Waterstofbackbone koppelt industrieclusters
Blauwe waterstof
Wat volumes betreft zet blauwe waterstof heel wat meer zoden aan de dijk. De anderhalve gigawatt die het Rotterdamse Hyvision-project kan leveren, helpt in ieder geval de kritische massa te verhogen. Het slagen van dit project staat of valt met de financiering van het Porthos-project, dat de afgevangen CO2 naar velden in de Noordzee moet krijgen. Het voornemen van de Europese Commissie om het project 102 miljoen euro subsidie te geven, maakt de realisatie in ieder geval een stuk reëler. De initiatiefnemers Gasunie, Havenbedrijf Rotterdam en EBN schatten de totale investering op 450 tot 500 miljoen euro. Dus mocht de EU subsidie daadwerkelijk doorgaan, is één vijfde van het bedrag al binnen.
‘Vooralsnog helpt groene waterstof niet met het reduceren van de CO2-uitstoot.’
Lennart van der Burg, business development manager TNO
Backbone
Mochten alle plannen doorgaan, dan is er wel transportcapaciteit nodig om de gasmoleculen bij de gebruikers te krijgen. Onder de naam HyWay 27 onderzoekt het ministerie van Economische Zaken en Klimaat samen met Gasunie en Tennet of ze een deel van het bestaande gasnet hiervoor kunnen inzetten. Van der Burg: ‘Ook dit project zal niet van de grond komen zonder overheidssteun. Het zou de partijen helpen als de backbone als Important Project of Common European Interest (IPCEI, red.) wordt aangemerkt. Als dit namelijk niet het geval is, ziet Europa dit soort investeringen als ongeoorloofde overheidssteun.’
Voor het zover is, willen de betrokken partijen natuurlijk eerst wel weten of er wel behoefte is aan waterstofgas, welke transportvolumes nodig zijn en welke kwaliteit men wenst zowel aan productie- als afnamekant. ‘Om maar bij die laatste vraag te beginnen: het maakt nogal uit of partijen 99,5 procent zuiver waterstof willen of dat 98 procent of nog lager ook goed is. Hoe hoger de kwaliteit namelijk, hoe hoger de waarde. Groene waterstof is van zichzelf al zuiver en het is zonde deze bij te mengen bij blauwe waterstof die onder andere ook koolstoffen bevatten. Voor industriële processen of bijvoorbeeld de opwekking van warmte zou dat geen probleem moeten zijn. In een brandstofcel is vervuiling destructief. Het is dus verstandiger om voor de automotive alleen groene waterstof te gebruiken of nog een extra zuiveringsstap te nemen.’
tekst gaat verder onder de afbeelding
Gasunie publiceerde onlangs de route van de backbone. Het merendeel van zowel productie als gebruik van waterstof zal zich binnen de industriële clusters afspelen. (c) Gasunie
Compressorcapaciteit
Gasunie publiceerde onlangs al de route van de backbone. Aangezien het merendeel van zowel productie als gebruik van waterstof zich binnen de industriële clusters zal afspelen, is het traject redelijk eenvoudig uit te tekenen. In de basis gaat de ringleiding langs alle clusters, met enkele aftakkingen naar België en Duitsland. Gasunie kan met enige aanpassingen zijn bestaande netwerk gebruiken, al zal de Transport Service Operators (TSO) behoorlijk moeten investeren als de volumes serieuze proporties gaan aannemen. Van den Burg: ‘Gasunie berekende al dat ze momenteel capaciteit heeft voor vijftien gigawatt aan waterstof. Bij hogere volumes zal de netbeheerder de compressie omhoog moeten gooien van tien naar vijftig bar. Mocht dat nodig zijn, dan zal het netbedrijf moeten investeren in extra compressorstations. Daarmee kunnen de investeringen, die eerder werden geschat op 750 miljoen euro, wel eens oplopen tot anderhalf tot twee miljard euro.’
‘Het voordeel van gasleidingen is dat ze intrinsiek al kunnen bufferen, maar daar zitten wel grenzen aan.’
Lennart van der Burg, business development manager TNO
Bij dergelijke volumes moet ook rekening worden gehouden met de opslagcapaciteit. ‘Het voordeel van gasleidingen is dat ze intrinsiek al kunnen bufferen, maar daar zitten wel grenzen aan. In dat geval zullen de gascavernes in Zuidwending een belangrijkere rol gaan spelen. Gasunie’s dochter EnergyStock experimenteert al met het Hystock-project en berekende eerder dat het 240.000 megawattuur aan waterstof kan opslaan, ofwel 6.500 ton. Ook hier zijn natuurlijk kosten aan verbonden.’
