Onderzoek wijst uit dat geparkeerde auto’s het in zich hebben om meerdere gezinnen van energie te voorzien.

De meesten van ons kunnen zich geen leven zonder auto voorstellen. Maar hoewel de auto een belangrijke rol speelt in onze maatschappij, gebruiken we deze eigenlijk maar heel weinig. Slechts zo’n vijf procent van de tijd zijn we erin aan het rijden. De overige 95 procent staat deze werkeloos op de parkeerplaats of oprit. Maar als het aan onderzoekers van de TU Delft ligt, komt daar verandering in. Ze hebben een manier bedacht waarop stilstaande auto’s zich nuttig kunnen maken. Die auto’s kunnen mooi – op duurzame wijze – energie opwekken!

Hoe dan?
Wie bij het lezen van dit artikel een twijfelachtige blik werpt op de benzine-auto die voor de deur geparkeerd staat, moeten we teleurstellen. Die auto zul je inderdaad niet om kunnen toveren tot een mini-energiecentrale. Maar met een waterstofauto kan dat wel! “Waterstofauto’s gebruiken een brandstofcel om waterstof om te zetten in elektriciteit,” vertelt onderzoeker Carla Robledo aan Scientias.nl. “Die elektriciteit wordt gebruikt om de auto aan te drijven, maar kan ook aan het elektriciteitsnet worden teruggeleverd.”

Tien huishoudens
In het laatste scenario ga je de auto dus eigenlijk gebruiken als een energiecentrale. En die rijdende energiecentrale kan serieuze hoeveelheden stroom opwekken, zo wijzen experimenten uit. Zelfs als we er rekening mee houden dat er ook nog zo af en toe met de auto gereden wordt, kan deze dagelijks zo’n 80 kWH aan elektriciteit opwekken. “Dat is genoeg om aan de dagelijkse gemiddelde elektriciteitsconsumptie van tien Nederlandse huishoudens te voldoen.”

De auto waarmee Robledo en collega’s het concept ‘Car as Power Plant’ verkennen. Afbeelding: TU Delft.

Energieneutraal
Robledo en collega’s verkennen het idee van zo’n rijdende energiecentrale op dit moment binnen het onderzoeksproject CaPP (Car as Power Plant). Ze experimenteren daarbij met een Hyundai ix35 FCEV die ze natuurlijk een beetje hebben aangepast. Eén van die aanpassingen stelt de auto bijvoorbeeld in staat om opgewekte energie direct aan het elektriciteitsnet terug te geven. Eerder dit jaar onderging de auto zijn vuurdoop. Twee studenten woonden twee weken lang in een huis dat op twee manieren energie opwekt: met behulp van zonnepanelen en met behulp van de waterstofauto op de oprit. Die opgewekte energie wordt teruggeleverd aan het elektriciteitsnet en het huis neemt vervolgens weer stroom af van dit elektriciteitsnet. Met zonnepanelen alleen bleek geen energieneutraal huis (een huis dat net zoveel energie verbruikt als dat het ter plekke opwekt) te ontstaan. Maar met een beetje hulp van de waterstofauto veranderde dat. “De belangrijkste conclusie van dit onderzoek is dat de waterstofauto echt kan helpen om woonhuizen energieneutraal te maken,” stelt Robledo. In dit geval was het huis zelfs energiepositief: er werd – wanneer de waterstofauto de maximale hoeveelheid energie opwekte – twee keer meer energie opgewekt dan er verbruikt werd. “Die resterende opgewekte elektriciteit kan in de toekomst wellicht gedeeld worden met de buren.”

De doorbraak van de waterstofauto
De experimenten zijn veelbelovend. Maar voor de energieproducerende brandstofcelauto terrein kan gaan winnen, moet er eerst een belangrijke hindernis worden genomen: de waterstof gerelateerde kosten moeten meer omlaag en waterstof moet aantrekkelijker worden voor de consument. “Waterstofauto’s zijn eigenlijk gewoon elektrische auto’s,” vertelt Robledo. “Ze worden aangedreven door een elektrische motor.” Die motor wordt echter niet aangedreven door elektriciteit die opgeslagen zit in een verzameling accu’s, maar door elektriciteit die aan boord geproduceerd wordt door de reactie tussen waterstof en zuurstof. “Wanneer we een waterstofauto gebruiken, moeten we waterstof tanken. Dat duurt ongeveer drie minuten en vervolgens kun je met een volle tank weer 500 tot 600 kilometer rijden.” In dat opzicht lijkt de auto aardig op de benzineauto en heeft deze een streepje voor op de in opkomst zijnde elektrische auto met accu. “Die heeft een veel kleinere actieradius en heeft veel meer tijd nodig om op te laden. Wanneer consumenten de voordelen van de waterstofauto in gaan zien, denk ik dat waterstofauto’s een veel grotere rol kunnen gaan spelen.” En als de waterstofauto aan populariteit wint, zullen ook de plekken waar je waterstof kunt tanken – daarvan zijn er op dit moment maar drie in Nederland – snel toenemen.

