Waterstof is potentieel een belangrijke energiedrager bij de omschakeling naar een CO2-vrij energiesysteem, maar kampt nog met een paar serieuze uitdagingen. Naast de productie – je moet waterstof via elektrolyse uit water halen, of met chemische procesbewerking uit aardgas – is het transport een knelpunt. De Nederlandse startup H2Flexx denkt op dat laatste punt een innovatieve doorbraak in handen te hebben: eenvoudig te transporteren waterstof in poedervorm.
Bij het opzetten van nieuwe transportinfrastructuur voor waterstof wordt onder meer gekeken naar pijpleidingnetwerken. Dat vereist wel speciale zorg voor de veiligheid. Als je waterstof in gasvorm wilt vervoeren, gebeurt dat onder hogere druk. Daarbij moeten gaslekken voorkomen worden, want waterstof is gemakkelijk ontvlambaar bij blootstelling aan de lucht.
Een alternatieve transportmethode zet in op vloeibare waterstof, maar daarvoor heb je zwaar gekoelde opslagtanks nodig met temperaturen van minus 253 graden Celsius.
Waterstof in poedervorm
De Nederlandse startup H2Flexx heeft een andere aanpak voor ogen: waterstof in poedervorm transporteerbaar maken, waarna het op de plek van gebruik relatief eenvoudig omgezet kan worden in pure waterstof. ‘Voor het transport van waterstof biedt ons product directe voordelen. Het is een potentiële gamechanger’, zegt chief commercial officer Sander Castel.
H2Flexx is deze maand gevormd door een fusie van twee andere startups, H2Fuel en HydroFlexx. Beide bedrijven waren al met vergelijkbare technologieën bezig. Castel: ‘Samen levert dat een unieke combinatie op.’
Het waterstofpoeder bestaat uit een samenstelling van natrium, boor en waterstof en wordt op de markt gebracht onder de naam H2EASY. Als je water aan het poeder toevoegt, komt er door de chemische reactie pure waterstof vrij.
Castel: ‘Een uitdaging was dat de zuurstofatomen van het toegevoegde water zich binden aan het restproduct van natrium en boor. Als je dat wilt hergebruiken om er nieuw poeder met waterstof van te maken, moet je eerst de zuurstof eruit halen. We hebben een manier gevonden om die stap veel efficiënter uit te voeren.’
Dat laatste is cruciaal, omdat H2Flexx hierdoor een gesloten kringloop kan opzetten. Na onttrekking van waterstof kan het restproduct op een betaalbare manier weer worden omgezet in H2EASY.
Waterstofpoeder H2EASY. | Credits: H2Flexx
Kansen voor nuttig gebruik overtollige groene stroom bij netcongestie
Om van het restproduct weer waterstofpoeder te maken moet er wel nieuwe waterstof worden toegevoegd. Liefst gebruik je daarvoor groene waterstof om het hele proces echt duurzaam te maken.
Castel ziet daarvoor diverse mogelijkheden. De eerste optie ligt dicht bij huis en speelt in op netcongestie. ‘In Nederland kun je H2EASY inzetten om schommelingen in het aanbod van hernieuwbare energie beter op te vangen’, zegt Castel.
Op momenten dat er overtollig aanbod is van groene stroom, kun je die gebruiken om goedkoop groene waterstof te produceren via elektrolyse. Die kan vervolgens worden ingezet voor de productie van waterstofpoeder voor later gebruik.
Transport van waterstof over lange afstanden
Een andere route is dat je in bijvoorbeeld het Midden-Oosten op grote schaal met elektriciteit uit zonne-energie waterstof gaat produceren en die omzet in waterstofpoeder dat makkelijk kan worden geëxporteerd, vertelt Castel.
Deze mogelijkheid wordt verkend in het kader van het Noorbridge-project. Dat is een samenwerking van de Nederlandse waterstofalliantie Holland Hydrogen Hub, het havenbedrijf Rotterdam, TNO en een aantal organisaties in Oman. Het project onderzoekt verschillende opties voor waterstofdragers die het mogelijk moeten maken om op grote schaal groene waterstof te produceren in Oman voor export naar Nederland. Castel: ‘Daar komt onze oplossing zeer goed uit.’
Vanwege de plannen voor een Nederlands waterstofnetwerk met Europese vertakkingen kan de oplossing van H2Flexx interessant zijn voor bijvoorbeeld partijen als Gasunie. Zo zou waterstofpoeder dat vanuit een land als Oman wordt geëxporteerd bij een importterminal in Rotterdam kunnen worden omgezet in waterstofgas. Dat kan dienen als voeding voor een Europees pijpleidingnetwerk.
Waterstof produceren bij tankstations
Dat het waterstofpoeder van H2Flexx eenvoudig vervoerbaar is per schip of truck, zonder brandgevaar, biedt ook mogelijkheden voor toepassingen in mobiliteit. Castel: ‘We hebben een installatie ontwikkeld met het formaat van een twintigvoetscontainer om met H2EASY waterstof te produceren. Dan gaat het om 7,5 kilo waterstof per uur.’
Zo’n container is bijvoorbeeld geschikt om bij tankstations neer te zetten. Dan heb je hetzij direct brandstof voor bijvoorbeeld waterstoftrucks, of je gebruikt de waterstof om met een brandstofcel elektriciteit te genereren voor elektrisch vervoer. H2Flexx voert hiervoor verkennende gesprekken met marktpartijen.
Opschalen productie waterstofpoeder
Het waterstofpoeder wordt momenteel op kleinere schaal geproduceerd in laboratoria van H2Flexx, maar het plan is om in 2028 de eerste grotere productiefaciliteit draaiende te hebben, met een capaciteit van 5.000 ton per jaar. Castel: ‘We willen het opschalen niet zelf doen en zijn op zoek naar licentiepartners om het productiedeel op te pakken.’
Op de wereldmarkt is groene waterstof momenteel nog wel substantieel duurder dan grijze waterstof. Bij de laatstgenoemde variant wordt waterstof in een chemisch proces uit aardgas gehaald. Dat gaat gepaard met CO2-uitstoot. De inzet van groene stroom voor elektrolyse, waarmee je water kunt splitsen in waterstof en zuurstof, heeft als groot voordeel dat het een CO2-vrij proces is.
Groene waterstof kost volgens marktanalyses momenteel tussen de 2,50 en 5 dollar per kilo, tegen 1,20 tot 1,80 dollar per kilo voor grijze waterstof. Castel zegt dat het kostenplaatje van H2EASY binnen het spectrum van groene waterstof valt.
‘Er zijn natuurlijk kosten verbonden aan de productie van H2EASY. Maar als je water aan het poeder toevoegt om met een chemische reactie waterstof te produceren, dan is de helft van die waterstof afkomstig uit het poeder en de andere helft uit waterstof die in het toegevoegde water zat. Dat laatste betekent dat je min of meer gratis waterstof uit water haalt, wat het kostenplaatje ten goede komt.’
