Met het toenemende belang van waterstof in de energiemix, wordt ook de noodzaak voor wateropslag steeds groter. In Zuidwending werkt Gasunie druk aan de toekomstige wateropslag in zoutcavernes. Maar hoe worden die cavernes eigenlijk gemaakt?
In de tweede vlog ter voorbereiding op de Hydrogen Trail Europe (HYTE), bezochten we Gasunie op de Maasvlakte. Daar wil het samen met HES International en Vopak een importterminal bouwen voor groene ammoniak als waterstofdrager. Nog dit kwartaal beginnen ze met het basisontwerp. De ACE Terminal moet 2026 operationeel zijn. In de vlog wijst Johan Douma (Gasunie) aan vanaf het dak van een LNG-tank waar verschillende installaties komen.
Waterstof, gecombineerd met stikstof in de vorm van ammoniak, kan in grote hoeveelheden worden getransporteerd, opgeslagen en weer omgezet in groene waterstof. Daarnaast is groene ammoniak ook direct toepasbaar als CO2-vrije brandstof voor bijvoorbeeld de scheepvaart. Of als grondstof voor kunstmest.
Locatie
De drie partners hebben een locatie op het oog op de Maasvlakte in Rotterdam. Schepen van over de hele wereld kunnen daar aanmeren om groene ammoniak te lossen, en in de beginfase mogelijk ook blauwe. Bovendien zijn bestaande infrastructuur en logistieke faciliteiten van de Rotterdamse haven een belangrijke pre. Op het terrein is ook ruimte voor de ontwikkeling van een installatie waar ammoniak weer kan worden omgezet in waterstof. Deze installatie zal in de toekomst worden aangesloten op het nationale waterstofnetwerk van Gasunie.
Krachten bundelen
HES heeft een strategische locatie op de Maasvlakte met kadecapaciteit en directe toegang vanuit zee. Gasunie heeft een infrastructuur van bestaande opslagtanks en pijpleidingen. Vopak, met zes ammoniakterminals over de hele wereld, heeft ruime ervaring met de veilige opslag van ammoniak. Door de krachten te bundelen kunnen de partners de importlocatie voor groene ammoniak in Rotterdam binnen enkele jaren realiseren. De definitieve investeringsbeslissing moet nog vallen en zal onder meer gebaseerd zijn op contracten met afnemers en de benodigde vergunningen waaronder een MER-procedure.
Uitgangspunt is een onafhankelijke en open access infrastructuur waarbij de partners zelf geen eigenaar zullen zijn van de groene ammoniak. Binnenkort start een marktconsultatie waarin geïnteresseerde partijen hun belangstelling voor de levering, opslag en doorvoer van groene ammoniak en waterstof kenbaar kunnen maken. Verkennende gesprekken met internationale marktpartijen zijn al gaande.
Over HYTE
Wat zijn de huidige stappen in de Europese industrie richting emissievrije waterstof? En hoe passen deze in de volledige transformatie van de industrie? Industrielinqs gaat samen met vier young professionals op pad voor de HYdrogen Trail Europe (HYTE), van 27 juni tot en met 8 juli. Met podcasts, vlogs en journalistieke items zullen we verslag doen. Volg ons op Industrielinqs, www.industrieandenergy.eu en Linkedin.
Wanneer?
27 juni – 8 juli, 2022
– 27 juni start met een online Talkshow (10:00-11.30) vanuit Entrance in Groningen en bezoek Eemsdelta
– 28-30 juni Diverse stops in Duitsland
– 1 juli Zwitserland
– 4 en 5 juli Spanje
– 6 en 7 juli Frankrijk
– 8 juli België/Zuid Nederland
Wie?
– Tes Apeldoorn, process engineer Neste
– Carina Nieuwenweg, PhD Wageningen University & Research
– Lucy Schwartz, Project Manager waterstof Uniper
– Leon Rosseau, PhD Technische Universiteit Eindhoven
– Wim Raaijen, Founder/hoofdredacteur Industrielinqs
Hoe?
Met elektrisch vervoer en, waar mogelijk, met een waterstofauto.
