Studenten brengen optimale strategie voor uitbreiden waterstofnetwerk in beeld

Alle nieuwsberichten

Vijf studenten van de post-HBO master River Delta Development hebben onderzoek gedaan naar de gefaseerde uitbreiding van een waterstofnetwerk in de haven van Rotterdam. De haven wil een waterstofhub worden, maar dat kan alleen als de infrastructuur wordt uitgebreid. Probleem is echter dat de toekomstige vraag naar waterstof onzeker is. De studenten hebben onderzocht hoe je de uitbreiding van het waterstofnetwerk kunt optimaliseren onder deze onzekere vraag.

De kosten van te vroeg investeren worden gebalanceerd met die van te laat investeren (gemiste inkomsten). Met behulp van reële optie-analyse is een beslisboom gemodelleerd en de optimale uitbreidingsstrategie bepaald. “Dit is een techniek waarin alle mogelijke uitbreidingsstrategieën in een netwerk in de tijd worden gevisualiseerd”, legt lector Martine van den Boomen van de Hogeschool Rotterdam uit.

De uiterste opties zijn ‘direct de maximale capaciteit aanleggen’ en ‘niets doen’. Daartussen zijn heel veel mogelijkheden, zoals starten met een minimale uitbreiding en de capaciteit stap voor stap vergroten. Als het netwerk eenmaal in beeld is, worden aan elke deelbeslissing kosten toegeschreven. Het gaat dan om de investeringen, onderhoud- en beheerskosten en inkomsten. In dit model zijn ook risicokosten meegenomen vanwege de onzekere levering van waterstof. Deze zijn gekoppeld aan de kans dat de vraag naar een bepaalde hoeveelheid waterstof optreedt.

Algoritme

Via een algoritme, dat achterwaartse recursie heet, kun je het goedkoopste pad en dus de optimale uitbreidingsstrategie bepalen. Van den Boomen is enthousiast over het onderzoek van de studenten. “Het visualiseren van een netwerk wordt snel heel complex, omdat er zoveel opties en onzekerheden zijn. Je ziet dan door de bomen het bos niet meer”, legt ze uit. “Voor wetenschappers is dit geen probleem, omdat computers geduldig zijn en makkelijk ontelbare opties kunnen doorrekenen. In de praktijk is het echter lastig om te begrijpen hoe een model werkt en welke onzekerheden meer en minder invloed hebben op de uitkomst. Het vinden van een optimale strategie is handmatig ook bijna niet te doen.”

Vereenvoudiging

In dit onderzoek is de complexiteit teruggebracht, terwijl er nauwelijks informatie verloren is gegaan. Zo maak je de methode toegankelijker in de praktijk. Een voorbeeld van die vereenvoudiging is een tijdspanne van tien jaar in plaats van jaarlijks. “Je beslist immers niet elk jaar over grote investeringen”, aldus Van den Boomen.

Daarnaast hebben de studenten gekozen voor één onzekerheidsvariabele, namelijk de vraagontwikkeling van waterstof. Andere onzekerheden, zoals de prijsontwikkeling, kun je achteraf onderzoeken. “Het voordeel van deze keuzes is dat het model geen zwarte doos is. De impact van verschillende onzekerheden op de uitbreidingsstrategie blijft duidelijk. Door de boom minder complex te maken, kunnen we het optimale pad goed visualiseren.”

De resultaten zijn ingediend bij een wetenschappelijk journal en recent gepubliceerd via deze website.

Opslagtanks in de haven van Rotterdam. Foto: Eric Bakker

Drie hogescholen

De master River Delta Development is een initiatief van drie hogescholen: HZ University of Applied Sciences, Van Hall Larenstein en Hogeschool Rotterdam. De studenten voeren als onderdeel van hun opleiding praktijkgericht onderzoek uit in living labs. Het onderzoek naar de gefaseerde uitbreiding van een waterstofnetwerk in Rotterdam vond plaats in het living lab Assetmanagement van Hogeschool Rotterdam. De studenten zijn Jonathan van Ekris, Sjoerd van der Meulen, Roel Spanjers, Olle ten Voorde en Jan Wim Mulder. Zij stonden onder begeleiding van lector Van den Boomen en Peter Blommaart, hoofddocent Civiele Techniek.

Link website: https://www.mdpi.com/2071-1050/13/16/9153

 

Dr. ir.

Dr. ir. Martine van den Boomen MBA

Lector Water Technology

m.van.den.boomen@hr.nl

+31 6 24 48 81 38

30 oktober 1970

Civiele Techniek aan de Technische Universiteit van Delft

Mail sturen