“Auto’s die een werkdag lang op de parkeerplaats staan, kunnen samen een virtuele elektriciteitscentrale vormen en in de energiebehoefte van het bedrijf waarbij ze geparkeerd staan, voorzien”

De mogelijkheden
En als de waterstofauto doorbreekt en ook stilstaand zijn meerwaarde bewijst, zijn de mogelijkheden eindeloos. Je kunt je auto gebruiken om je huis van energie te voorzien. Maar: “de auto als energieleverancier kan ook heel interessant zijn voor kantoren met tientallen parkeerplaatsen en bedrijven die hun eigen wagenpark hebben,” denkt Robledo. Al die auto’s samen kunnen een ‘virtuele elektriciteitscentrale’ vormen die in de energiebehoefte van het bedrijf voorziet. “En waarmee het bedrijf winst kan maken door elektriciteit te verkopen aan de netbeheerder.”

Brandstofcelauto’s kunnen de vieze energiecentrales in theorie overbodig maken. Afbeelding: Ad van Wijk.

Appeltje voor de dorst
Bovendien kunnen deze brandstofcelauto’s de broodnodige ‘reservecapaciteit’ herbergen waar we zeker in de toekomst – als we alleen nog maar groene energie verbruiken – niet zonder kunnen. Want steeds meer landen willen af van de fossiele brandstoffen en over op duurzame energiebronnen, zoals wind en zon. Maar deze duurzame energiebronnen hebben een groot nadeel: ze zijn lastig te reguleren. Zo kan het zijn dat er op een zonnige dag veel meer zonne-energie wordt opgewekt dan nodig is, terwijl het een dag later zodanig bewolkt is dat er minder energie wordt opgewekt dan nodig is. Om ook op bewolkte of windstille dagen op groene energie te kunnen teren, moeten we het teveel aan energie dat bijvoorbeeld op zonnige of stormachtige dagen wordt opgewekt, opslaan. Maar ja..waar moeten we met die enorme reservecapaciteit blijven? “Vandaag de dag wordt het grootste deel van de reservecapaciteit verzorgd door gasgestookte energiecentrales die vanwege hun hoge CO2-uitstoot slecht zijn voor het milieu.” In de toekomst moet dat anders. “Waarom gebruiken we onze brandstofcelauto’s niet als virtuele energieleveranciers?” Het overschot aan groene energie dat op goeie dagen ontstaat kan immers gemakkelijk omgezet worden in waterstof en dat waterstof kunnen we op elk moment – dus ook wanneer we om energie verlegen zitten – weer omzetten in elektriciteit.

“Naast elektriciteit kan de brandstofcelauto wanneer deze geparkeerd staat wellicht ook warmte en drinkwater leveren”

Nog veel werk te verzetten
Het lijkt erop dat de auto in de toekomst meer wordt dan een transportmiddel alleen. Maar we moeten nog wel even geduld hebben. Er valt namelijk nog veel werk te verzetten. Momenteel wordt er nog geknutseld aan de interface tussen de brandstofcelauto en het elektriciteitsnetwerk. “Dat is één van de grootste uitdagingen waar we voor staan als we de CaPP tot een succes willen maken: veilige en betrouwbare V2H (Vehicle-to-Home) of V2G (Vehicle-to-Grid)-verbindingen implementeren.” Maar er valt nog veel meer te onderzoeken. “Ook willen we bijvoorbeeld nog kijken of andere waterstofvoertuigen – zoals scooters of kleine stadsauto’s – in staat zijn om in de V2G-modus te opereren,” vertelt Robledo. Daarnaast wordt er ook gekeken of de brandstofcelauto wellicht tevens een bron van warmte en drinkwater kan worden. “De brandstofcellen in de auto genereren elektriciteit door de chemische reactie tussen waterstof die aan boord van de auto zit opgeslagen en zuurstof die uit de lucht wordt gehaald. Deze reactie heeft twee bijproducten: water en warmte. Een deel van die warmte wordt gebruikt om de auto of de autostoelen te verwarmen en de rest wordt – samen met het water – door de uitlaat uitgestoten. Maar wanneer de auto geparkeerd staat, kunnen we het water en die warmte wellicht opvangen en voor andere doeleinden gebruiken. Zo onderzoeken we momenteel of het mogelijk is om het water dat in de V2G-modus geproduceerd wordt – nadat we de juiste mineralen hebben toegevoegd – als drinkwater te gebruiken.”

Een milieuvriendelijke auto die daarnaast elektriciteit opwekt voor jouw woning, die woning verwarmt en ook nog drinkwater levert: het is indrukwekkend. Maar verwacht niet dat je deze mini-elektriciteitscentrale binnen een paar jaar op jouw oprit kunt parkeren. Eerst moet de waterstofauto een serieuze optie worden voor de consument. Robledo ziet dat echter binnen tien jaar wel gebeuren. En als een groot deel van de bevolking dan in zo’n auto rijdt, kan die duurzame toekomst waarin alles draait op altijd voorhanden zijnde zonne- en windenergie werkelijk aanbreken.