André Oerlemans
20 september 2024, 14:00

Nieuw type elektrolyser gaat lokaal groene waterstof maken

Van overtollige groene stroom waterstof maken gebeurt vaak in grote elektrolysers bij wind- en zonneparken of in de havens waar die stroom aan land komt. Hogeschool Saxion presenteerde deze week een nieuw soort elektrolyser, die lokaal en op kleine schaal groene waterstof uit wind- en zonne-energie kan produceren. Tegelijkertijd lanceerde GroenvermogenNL het grootste R&D-project naar groene waterstof in Nederland tot nu toe: Hypro.

Elektrolyser saxion Hogeschool Saxion heeft binnen het project Hygeneses een nieuwe elektrolyser ontworpen. | Credits: Saxion/Hygeneses

De nieuwe, decentrale elektrolyser van Saxion is ontworpen in het project Hygeneses, waarin onderzoekers van de hogeschool samenwerken met studenten, andere hogescholen en universiteiten, bedrijven en de H2Hub Twente. De uitvinding kan volgens hen het overbelaste elektriciteitsnet verlichten en de energietransitie versnellen.

Meer elektrolysers nodig

Waterstof is een schone brandstof. Bij verbranding komen water en zuurstof vrij. Als de waterstof niet van aardgas (grijs) maar van wind- of zonne-energie wordt geproduceerd, is die groen. Om de CO2-uitstoot te verminderen wil Nederland in 2032 al 8 gigawatt aan elektrolysecapaciteit hebben om groene waterstof te maken. Daarvoor zijn grote projecten nodig. Bijvoorbeeld de 200 megawatt elektrolyser die Shell op de Tweede Maasvlakte bouwt. Of de Battolysers
van 2,5 tot 5 megawatt per stuk die volgend jaar op de markt komen. Maar om die 8 gigawatt te halen heeft Nederland meer kleinschalige elektrolyseprojecten nodig, betoogde Jörg Gigler, directeur TKI Nieuw Gas van de Topsector Energie, vorig jaar al. In dat kader past ook het project Hygeneses.

Netcongestie tegengaan

Omdat wind- en zonne-energie afhankelijk zijn van het weer, is het niet altijd voorradig. Als er een overschot is kan die overtollige stroom opgeslagen worden in waterstof en kan er tijdens wind- en zonloze perioden weer stroom van gemaakt worden. Door dat lokaal te doen wordt de belasting op het stroomnet verminderd. Ook omdat waterstof per pijpleiding getransporteerd kan worden.

Lokaal produceren

“Nu wordt groene waterstof voornamelijk nog geproduceerd op grote, centrale plaatsen in het land”, vertelt Benno Aalderink, associate lector waterstoftechnologie en applicaties bij hogeschool Saxion. “Maar om de klimaatdoelen te halen, is het ook nodig om lokaal groene waterstof te produceren. Dat kan met kleinschalige elektrolysesystemen, zoals ontworpen in project Hygenesys. Deze elektrolysesystemen zetten water om in waterstof en zuurstof. De waterstof kan dan weer omgezet worden naar elektriciteit op het moment dat het nodig is. Zo ontstaat er een stabielere duurzame energievoorziening én wordt het overbelaste stroomnet verlicht.”

In woningen

Volgens Saxion is er nog niet veel aandacht voor het ontwikkelen van decentrale elektrolysesystemen en lokale opwekking van waterstof. Het uiteindelijke doel van Hygeneses is om een waterstofproductiesysteem op de H2Hub in Twente te produceren en onderzoek te doen naar decentrale industriële toepassingen van waterstof. Op termijn wil het project ook testen of waterstof op deze manier in woningen toegepast kan worden.

Kijk deze video voor meer informatie over Hygeneses:

Grootste R&D project

Dat waterstof hoog op de agenda van de energietransitie staat bleek deze week weer, toen Nationaal Groeifondsprogramma GroenvermogenNL de start van het Hypro
project aankondigde. Met 58 partners, een subsidie van ruim 34,5 miljoen euro en een totaal budget van ruim 50 miljoen euro is Hypro het grootste R&D-project naar groene waterstof in Nederland tot nu toe. Het consortium gaat onderzoek doen naar een duurzamere productie van waterstof door elektrolyse- en plasma technologie te verbeteren.

Productie opschalen

Om de kosten van groene waterstof te verlagen en de productie ervan op te schalen is het nodig de technologie van elektrolyse te verbeteren. “Dat is het hart van de waterstofrevolutie”, zegt Paulien Herder, bestuurslid van GroenvermogenNL. Het R&D-consortium gaat hier een belangrijke bijdrage aan leveren. Het consortium richt zich ook op de ontwikkeling van een Nederlandse toeleveringsketen voor materialen, componenten en systemen. Hypro – wat staat voor high-performance hydrogen production technology – loopt tot 2029. Het project wordt gecoördineerd door TNO samen met de technische universiteit Twente. Verder werken er tien universiteiten, vijf hogescholen, twee onderzoeksinstituten en meer dan veertig bedrijven aan mee. Ook uit het Verenigd Koninkrijk, Italië, Denemarken, Frankrijk, Duitsland, Brazilië, Japan en Amerika. “Het is een uniek internationaal consortium waar de hele waterstofproductieketen bij betrokken is. Van ontwikkelaars van hightech componenten en machines tot aan de toekomstige waterstofproducenten van Nederland”, zegt Lennart van der Burg, waterstofexpert bij TNO en projectcoördinator.