We kick off the Hydrogen Trail Europe with an on line talk show from Entrance in Groningen, Northern Netherlands. On June 27th we talk with guests about the concrete steps that are now being made in the field of hydrogen. And what comes next? At the table, among others:
- Nienke Homan, Board Member Green Hydrogen Organization, formerly regional minister Groningen;
- Eddie Lycklama à Nijeholt, Project Director Hydrogen Backbone Netherlands at Gasunie;
- Jan Kik, Sales manager Sustainabilitiy Benelux at Emerson;
- Stephanie Kool-Claessens, Business Development Manager Hydrogen at HyCC.
And of course: the travelling companions of the Hydrogen Trail Europe.
Anders dan verschillende andere concerns gaat Shell de nodige transitie van binnenuit aan. De bestaande activiteiten moeten de nieuwe koers mogelijk maken. Veel nieuwe investeringen dienen zich inmiddels ook aan, van biobrandstoffen tot groene waterstof. In de mei-editie van Industrielinqs een interview met directeur Jos van Winsen van de Rotterdamse locatie: ‘We zitten hier op een investeringsniveau dat we meer dan vijfentwintig jaar niet meer hebben gezien.’
Verder in deze editie aandacht voor water. Fritesproducent Lamb Weston / Meijer is voor zowel zijn grondstoffen als zijn productie afhankelijk van zoet water. Aangezien het bedrijf in een waterstressgebied ligt, moet het bedrijf creatief omgaan met de schaarse bronnen. Daarvoor kijkt het niet alleen naar waterhergebruik en grondstofterugwinning in de eigen productie, maar ook naar samenwerking in de keten.
Lees ook alvast hoe innovators Termanox, O3Systems, SubMerge en Rolapac de waterketen kunnen helpen. Zij pitchen hun innovaties op 22 juni tijdens iLinqs, Festival van de Industrie. Het wordt de eerste Dragons’ Den of Water Transition.
Tijdens het iLinqs Festival zal eveneens bekend worden wie Techniekheld van het Jaar 2022 wordt. In dit nummer stellen de finalisten – Dion Kip (SPIE), Mateusz van Strien (Omexom), Christian Spruijt (Huntsman) en Gaby op ’t Holt (BioBTX) zich alvast voor.
Gasunie, Fluxys en North Sea Port werken samen om de toekomstige Nederlandse en Belgische waterstofnetwerken in het havengebied met elkaar te verbinden. Als de afzonderlijke netwerken in 2026 operationeel zijn worden ze op de grens aan elkaar gekoppeld.
In nauwe samenwerking met de industrie zijn Fluxys en Gasunie aan weerszijden van de grens de aanleg van een waterstofnet met open toegang aan het voorbereiden. Alle bedrijven kunnen dus op de infrastructuur aansluiten. De twee netwerken worden in het havengebied op de Nederlands-Belgische grens aan elkaar gekoppeld.
De aansluiting tussen beide waterstofnetten komt in het Nederlandse Sas van Gent en het Belgische Zelzate. De leidingen voor het waterstofnetwerk komen vooral in bestaande leidingstroken te liggen, zodat de impact op de omgeving tot een minimum beperkt blijft.
Groot achterland
Als de netwerken in 2026 operationeel zijn en aan elkaar gekoppeld, ontstaat één van de eerste grensoverschrijdende netten voor waterstof met open toegang in Europa. De verbinding zal de bedrijven in het zestig kilometer lange havengebied van waterstof voorzien: van Vlissingen en Terneuzen in Nederland tot in Gent in België. De aansluiting van de havenregio op de landelijke waterstofinfrastructuur in Nederland en België geeft bedrijven ook toegang tot een groot achterland, andere industrieclusters en havens in Europa.
Duits-Nederlandse waterstofmarkt
Onlangs braken het Duitse onderzoeksinstituut Forschungzentrum Jülich, het Duitse energieagentschap Dena en TNO na een haalbaarheidsstudie al een lans voor een gemeenschappelijke Duits-Nederlandse waterstofmarkt. Deze kan tegen 2050 uitgroeien tot zeven maal de huidige omvang.
