Efficiëntie voorwaarde voor groene waterstof

Vorig jaar praatten we er vooral over, nu gebeurt het: groenewaterstofproductie. Het businessmodel blijft een uitdaging, maar met Europese subsidies komen er steeds meer projecten van de grond. Een belangrijke voorwaarde om het plaatje kloppend te krijgen, is efficiëntie. WEG Benelux heeft daar de oplossingen voor. 

Tekst: Kim de Booij

WEG is wereldwijd een van de grootste fabrikanten op het gebied van onder meer elektromotoren en frequentieregelaars. En juist die componenten zijn bepalend voor een gezond businessmodel in groenewaterstofproductie. Florent Baldeck, business development manager bij WEG, legt uit waarom. “Groene waterstof is afhankelijk van met name wind- en zonne-energie. De beschikbaarheid daarvan kent pieken en dalen. Dat vraagt veel van je proces. Alleen met de juiste elektromotoren en frequentieregelaars kun je hier de optimale modus in vinden.”

Pieken en dalen

Om te beginnen vragen de pieken en dalen in wind- en zonne-energie steeds om een nieuwe opstart van het systeem. “De opstart van de elektromotoren zorgt voor een enorme piek in energiebehoefte. Zo groot dat het bestaande energienetwerk dit niet aankan. WEG heeft onder meer een speciale frequentieregelaar ontwikkeld die deze impact op het netwerk voorkomt.”

In veel fabrieken worden echter nog reguliere kleppen gebruikt om de flow van processen te reguleren. “Een van de redenen kan het kennisniveau van medewerkers zijn”, verklaart Baldeck. “Veel operators en monteurs zijn mechanisch opgeleid, niet elektrisch. Een old skool klep is voor hen makkelijker te bedienen dan een high tech frequentieregelaar.”

Waterstofproductie versus -opslag  

Nog zo’n vergelijking tussen old skool en moderne technologie is die van de V-snaarmotor versus de direct drive motor (elektromotor met frequentieregelaar). “Sommige bedrijven gebruiken de V-snaarmotor nog vanwege de lagere investeringskosten, maar soms ook omdat deze motor in bepaalde processen gewoon beter past. Niet ieder proces heeft een frequentieregelaar nodig. Kijk naar groene waterstof. Bij het waterstofproductieproces is een frequentieregelaar van grote waarde vanwege de fluctuaties en de benodigde hoge snelheid. Maar bij waterstofopslag is er sprake van een vlakker proces en heb je vooral een hogedrukcompressor met lage snelheid motor nodig.”

Lage belasting, lage efficiëntie

Behalve een frequentieregelaar, bepaalt ook de elektromotor zelf in grote mate de efficiëntie van een systeem. “Een normale elektromotor draait het meest efficiënt op 75-100 procent van zijn capaciteit en snelheid. Echter, in een waterstofproductieproces worden er ook extreem lage en hoge prestaties van een elektromotor verwacht. In die situaties kent een normale motor vaak een slechte efficiëntie. Je ziet dat veel mensen daardoor wikken en wegen tussen risico’s, veiligheidsmarges en efficiëntie om te bepalen welke motor het meest geschikt is voor hun proces.’

Optimale efficiëntie, los van belasting

WEG heeft de oplossing. ‘Wij hebben een elektromotor ontwikkeld die altijd, op welke snelheid of capaciteit dan ook, dezelfde gunstige efficiëntie kent. Ideaal geschikt dus voor het waterstofproductieproces. Sinds 2022, bij de ontwikkeling van de IE9, zitten we aan een efficiëntie van 98.7. Maar ook onze Synchronous Motor Line IE4 en IE5 kent een bijzonder hoge efficiëntie: op volle snelheid is dat 96,36 procent en op halve snelheid 96.1 procent. Als je deze vergelijkt met gewone IE4 en IE5 motoren, zie je dat onze efficiëntie bij lage snelheid 5 procent hoger ligt. Een enorm verschil!’

Betrouwbaarheid

Hoewel al deze technologie van enorm belang is voor een goed businessmodel in waterstofproductie, is niet alleen dat de reden dat veel partijen voor WEG kiezen, geeft Baldeck aan. “Betrouwbaarheid is minstens zo belangrijk in deze snel ontwikkelende markt. WEG is een familiebedrijf dat al decennialang in de optimalisatie van zijn producten investeert. En over tien jaar doen we dat nog. Je kunt dus op ons en onze kwaliteit vertrouwen. Dat geldt wereldwijd voor een grote range aan producten. In ons portfolio zitten alle componenten die je nodig hebt voor een waterstofproces. Zo leveren we bijvoorbeeld alle apparatuur voor de 200 MW waterstoffabriek van Air Liquide in Normandië.”

Giga-waterstoffabrieken

Vonden we twee jaar geleden een waterstoffabriek van 20 MW al groot, nu wordt er al gesproken over giga-waterstoffabrieken. “WEG is er klaar voor. We hebben nu al de producten en capaciteit in huis om deze markt te bedienen. Feitelijk zijn we zelf ook een gigafabriek. Om je een idee te geven: ons fabrieksterrein in Brazilië beslaat 1 miljoen vierkante meter; er werken 20.000 mensen en we produceren er 60.000 motoren per dag.”

Kwaliteit erin; efficiëntie eruit

De efficiëntie van een motor is gebaseerd op de kwaliteit van de materialen die erin gebruikt worden. In de High density motor van WEG zit bijvoorbeeld koper. Mede hierdoor een stuk sterker en efficiënter dan een gewone elektromotor met dezelfde afmetingen. 

Direct drive vervangt stoom

De direct drive elektromotoren van WEG worden ook vaak ingezet als vervanger van stoomaandrijving. Met name voor fabrieken die volgens de wet- en regelgeving geen extra stoom meer mogen produceren, maar wel willen groeien of verduurzamen, is dit een ware uitkomst.