Brandstofcel voor stroom en koeling bij Deutsche Telekom

Projectbeschrijving

Sinds september 2002 wekt een HotModule brandstofcel, met een vermogen van 300 kW, stroom voor een communicatiecentrum van Deutsche Telekom in München op. In een brandstofcel wordt elektriciteit opgewekt in een elektrochemische reactie van waterstof met zuurstof. Deze, voor landinstallaties nog nieuwe, techniek is daarom interessant voor een toekomstige waterstofeconomie. Maar ook het gebruik van brandstoffen als aardgas en methanol is mogelijk. Bij de meest voorkomende brandstofcellen moet dan eerst de brandstof in een zogenaamde 'reformer' worden bewerkt om de waterstof vrij te maken. De bij de Deutsche Telekom in München toegepaste brandstofcel is van het type MCFC (molten carbonate fuel cell) en gebruikt aardgas als brandstof.

Een MCFC werkt op een zeer hoge temperatuur van circa 650 °C. Dit type cel kan het aardgas benutten zonder voorafgaande omzetting in waterstof en CO, omdat het met interne reforming werkt. Het elektrische rendement van dit type cel is bijzonder hoog. Ongeveer 50% van de in het aardgas toegevoerde energie wordt in de MCFC HotModule omgezet in elektriciteit.

De elektriciteit wordt in een brandstofcel altijd als gelijkstroom opgewekt. Omdat voor de voeding van apparatuur in het telecomcentrum ook gelijkstroom nodig is, heeft men de gebruikelijke omzetting naar wisselstroom hier overgeslagen. De gelijkstroom van ca. 300 V wordt via speciaal ontwikkelde DC/DC omvormers omgezet in 48 of 60 V gelijkstroom. Hiermee spaart men omzettingsverliezen uit. Alleen een klein deel van het vermogen wordt voor algemeen gebruik omgezet in wisselstroom met de 50 Hz frequentie van het openbare net.

Door het hoge elektrische rendement is deze brandstofcel al gunstiger in het energieverbruik dan een conventionele elektriciteitscentrale als de energieverliezen voor transport van centrale naar verbruiker worden meegerekend. De warmte, die in de brandstofcel vrijkomt, kan echter ook nuttig worden gebruikt. In de MCFC komt een deel van de warmte op hoge temperatuur vrij. Om optimaal de warmte te kunnen gebruiken, wint men in München de warmte van de rookgassen terug tot ca. 80 °C. Er is dan 190 kW warmte beschikbaar. Deze kan het hele jaar door volledig benut worden. Om de warmte ook in de zomer te kunnen gebruiken, heeft men namelijk een absorptiekoelmachine geplaatst. Deze koelmachine van het fabrikaat EAW is speciaal voor het gebruik van laagwaardige warmte ontwikkeld. Daardoor kan maximaal gebruik van de warmte uit de brandstofcel worden gemaakt. De koelmachine levert een koelvermogen van 140 kW.

Milieuvoordelen

Het elektrische rendement van de brandstofcel bij Deutsche Telekom in München ligt ver boven het gemiddelde van de elektriciteitscentrales. Daarbij komt, dat er geen transportverliezen zijn, omdat men ter plekke opwekt. Bovendien spaart men hier ook nog wat omzettingsverliezen doordat de stroom als gelijkstroom wordt opgewekt en verbruikt. Met aardgas als brandstof en het hoge rendement bespaart men al veel op fossiele energie en op de emissie van het broeikasgas CO₂. De brandstofcel werkt ook erg schoon, waardoor de emissie van bijproducten als NO_x minimaal is. Door het hele jaar door de warmte effectief te benutten, neemt de besparing nog fors toe.

Aandachtspunten

Met dit type brandstofcel zijn inmiddels al een reeks van demoprojecten gerealiseerd. In samenwerking met het Duitse energieconcern RWE wil de fabrikant MTU in 2006 overgaan tot serieproductie.

Brochure Warmtenetwerk 2010

In de tweede helft van 2010 heeft stichting Warmtenetwerk een aantal interessante congressen, excursies en workshops in het vooruitzicht:

Meer informatie vind u in de nieuwe brochure (2,5 Mb, pdf)