Gasunie staat in Europa niet alleen in zijn uitdagingen. Onlangs verscheen nog een plan van elf Europese TSO’s dat de individuele backbones met elkaar verbindt. In dit plan zouden twee parallelle Europese backbones ontstaan: één voor (bio)methaan en één voor waterstof. De TSO’s schatten dat 75 procent van het traject kan bestaan uit bestaande aardgasleidingen, terwijl de overige 25 procent nieuw moet worden aangelegd. Ook in deze projecten zijn de kosten met name afhankelijk van de noodzakelijke uitbreiding van de compressorcapaciteit.
Noord-Afrika
Een Europese backbone is sowieso goed voor de Nederlandse verduurzamingsagenda. Van der Burg: ‘Als we zowel de zware transportsector als de huishoudens en industrie willen laten overstappen naar duurzame bronnen, ontkomen we niet aan import. Volgens een studie van Voltachem naar e-fuels is de geschatte brandstofvraag van de transportsector in 2050 alleen al 1.200 petajoule per jaar. We hebben 70 gigawatt aan geïnstalleerd windvermogen nodig om alleen de transportvraag in te vullen. Met dat vermogen ligt de Noordzee voor 28 procent vol, dus veel ruimte voor uitbreiding is er ook niet.’
We zullen dus ook het brandstofverbruik moeten verlagen door minder, slimmer en anders te gaan reizen. Mogelijk dat corona voor een blijvende verandering in de vraag gaat zorgen. Echter dan nog zullen we een deel van de energie mogelijk via waterstof gaan importeren uit bijvoorbeeld Portugal. In het zuiden van Europa is nu eenmaal meer zonne-energie beschikbaar dan hier. Van der Burg: ‘Zelfs Noord-Afrika is geografisch een interessant gebied. Er zijn inmiddels gesprekken met Marokko, dat niet alleen vlak bij Europa ligt, maar wel potentie heeft voor zon en wind energie. Het ligt echter minder voor de hand om de daar geproduceerde waterstof via pijpleidingen naar Europa te brengen. Dan is het veel interessanter om schepen in te zetten.’
tekst gaat verder onder de afbeelding
Hystock-project (c) David van Baarle
De uitdaging daarbij is dat het comprimeren van waterstofgas veel energie kost. Gelukkig zijn er andere oplossingen om het gas vloeibaar te maken. Bijvoorbeeld door het te binden met stikstof en er ammoniak van te maken of met koolstof om er ethanol van te maken. Er zijn zelfs speciale liquid organic hydrogen carriers die waterstof opnemen en gemakkelijk weer afgeven.
Innovatie
Van der Burg waarschuwt ervoor dat waterstof voor sommige sectoren wellicht kansen biedt, maar niet dé oplossing is voor de energietransitie. ‘Vooralsnog helpt groene waterstof niet met het reduceren van de CO2-uitstoot. Daarvoor is het aandeel duurzame energie in het elektriciteitsnet met zo’n vijftien procent nog veel te laag.’
Het is wel nodig om nu al de voorwaarden te scheppen om groene waterstof tot wasdom te laten komen. ‘Dat zit in technische zaken als infrastructuur en elektrolyzers, maar ook in keuzes voor stimulering, het bepalen van doelstellingen en de certificering van groene waterstof. Zo zou de overheid bijmenging van duurzame brandstoffen in vliegtuigen kunnen afdwingen. Waarmee een solide investeringsbodem wordt gelegd voor waterstofprojecten.’
De technische innovatie zal voornamelijk gericht moeten zijn op het verlagen van de kostprijs van de elektrolyzer. ‘De capex van een alkaline elektrolyzer zit nu op 1.400 euro per kilowatt, voor PEM is dat zelfs 1.800. Dit zijn de kosten voor volledig operationele plant op gigawatt-schaal zoals berekend in het ISPT GW-project. Die kosten moeten met ongeveer tachtig procent dalen om concurrerend te worden met huidige grijze waterstof. Aan de andere kant heeft de systeemfunctie die waterstof speelt door onder andere de mogelijkheid tot opslag van waterstof ook een waarde. Die waarde zou tot uiting kunnen komen in combinatietenders voor offshore-windparken. Als biedende partijen ook moeten nadenken over het transport en opslag van de opgewekte stroom, kan waterstof weer interessanter worden als optie.’
Wat in ieder geval duidelijk is, dat zowel de TSO’s als de Rijksoverheid snel keuzes moeten maken. Gasunie verwacht medio december de capex-berekeningen rond te hebben voor de Nederlandse waterstofbackbone. Daarna is het aan de politiek om keuzes te maken.
