In de energietransitie gaat de bulk van de aandacht uit naar elektrificatie: met opwek van hernieuwbare energie uit wind en zon, uitbreiding van stroomnetten en opschaling van warmtepompen en elektrische auto’s. Maar onderliggend is er nog steeds een belangrijke rol weggelegd voor waterstof.
Op de conferentie GroeneWaterstofhuisNL bleek afgelopen week dat waterstof niet alleen van belang blijft voor industriële processen die lastig te elektrificeren zijn. Waterstof kan ook een balansrol kan gaan vervullen als de capaciteit van windenergie op zee de komende vijftien jaar verder wordt uitgebreid. Het kabinet-Jetten mikt daarbij op minimaal 30 gigawatt aan opgestelde capaciteit van wind op zee in 2040.
Het opvangen van pieken in het windaanbod door omzetting van elektriciteit in waterstof kan gaan helpen om het energiesysteem als geheel efficiënter te laten functioneren. Daarbij moet Nederland nog wel een flinke leercurve doorlopen. Onder meer het zo slim mogelijk afstemmen van de omzetting van groene stroom in waterstof en de mogelijkheden voor korte- en langetermijnopslag worden cruciaal.
Waterstof produceren: op land of bij windmolens op zee
Groene waterstof kan met elektrolysers op land geproduceerd worden, maar in principe ook op zee.
In het eerste geval vervoeren elektriciteitskabels de windstroom naar land om daar waterstof te produceren. Twee grote projecten in Rotterdam, van Air Liquide en Shell, willen elektriciteit van windparken op zee gaan benutten om elektrolysers met een vermogen van twee keer 200 megawatt te voeden.
Een andere route is om elektrolysers neer te zetten op productieplatforms op zee en daar ter plekke waterstof te produceren. De waterstof wordt dan via het bestaande gasleidingnetwerk van de offshore-industrie naar land gebracht. Naarmate windparken verder van de kust worden geplaatst, kan het aantrekkelijker worden om waterstof op zee te produceren en gebruik te maken van het gasleidingnetwerk voor vervoer.
Afgelopen week werd het eindrapport van het PosHydon-project gepresenteerd, waar vijftien publieke en private partners aan hebben meegewerkt. Het ging om een proef met de productie van waterstof op een bestaand olie- en gasplatform op dertien kilometer van de kust van Scheveningen. De elektrolyser op het platform werd gevoed door elektriciteit van een naburig windpark en de groene waterstof kon worden bijgemengd in een gasleiding die naar het vasteland loopt.
‘De techniek bleek niet de grootste uitdaging’, zegt businessdirecteur voor energie-infrastructuur Rene Peters van TNO. ‘We hebben onder meer ervaring opgedaan met de variabele aanvoer windstroom om een PEM-elektrolyser te laten draaien. Dat bleek goed te kunnen.’
De grotere opgave ligt volgens Peters bij de systeemintegratie. ‘Je moet de techniek, infrastructuur, vergunningen, veiligheidseisen en de samenwerking tussen partners allemaal op elkaar afstemmen.’
Groene waterstof via eigen productie en import
Omdat de productie van waterstof op zee nog in een experimentele fase verkeert, zal de uitbreiding van de capaciteit van elektrolysers de komende jaren vooral op land plaatsvinden. Het totale vermogen in Nederland komt volgens de prognoses van het Nationaal Plan Energietransitie uit op 1,4 gigawatt in 2030. Daarna zou het doorgroeien tot 3 à 4 gigawatt in 2035.
De binnenlandse vraag naar waterstof is momenteel sterk industrieel gedreven, vooral door chemie, olieraffinage en kunstmest. Die vraag wordt hoofdzakelijk ‘grijs’ ingevuld, door waterstof met chemische conversie uit aardgas te halen.
De huidige kabinetsstrategie zet relatief zwaar in op afvang van CO2-emissies bij de productie van waterstof uit aardgas. Dat levert zogenoemde ‘blauwe’ waterstof op.