Lees ook:

China slaapt niet, dus wij moeten wakker worden

Als het over China gaat, zijn we vaak geneigd onszelf in Nederland tot een soort Calimero te reduceren. Wat hebben onze zonnepanelen, klimaatdoelen en gescheiden afvalstromen voor zin, hoor ik ze dan zeggen, als in China de fossiele industrie op volle toeren draait? China stoot in vier dagen meer CO2 uit dan Nederland in een heel jaar! Maar in dit doemdenken ligt een groot misverstand. China, de ‘groene reus’ in wording, is namelijk veel meer bezig met duurzaamheid dan we denken. Oneerlijke staatssteun Een eerste misverstand om uit de weg te ruimen is dat China het als enige wereldmacht oneerlijk speelt. Neem elektrische auto’s. Het land is al vele jaren bezig met het aanwakkeren van deze industrie. Met technologische ontwikkeling, betaalbaarheid en door wereldwijd hun toegang tot cruciale grondstoffen veilig te stellen. In Europa zijn we geneigd dat te zien als marktverstorende staatssteun. Maar in Europa beïnvloeden we de wereldmarkt van bepaalde producten net zo goed. Als antwoord beschuldigt China Europa namelijk van ongeoorloofde staatssteun aan varkensboeren die hun vlees ‘dumpen’ in China, waardoor lokale varkensboeren het lastig hebben. Waar China kiest om moderne technologie te subsidiëren, kiest Europa ervoor geld te pompen in een onhoudbaar landbouwsysteem. China ligt voor op schema met milieudoelen Met al die investeringen, 266 miljard dollar (1) in hernieuwbare energie in 2022, waarmee het alle andere landen ver achter zich liet, streeft het land naar een koolstofneutrale economie in 2060. Geen loze belofte, want in het huidige tempo kan dat doel zelfs ruim voor die deadline gehaald worden. China heeft nu al meer dan de helft van 's werelds zonne-energiecapaciteit en is de grootste producent en exporteur van zonnepanelen (2). En in 2022 werden er meer dan 6,8 miljoen elektrische auto’s verkocht in China, bijna 60 procent van de wereldwijde verkoop (3). Dit betekent dat China niet alleen qua productie, maar ook in adoptie van duurzame technologieën voorop loopt. Minder vliegtuigen, meer groenWe zijn er nog niet, want China is ook koploper in innovatie op het gebied van groene technologie. Ze hebben 's werelds grootste netwerk van hogesnelheidstreinen, wat het gebruik van vervuilende binnenlandse vluchten drastisch heeft verminderd. Dit heeft niet alleen voordelen voor het milieu, maar ook voor de economie en de leefbaarheid in steden. En laten we hun megaprojecten niet vergeten, zoals het Groene Muur-project, waarbij China meer dan 66 miljard bomen plant om woestijnvorming tegen te gaan. China's massale investeringen in onderzoek en ontwikkeling zijn ook niet te negeren. Het land is een van de grootste patenthouders op het gebied van groene technologie en leidt de wereld in de ontwikkeling van waterstofenergie en koolstofafvangtechnologieën. Superioriteitsgevoel op de schopNatuurlijk, China heeft nog steeds enorme uitdagingen als het gaat om vervuiling en CO2-uitstoot. China bouwt er 674 kolencentrales bij. Dit is een uitbreiding op de meer dan 3000 kolencentrales die het land al rijk is. Deze kolencentrales zorgen samen voor 55 procent van de totale energievoorziening. Maar let op, dit is een daling ten opzichte van 2010. Toen was steenkool nog goed voor 70 procent van de energieproductie. Ze maken dus een zichtbare transitie door. Dit betekent dus dat wij ons in Europa niet comfortabel kunnen wentelen in het idee dat onze inspanningen en ambities wel genoeg zijn. China verandert op een schaal die wij ons nauwelijks kunnen voorstellen. Wat betekent dat voor ons? Het is tijd om onze misplaatste superioriteit los te laten. In plaats van neer te kijken op China als de vervuiler, moeten we erkennen dat zij juist de groene innovator van de toekomst kunnen zijn. We kunnen leren van hun vastberadenheid en schaal van aanpak. Het is zonde om ons blind te staren op wat wij denken dat andere landen níet doen. China bewijst dat duurzaamheid op schaal mogelijk is. De vraag is nu: durven wij in Europa, en in ons kleine kikkerlandje, groter te denken? Het is tijd om wakker te worden en onze eigen rol in de wereld serieus te nemen. Lees ook: Zes sigaretten per dag aan fijnstof is voor het kabinet oké, voor gemeenten niet ‘Stuur je me nu serieus een kandidaat door met een hoofddoek?' Bedrijven, koester jullie duurzame voorlopersNancy Kabalt heeft ruim twintig jaar ervaring in de energiesector en was onder andere algemeen directeur van netbeheerder Stedin. Inmiddels is ze als toezichthouder betrokken bij diverse energiebedrijven, zoals FastNed en Sympower. Ze is ook oprichter van consultancy- en interimbedrijf Windkracht5.