De onderzoekers stelden een backbone van ruim vijfduizend kilometer leidingen voor, voorzien van maximaal 7,1 miljoen ton waterstof die wordt geproduceerd met offshore windenergie. Om vraag en aanbod gedurende het jaar in evenwicht te houden, zou ook import van waterstof nodig zijn en zoutcavernes voor ondergrondse opslag. De onderzoekers denken aan één tot vijf cavernes in 2030, die elk ruimte bieden voor de opslag van ongeveer 250 GWh aan waterstof.
Bestaande aardgasleidingen
Uit het onderzoek bleek ook dat er door grotendeels gebruik te maken van bestaande aardgasleidingen voor het transport van waterstof in Nederland en Duitsland tot 2030 voldoende transportcapaciteit is. Na 2030 zouden er knelpunten kunnen ontstaan in bepaalde gebieden rond importhavens voor waterstof.
ENGIE, OCI en EEW werken samen aan een grootschalige op waterstof gebaseerde waardeketen in Noord-Nederland. De eerste fase van het project bestaat uit een elektrolyse-installatie van 100 MW. Deze moet vanaf 2025 waterstof produceren voor de productie van e-methanol uit biogeen CO2, en voor lokale andere sectoren. Het is al het vierde aangekondigde waterstofproject in het noorden van Nederland.
Het HyNetherlands (HyNL) project verbindt afzonderlijke partijen en industrieterreinen op drie verschillende locaties. De productiefaciliteit voor waterstof (ENGIE) komt op de locatie van de Eems elektriciteitscentrale in de Eemshaven te staan. De 100 MW elektrolyse-installatie wordt aangedreven met een capaciteit van 200 MW uit offshore windturbines.
In Farmsum wordt een installatie voor het vastleggen van koolstof (EEW) geïntegreerd met de bestaande waste-to-energy installatie. Hier zal biogeen CO2 uit de verbrandingsgassen van de productielijnen van de installatie worden gehaald. Groningen Seaports levert de CO2-logistiek en -infrastructuur. In het Delfzijl chemiepark in Farmsum combineert de BioMCN-productiefaciliteit voor methanol (OCI) vervolgens het biogeen CO2 met waterstof voor de productie van e-methanol.
De installaties van ENGIE (productie) en OCI/BioMCN (afname) krijgen een aansluiting op het waterstofnetwerk dat Gasunie door heel Nederland en Noord-Duitsland ontwikkelt. Het overgrote deel van het nationale netwerk voor waterstof bestaat uit pijpleidingen die momenteel worden gebruikt voor het transport van aardgas.
Opschalen
De langetermijnvisie voor HyNL is om een steeds grotere rol te vervullen in de decarbonisatie van de industriële en transportsectoren in de regio. Er liggen al plannen om de productiecapaciteit van de elektrolyse-installatie op te schalen van 100 MW in 2025 naar 1,85 GW in 2030 of kort daarna.
Vooralsnog hebben de projectpartners subsidies aangevraagd bij de Europese instellingen. ENGIE wil na de zomer een EPC-contractor voor de elektrolyse-installatie selecteren. Een definitieve investeringsbeslissing volgt in het derde kwartaal van 2023.
Eemshydrogen en NortH2
Ook RWE heeft plannen voor een waterstofketen in Noord-Nederland. Het project Eemshydrogen draait in de eerste fase om een 50 MW-elektrolyser in de Eemshaven, die direct wordt gekoppeld aan RWE’s windpark Westereems. Dit windpark heeft een opgesteld vermogen van 162 MW. De groene waterstof gaat ook in dit geval naar BioMCN (OCI). Daarnaast is RWE van plan eveneens groene waterstof aan Evonik te leveren.
