Marc Seijlhouwer 30 januari 2020, 16:27

Onderzoek naar waterstofverbinding Nederland-Duitsland

Nederland en Duitsland willen samenwerken in de productie en het transport van groene waterstof. Dit jaar voert onderzoeksbureau TNO een haalbaarheidsstudie uit om te kijken of zo’n samenwerking rendabel kan zijn. Via de pijpleidingen van Gasunie wordt groene waterstof van zee naar industrie in Duitsland getransporteerd.

Adobestock 132816767

Het project heeft de steun van de regeringen in Duitsland en Nederland. In Duitsland doet de overheid van deelstaat Rijnland-Westfalen mee met het project, in Nederland zijn drie ministeries betrokken. TNO onderzoekt de komende tijd (samen met het Duitse IEK-3 Forschungszentrum Jülich) wat er met groene waterstof kan gebeuren in Nederland en het Rijnland.

Ruhrgebied op waterstof

In de Duitse deelstaat ligt onder andere het Ruhrgebied, waar een hoop industrie aanwezig is. Die industrie moet vergroenen en waterstof kan daarbij helpen. Maar om waterstof duurzaam te produceren zijn grote hoeveelheden elektriciteit nodig. Die kan komen van de Noordzee, waar veel offshore wind aanwezig is.

"Voorlopig is de offshore elektriciteit nog nodig voor de stroomvoorziening", vertelt René Peters van TNO. "Maar in 2030 is het aandeel groene stroom misschien wel 70 procent. Dan moet de stroom omgezet worden in waterstof. Het net kan het aanbod anders niet aan."

Lees ook: Olieplatform krijgt nieuw leven als waterstoffabriek

In dat scenario wordt de waterstof aan de kust of offshore geproduceerd en vervolgens via de bestaande gasleidingen getransporteerd naar de industrie landinwaarts. "In Nederland hebben we een uitgebreide gasinfrastructuur", vertelt Peters. "Dat geeft ons een voordeel, want naarmate de vraag naar gas minder wordt, kunnen er leidingen vrijgemaakt worden voor waterstof."

Goedkoper transport

Waterstof via pijpleidingen vervoeren is veel goedkoper dan elektriciteitstransport. Door die lagere kosten zijn groene waterstofprojecten mogelijk eerder rendabel. TNO onderzoekt bij welke hoeveelheden en kosten grootschalige waterstofproductie uit groene elektriciteit economisch interessant wordt. "Er moeten een hoop horden genomen worden", zegt Peters. "Er is te weinig groene stroom, waterstoffabrieken zijn te duur en de industrie kan nog maar weinig processen met waterstof uitvoeren. Maar de infrastructuur is in Nederland al aanwezig en dat geeft ons een streepje voor."

Hij vergelijkt de mogelijkheden van waterstof in Nederland met die van gas, toen de gasbel in Groningen net ontdekt was. "Toen verspreidde zich vanuit Groningen een netwerk van gasleidingen door heel Europa. Dat zou nu ook met waterstof kunnen gebeuren: dat Nederland laat zien hoe je een waterstofnetwerk opzet."

Lees ook: Waterstof wordt winstgevend door bijproducten te verkopen

Bron: TNO | Beeld: Adobe Stock

Zonnecellen kunnen veel dunner en goedkoper

De studie laat zien dat de prijs van zonnecellen nog verder kan dalen dan de afgelopen jaren al het geval is. Tot nu toe daalde de prijs vooral doordat de productie efficiënter werd en de fabrieken groter. Die schaalvergroting loopt echter op zijn eind; de machines en fabrieken kunnen niet veel groter worden zonder enorme investeringen.Toch zal de prijs van zonnepanelen verder naar beneden moeten om de wereldwijde energietransitie te voltooien. Pas als zonnecellen op élk oppervlak winstgevend kunnen zijn, worden ze ook overal geplaatst.Lees ook: Vijf subsidies voor zonnepanelen op het dak van je huisMinder silicium gebruikenDaarom ging MIT-onderzoeker Zhe Liu op zoek naar een andere manier om panelen goedkoper te maken: door minder materiaal te gebruiken. Een minder dik paneel vraagt om minder silicium en is dus goedkoper. Bovendien ontwijk je met dunnere cellen een mogelijke bottleneck in de zonnecelproductie: de productie van mallen voor het silicium is nu al één van de duurste en tijdrovendste delen van het maakproces. Minder materiaal betekent dat er minder gevraagd wordt van de mallen.Zonnecellen dunner maken lijkt een voor de hand liggende manier om geld te besparen. Toch deed de industrie het tot nu toe niet. Experimenten van tien jaar geleden liepen namelijk in het honderd; er gingen te veel zonnepanelen stuk en de efficiëntie nam dramatisch af. Die problemen zijn nu verleden tijd, denkt Liu. De machines gaan voorzichtiger met het materiaal om en zijn nauwkeurig genoeg om ook in dunne zonnecellen hoge efficiëntie te halen. Zonder problemen kan de dikte naar 100 micrometer.Lees ook: Zonnepanelen op textiel printenZo dik als een haarMaar Liu ging verder. Door de huidige technieken te verfijnen is op termijn een dikte van 40 micrometer mogelijk - vier keer dunner dan de panelen nu zijn. In de verre toekomst kunnen panelen ook anders geproduceerd worden, door silicium-cellen te laten groeien op een ondergrond (nu worden ze heel dun afgesneden van een grote rol). Dan kan de dikte zelfs 15 micrometer worden, de dikte van een mensenhaar.Zulke panelen verbruiken veel minder materiaal en kunnen dus veel goedkoper worden. Aanvankelijk zal de winst beperkt zijn, geeft Liu toe. "Het pad naar dunnere zonnecellen is niet makkelijk. Maar de eerste die ze gaat ontwikkelen zal een groot voordeel hebben", vertelt hij in het persbericht.Lees ook: Dit flinterdunne zonneraam verdien je binnen een jaar terugBron: MIT | Beeld: Adobe Stock