden. Maar eigenlijk moet je hieruit concluderen dat waterstofgas maken uit aardgas of steenkool, nog steeds een grijze energiebron is en geen hernieuwbare energiebron.
  2. Je kunt waterstof maken uit water. Daar is genoeg van. Hiervoor wordt elektrolyse toegepast. Je hebt dus elektrische energie nodig om waterstof te maken. Dat herhaal ik even; je hebt elektrische energie nodig om waterstof te maken om elektrische energie op te wekken. Dat klinkt vreemd toch? En inderdaad, een perpetuum mobile bestaat niet. Het is dus volstrekt onlogisch om waterstof te maken als we juist elektrische energie nodig hebben. Het is een gewoon een andere vorm van verspilling.

En daarom geloof ik dus niet in waterstof als energiedrager voor onze huizen of voor onze auto’s. Waterstof kan prima gebruikt worden als hoog energetisch gas in de industrie, als alternatief voor aardgas. Maar dan alleen als het via elektrolyse uit water wordt gewonnen en de elektrische stroom voor elektrolyse schoon is opgewekt. Bijvoorbeeld uit windmolens of zonnepanelen.

Het rendement van waterstof is slecht, een accu werkt beter

De omzetting van elektriciteit naar waterstof gaat met een rendement van ±75%, de omzetting van waterstof terug naar elektriciteit met ±55%. Zo verlies je onderweg ±60% van de origineel opgewekte stroom. Je moet dus 2,5 keer zoveel windenergie opwekken om uiteindelijk dezelfde kilowatturen uit waterstof te kunnen maken. Daarom is waterstof geen energiebron, maar een energiedrager. Je moet er meer energie instoppen dan er uit komt.

Een energiedrager als waterstof kan in de toekomst wel van toepassing komen. Want stel nu dat we zo veel windmolens of zonnepanelen hebben dat er een overschot aan energie ontstaat. Of dat de kostprijs om waterstof te maken door een overschot aan elektrische energie zo laag is dat het financieel toch rendabel wordt. Dan kun je waterstof opslaan en transporteren zodat het op een later moment of op een andere plaats gebruikt kan worden.

Je kunt waterstof op zee vlakbij een windmolenpark produceren en via oude gasleidingen transporteren naar de industrie of naar een elektriciteitscentrale. Maar reken je niet rijk. Een overschot aan elektrische energie door windmolens of zonnepanelen is de afgelopen paar jaar slechts enkele keren gedurende een paar dagen voorgekomen. Onvoldoende om economisch te zijn. En tot slot zijn accu’s nu al goedkoper om energie op te slaan en te transporteren dan waterstof. Dus ik geloof ook niet in waterstof voor auto’s zoals prof. Ad van Wijk wel suggereert. En kijk om je heen, hoeveel auto’s rijden er op waterstof en hoeveel auto’s rijden er al vol elektrisch?