Groene waterstof krijgt een aanvullende rol via een combinatie van import en productie in Nederland. Hiermee kan groene waterstof gedeeltelijk worden ingezet voor de industrie. Daarnaast zijn er beperkte toepassingen in mobiliteit (zwaarder vrachtverkeer) en voor de balansfunctie van de elektriciteitsvoorziening. Bovendien kan Nederland internationaal een hubfunctie gaan vervullen als er op grotere schaal groene waterstof wordt geïmporteerd voor doorvoer naar onder meer Duitsland.
Credits: Nationaal Plan Energietransitie 2026
Wat betreft de totale vraag naar waterstof gaat het basisscenario van het Nationaal Plan Energietransitie ervan uit dat de huidige 36 terawattuur (130 petajoule) groeit naar 56 terawattuur (200 petajoule) in 2040. In een optimistisch scenario kan dat 83 terawattuur (300 petajoule) worden. Naast de uitbouw van een landelijk transportnetwerk gaat opslag dan ook een belangrijkere rol spelen.
Waterstof opslaan in zoutcavernes en lege gasvelden
Opslag van waterstof kan verschillende systeemfuncties gaan vervullen. Voor een deel gaat het om buffering voor gebruik in de industrie en de transportsector. Verder kan waterstof via brandstofcellen of gascentrales worden omgezet in elektriciteit en daarmee een rol spelen bij de stroomvoorziening.
Er is ook nog een strategische reden om waterstof te gaan opslaan. Als Europa via Nederland op grotere schaal waterstof gaat importeren, wordt de leveringszekerheid van internationale aanvoerketens van groter belang. Net als bij olie en gas kunnen eigen strategische voorraden importrisico’s beperken.
Het meest concrete opslagproject is Hystock van Gasunie. In Groningen wordt bij buurtschap Zuidwending gewerkt aan opslag van waterstof in zoutcavernes. Plan is om de eerste kleinere caverne, met een beschikbare capaciteit van 6.000 ton waterstof, in 2031 op te leveren.
Om specifieke risico’s van dit project te ondervangen, waaronder onzekerheid over de vraag naar opslag en het vergunningstraject, heeft het kabinet-Jetten in juli 450 miljoen euro gereserveerd. Na oplevering van het eerste project moeten er relatief snel drie opslagcavernes bijkomen.
Intussen werken het Havenbedrijf Rotterdam, staatsinvesteerder EBN en energiebedrijven OneDyas en Shell aan een haalbaarheidsstudie voor opslag van waterstof in een leeg gasveld. Vlak bij de Rotterdamse haven zou op die manier liefst 45.000 ton waterstof kunnen worden opgeslagen, wat gelijkstaat aan de capaciteit van ongeveer zes zoutcavernes. Als alles volgens plan gaat, zou het lege gasveld vanaf 2031 voor opslag van waterstof kunnen gaan dienen.
‘Waar zoutcavernes opslagcapaciteit bieden die meer gericht is op buffering voor de kortere termijn, kun je met waterstofopslag in oude gasvelden ook gaan denken aan overbrugging van de energiebehoefte tussen zomer en winter’, zegt Peters van TNO. ‘Hernieuwbare energie uit zon en wind kan dan in de zomer voor een deel worden opgeslagen door conversie in waterstof. In de winter gebruik je die voorraden voor de energievoorziening, als er minder aanbod is van bijvoorbeeld zonne-energie.’
Lees ook:
- Industrie staat te springen om goedkopere groene waterstof: innovatieve Nederlandse elektrolysers bieden kansen
- Geen olie, maar waterstof als strategische reserve voor Nederland: ‘Daar moeten we nu mee beginnen’
- Waterstofpoeder als oplossing voor netcongestie en eenvoudig transport: Nederlandse startup ziet grote kansen