Bovendien is er ook nog het ambitieuze waterstofproject NortH2. Initiatiefnemers van NortH2 zijn Gasunie, Shell Nederland en Groningen Seaports. Eind 2020 sloten RWE en Equinor zich als partners aan, en in maart dit jaar kwamen Eneco en OCI erbij. Het is de bedoeling dat een waterstoffabriek in de Eemshaven 1 GW groene waterstof aan de OCI-fabrieken in Nederland gaat leveren. Nieuwe windparken op zee wekken daarvoor groene stroom op en kunnen qua capaciteit stapsgewijs uitgroeien. Van 1 GW in 2027, naar 4 GW tegen 2030, tot meer dan 10 GW in 2040. In 2040 wil het consortium op die manier één miljoen ton groene waterstof per jaar produceren.
Djewels
En dan is er nog het Djewels-project van Gasunie en HyCC, waarbij OCI via BioMCN ook al betrokken is bij het aan elkaar knopen van de waardeketen met windenergie, waterstof- en methanolproductie. Bij Djewels gaat het om een 20 megawatt elektrolyser op Chemiepark Delfzijl die ongeveer 3.000 ton groene waterstof per jaar gaat maken. Gasunie en HyCC verwachten voor het einde van dit jaar een finale investeringsbeslissing te nemen. Doel is dat de 20 MW waterstoffabriek in 2024 de eerste groene waterstof aan BioMCN zal leveren.
De voorbereidingen voor een waterstoftransportleiding in Rotterdam zijn begonnen. Gasunie en Havenbedrijf Rotterdam hebben de eerste materialen besteld en de komende maanden worden proefsleuven gegraven. Shell is met haar toekomstige waterstoffabriek op de Maasvlakte de eerste klant voor de leiding.
De waterstofleiding tussen Pernis en de Maasvlakte wordt 32 kilometer lang en moet eind 2024, begin 2025 gereed zijn. De leiding wordt onderdeel van het landelijke waterstofnetwerk dat, inclusief verbindingen naa r het buitenland, naar verwachting vanaf 2027 operationeel is.
Het aantal waterstofinitiatieven in de Rotterdamse haven groeit. Op de Maasvlakte is ruimte voor een conversiepark ingepland, waar waterstof voor de Rotterdamse haven kan worden geproduceerd. Diverse partijen werken daarnaast plannen uit voor de import van groene waterstof. Via de leiding tussen Maasvlakte en Pernis kan groene waterstof op een veilige en efficiënte manier tussen producenten en gebruikers worden getransporteerd.
Holland Hydrogen I
De eerste klant van de waterstofleiding in het Rotterdamse havengebied wordt het waterstofproject Holland Hydrogen I van Shell. De 200 MW waterstoffabriek gaat met stroom van offshore windpark Hollandse Kust (noord) groene waterstof produceren. De definitieve investeringsbesluiten voor Holland Hydrogen I en die voor de waterstofleiding in de Rotterdamse haven worden naar verwachting later dit jaar genomen.
Gasunie, HES International en Vopak ontwikkelen samen een importterminal voor groene ammoniak als waterstofdrager op de Maasvlakte. Nog dit kwartaal begint het werk aan het basisontwerp van de importterminal, die de naam ACE Terminal zal gaan krijgen. Het streven is dat de terminal vanaf 2026 operationeel is.
Naast de productie van groene waterstof in Nederland, zal er in Noordwest-Europa ook behoefte zijn aan grootschalige import van groene waterstof om aan alle toekomstige vraag te kunnen voldoen. Groene ammoniak als waterstofdrager zal hierin een belangrijke rol spelen. Waterstof kan na verbinding met stikstof in de vorm van ammoniak eenvoudiger en veilig in grotere hoeveelheden worden getransporteerd, opgeslagen en weer worden omgezet naar groene waterstof. Daarnaast is groene ammoniak ook direct toepasbaar als CO2-vrije brandstof voor bijvoorbeeld de scheepvaart of als grondstof voor bijvoorbeeld de productie van kunstmest.
Locatie
De drie partners hebben een locatie op de Maasvlakte in Rotterdam op het oog. Daar kunnen schepen vanuit de gehele wereld aanleggen om groene ammoniak, en in de beginfase mogelijk ook blauwe, te lossen. Bovendien kan op die locatie gebruik worden gemaakt van de bestaande infrastructuur en de logistieke faciliteiten van de Rotterdamse haven. Op het terrein is ook ruimte voor de ontwikkeling van een installatie waar ammoniak weer kan worden omgezet naar waterstof. In de toekomst zal deze installatie worden aangesloten op het landelijke waterstofnetwerk van Gasunie waarmee de toekomstige waterstofmarkt in Noordwest-Europa kan worden bediend.
