Eerste mijlpaal WaterstofNet bereikt in Vlaanderen
ENERGIE Yves De Groote
Grootste brandsto Solvay in Antwerp
Solids_videoBut.pdf 1 16-8-11 15:25
Chemiebedrijf Solvay in de Antwerpse haven zet waterstof, dat als bijproduct bij de chloorproductie ontstaat, in een 1 MW brandstofcelinstallatie om in stroom. Net als de warmte die hierbij vrijkomt, wordt de energie in de fabriek gebruikt.
In Lillo, in het noordelijke deel van de haven van Antwerpen, produceert het chemie- bedrijf Solvay chloor uit een gezuiverde pekeloplossing (350 gram zout per liter). Dit dient als basisgrondstof voor onder andere veelgebruikte kunststoffen als pvc, polycarbonaat en polyurethaan. Bij een jaarproductie van 350.000 ton komt 10.000 ton waterstof vrij als bijproduct. Rudi Magnus, senior process engineer bij Solvay, legt uit dat het bedrijf hiervoor beschikt over twee membraanelektrolyseinstallaties. Voorheen werd het gas volledig geleverd aan het waterstofnetwerk in de haven, zodat andere (chemie)bedrijven het als grondstof voor hun productie kunnen gebruiken. Nu gaat een deel naar de brandstofcelinstallatie op het bedrijfsterrein.
Sterk geloof in H2
Het sterke geloof in waterstoftechnologie voor de productie van elektriciteit leidde bij Solvay tot de oprichting van SolviCore,
De Nedstack brandstofcelstack telt 75 membraan- elektrodes.
De installatie
Met een geïnstalleerd vermogen van 1 MW is de brandstofcelinstallatie van
een 50%-50% jointventure met het Belgische metaalconcern Umicore. Solvay ontwikkelde en produceert de membranen (merknaam Aquivion PFSA) en Umicore ontwikkelde en produceert de katalysatoren (merknaam: elyst) voor de brandstofcellen.
Het Nederlandse bedrijf NedStack fuel cell technology BV leverde de brandstof- cellen, die het hart vormen van de instal- latie. MTSA Technopower ontwikkelde en bouwde in opdracht van NedStack de volledige installatie, die in twee grote zeecontainers naar Lillo werden vervoerd. Beide zijn in Arnhem gevestigd en hebben wereldwijd samen de nodige ervaringen in de bouw van kleinere soortgelijke instal- laties. Totaal werd 5 miljoen euro geïnves- teerd door Solvay en haar partners.
Solvay de grootste ter wereld. Deze ver- bruikt 70 kg waterstof per uur. Daarnaast levert deze ook nog eens ruim 500 kW warmte in de vorm van warm water, waar- door verdere energie- en kostenbespa- ringen worden gerealiseerd en Solvay bij- draagt aan duurzamere productie. In het bijzonder doordat de brandstofcel geen
CO2 uitstoot. Het totale energieverbruik van de locatie bedraagt ongeveer 1.500 MW. De installatie bestaat uit in totaal 12.600 aan elkaar gekoppelde individuele PEM-, ofwel ‘Proton Exchange Membrane’, brandstofcellen. Deze zijn ondergebracht in twaalf modules, waarvan vier voor een variabele energievoorziening, afhankelijk van de waterstofaanvoer, legt Magnus uit. “Elke module bestaat uit veertien ‘stacks’ met elk 75 membraanelektrodecellen.” In de eerste twee maanden van dit jaar leverde de installatie al 500 MWh aan elektriciteit, goed voor de stroomverbruik van bijna veertienhonderd gezinnen in die periode.
Werking brandstofcel 20
Fluids Processing Nr. 2 - april 2012
De katalysator in de PEM-brandstofcellen, ontwikkeld door Umicore, zorgt er voor dat het aangevoerde waterstof en zuurstof op een efficiënte wijze wordt omgezet in water, waarbij een elektrische stroom wordt opgewekt. Het waterstof komt direct als bijproduct uit de chloorproductie van Solvay en de zuurstof is afkomstig uit de atmosfeer. De katalysator splitst de zuur- stof en waterstof in twee zuurstofatomen en twee positieve waterstofionen en twee elektronen. De elektronen verplaatsen zich, waardoor in een exotherme reactie stroom ontstaat en het zuurstofatoom reageert met de waterstofionen en twee elektronen tot water dat in dampvorm door de stacks naar een condensator wordt afgevoerd. Enkele karakteristieke waarden voor de modules: de spanning bedraagt 700 V DC en de stroomsterkte bedraagt 120-130 ampère, waardoor het vermogen circa 85 kilowatt per module bedraagt. De twaalf modules leveren dan tezamen ruim 1 MW aan gelijkstroom, welke door omvormers en transfor- matoren wordt omgezet naar 6 kV wissel- spanning.