Krachten bundelen
HES beschikt op de Maasvlakte over een strategische locatie met kadecapaciteit en directe toegang vanaf zee. Gasunie heeft een infrastructuur met bestaande opslagtanks en pijpleidingen. Vopak heeft met zes ammoniakterminals over de hele wereld ruime ervaring in het veilig opslaan van ammoniak. Door deze krachten te bundelen, kunnen de partners binnen enkele jaren de importlocatie voor groene ammoniak in Rotterdam kunnen realiseren. Het uiteindelijke investeringsbesluit moet nog worden genomen en zal worden gebaseerd op onder andere klantcontracten en de benodigde vergunningen inclusief een m.e.r.-procedure.
Uitgangspunt is een onafhankelijke en open access infrastructuur waarbij de partners zelf geen eigenaar zullen zijn van de groene ammoniak. Binnenkort start een marktconsultatie waarin geïnteresseerde partijen hun interesse kenbaar kunnen maken voor de aanvoer, opslag en doorvoer van groene ammoniak en waterstof. Er lopen op dit moment al verkennende gesprekken met internationale marktpartijen.
TNO bracht met partners onlangs een rapport uit over verschillende facetten van waterstof-waardeketens. Een van de uitkomsten is dat tot 2030 één tot vijf zoutcavernes nodig zijn om vraag en aanbod gedurende het jaar in evenwicht te houden. En de onderzoekers verwachten dat dit aantal naar 2050 toe oploopt tot ten minste 49 tot 57 cavernes, uitsluitend voor waterstofopslag.
Gasunie heeft vorig jaar op de locatie Zuidwending al tests gedaan met de opslag van waterstof. Op die locatie slaat het bedrijf al meer dan tien jaar aardgas op in zoutcavernes. Het doel van de tests is om aan te tonen dat het boorgat, de leidingen, afdichtingen enzovoorts ook geschikt zijn voor de toepassing van waterstof. De eerste tests werden uitgevoerd op locatie A8 omdat hier al wel een boorgat, maar nog geen caverne is aangebracht. De druk werd daarbij stapsgewijs opgevoerd tot meer dan 200 bar.
Dit jaar volgt naar verwachting een definitief besluit om grootschalige waterstofopslag in zoutcavernes op de locatie Zuidwending te realiseren. De eerste zoutcaverne zou in 2026 volledig operationeel kunnen zijn, met groeimogelijkheden naar vier cavernes in 2030. Daarmee ontstaat een opslagvolume dat past bij de huidige Nederlandse ambitie om in 2030 3 tot 4 GigaWatt groene waterstof uit duurzame elektriciteit te realiseren.
Een gemeenschappelijke Duits-Nederlandse waterstofmarkt kan tussen nu en 2050 uitgroeien tot zeven maal de huidige omvang. Dat stellen het Duitse onderzoeksinstituut Forschungzentrum Jülich, het Duitse energieagentschap Dena en TNO na een haalbaarheidsstudie.
In dit HY3-project namen de onderzoekers verschillende facetten van waterstof-waardeketens onder de loep. Zo onderzochten ze hoe waterstofproductie op zee en aan de Nederlandse en Duitse Noordzeekust kan worden verbonden met vraagcentra in zowel Nederland als Duitsland, en dan met name Noordrijn-Westfalen.
Zij stellen een backbone van ruim vijfduizend kilometer leidingen voor, voorzien van maximaal 7,1 miljoen ton waterstof die wordt geproduceerd met offshore windenergie. Om vraag en aanbod gedurende het jaar in evenwicht te houden, is ook import van waterstof nodig en zoutcavernes voor ondergrondse opslag. De onderzoekers denken aan één tot vijf cavernes in 2030, die elk ruimte bieden voor de opslag van ongeveer 250 GWh aan waterstof. Tot 2050 loopt dit aantal op naar ten minste 49 tot 57 cavernes, uitsluitend voor waterstofopslag.
Uit het onderzoek bleek ook dat er door grotendeels gebruik te maken van bestaande aardgasleidingen voor het transport van waterstof in Nederland en Duitsland tot 2030 voldoende transportcapaciteit is. Na 2030 zouden er knelpunten kunnen ontstaan in bepaalde gebieden rond importhavens voor waterstof.
Obstakels
De huidige vraag naar waterstof voor toepassingen in de petrochemische industrie in Noordrijn-Westfalen en Nederland is aanzienlijk, respectievelijk 17 TWh en 41 TWh per jaar. In 2050 zal de totale vraag voor de onderzochte sectoren met een factor 7 gestegen zijn. Bij een gezamenlijke markt wordt deze mogelijke vraag naar waterstof ruim twee keer zo groot. Een grootschalige markt voor groene waterstof heeft dus nog meer kans van slagen.
Naast een gedeelde visie is er voor sector- en grensoverschrijdende projecten een bijzondere mate van samenwerking en ondersteuning nodig en moeten obstakels als gevolg van wet- en regelgeving worden weggenomen, stelt Andreas Kuhlmann, CEO van Dena. ´Wat dat betreft zijn we ook erg blij met de recente aansporing van bondsminister Robert Habeck in Brussel om de Europese samenwerking op het gebied van baanbrekende groene waterstoftechnologie uit te breiden.´
Vynova neemt in Tessenderlo een stoomketel in gebruik die op waterstof in plaats van aardgas draait. Tegen het einde van dit jaar installeert het bedrijf een tweede, identieke stoomketel. Het gaat in totaal om een investering van meer dan acht miljoen euro.
Beide stoomketels hebben elk een brandervermogen van meer dan 20 MW en kunnen 30 ton stoom per uur produceren. Daarmee kunnen de ketels ongeveer twee derde van alle stoom opwekken die de site in Tessenderlo verbruikt. Voorheen draaiden stoomketels op aardgas. De waterstof waar de stoomketels nu op draaien, is een bijproduct van Vynova’s eigen processen.
Extra waterstof
Vynova produceert in Tessenderlo verschillende basischemicaliën die onder meer in de bouwsector, de medische wereld, de voedingsindustrie en voor waterzuivering worden gebruikt. ‘We hebben recent onze productiecapaciteit voor verschillende producten uitgebreid, waardoor we ook meer waterstof als bijproduct opwekken’, vertelt Dimitri Wouters, site manager van Vynova Belgium. ‘Een groot deel van die waterstof gebruiken we nu al voor verschillende toepassingen in onze processen. Dankzij de nieuwe stoomketels kunnen we ook alle extra opgewekte waterstof maximaal inzetten.’
Omvangrijk investeringsprogramma
De stoomketels op waterstof zijn deel van een omvangrijk investeringsprogramma in nieuwe technologieën om de installaties van Vynova duurzamer en efficiënter te maken. Sinds 2016 heeft het concern al meer dan 200 miljoen euro geïnvesteerd in haar vestiging in Tessenderlo.
Zo investeerde Vynova in 2020 zes miljoen euro in een warmterecuperatie-installatie die restwarmte inzet voor de productie van stoom. Het bedrijf bouwde de installatie op twee kraakovens van de monovinylchloride-fabriek. De restwarmte uit de kraakgassen van de ovens kwam daardoor beschikbaar om stoom te produceren.
In 2018 zette Vynova in Tessenderlo ook al een flinke stap naar duurzamere productie. Toen nam het bedrijf een nieuwe installatie voor de productie van kaliumhydroxide in gebruik. Deze eenheid – een investering van 65 miljoen euro – werkt op basis van membraanelektrolyse in plaats van kwikceltechnologie. Het elektriciteitsverbruik ten opzichte van de stopgezette eenheid daalde met dertig procent. Ook deze installatie hergebruikt restwarmte in de vorm van stoomrecuperatie.