Jan Spoelstra, Gerald Schut
Lennart van der Burg (TNO) maakt zich zorgen over het verschil tussen woord en daad als het gaat om de ontwikkeling van groene waterstof. Er worden torenhoge ambities geformuleerd, maar er gebeurt nog te weinig om die te realiseren. Industrialisatie van de sector is volgens Van der Burg noodzakelijk: ‘Elektrolysers moeten goedkoper worden, efficiënt draaien en op grote schaal beschikbaar worden. Nu worden de onderdelen van elektrolysers nog met de hand gefabriceerd.’
We spreken Lennart van der Burg over de bottlenecks bij de ontwikkeling van ‘de heilige graal uit het klimaatakkoord’: groene waterstof. De business development manager groene waterstof bij TNO is genuanceerd en optimistisch. ‘De supply chain voor massaproductie van elektrolysers moet nog vorm krijgen, en daar kunnen Nederlandse technische bedrijven een belangrijke rol in gaan spelen. Maar zonder stimulering van de overheid komt groene waterstof niet van de grond.’
Groene waterstof is nog twee tot drie keer zo duur als grijze waterstof uit aardgas. Tussen 2010 en 2018 is daarom wereldwijd slechts 100 MW aan elektrolyser capaciteit geplaatst. Beleidskaders om dit vermogen snel te laten stijgen liggen er wel. Zo wil de EU in 2030 40 GW aan opgesteld elektrolyser vermogen hebben en tot 2024 moet daar 6 GW van gerealiseerd zijn. Nederland wil in 2030 4 GW aan elektrolyservermogen voor de productie van groene waterstof gebouwd hebben.
‘De overheid kijkt in de plannen voor de SDE++ subsidie terecht naar waar ze een euro het best aan kunnen besteden om zo veel mogelijk CO2 uitstoot te besparen, en daarom heeft groene waterstof daar nog geen positie in verworven. Door de nu nog beperkte hoeveelheid duurzame elektriciteit zorgt elektrolyse op systeem niveau slechts beperkt voor CO2-reductie. Extra duurzame elektriciteit is dus een absolute vereiste. Dit is mogelijk omdat groene waterstof er juist voor zorgt dat we meer elektriciteit via waterstof in ons energie systeem kunnen inpassen,’ aldus Van der Burg. ‘Waterstof heeft dus een systeemfunctie. Dat maakt dat dit molecuul een extra duwtje in de rug nodig heeft. Gezocht moet worden naar het juiste beleidsinstrumentarium, een combinatie van stimulering en regelgeving.’
‘Dat het vrij beschikbaar is. Onder niet ingevoerde mensen moet ik nog steeds wel eens uitleggen dat je het eerst moet maken en je zonne- en windenergie nodig hebt om groene waterstof te produceren. Onder de TW-lezer is dat gesneden koek, maar het is goed om te weten dat onder gesprekspartners dit misverstand kan heersen.’
‘Het chemische proces valt inderdaad te vergelijken met de twee elektrodes die je bij scheikunde op de middelbare school in een bekerglas water hield. Aan de negatief geladen kathode ontstaat waterstof, aan de anode borrelt zuurstof naar boven. Maar op industriële schaal maken we gebruik van stacks waar dit proces plaatsvindt tussen tot wel 400 sets plaatvormige elektrodes, gescheiden door membranen. Het rendementsverlies in de omzetting van stroom naar waterstof zit in warmte, die moet je afvoeren. Ook het zuurstof en waterstof moet je gescheiden afvoeren. Het zijn complexe apparaten met cellen en membranen die door innovatie steeds dunner worden (minder dan 100 µm) en op dat niveau geassembleerd moeten worden. De efficiëntie ligt nu rond de 70-75%, dat moet naar 80-85%. Maar dat is een trade-off: een efficiënt apparaat is duurder, maar we willen ook dat elektrolysers in prijs zakken van ca. € 1.000 per kW naar € 300 per kW.’
‘In de Eemshaven en op de Maasvlakte komen waarschijnlijk alkalische elektrolysers. Die functioneren in een basisch milieu waarbij de OH-ionen door een basische vloeistof van kathode naar anode getrokken worden. Deze hebben als voordeel dat ze relatief eenvoudig en goedkoop zijn, maar als nadeel dat op- en afschakelen al gauw een kwartier duurt. Iets dat je in combinatie met zon en wind natuurlijk snel wilt kunnen. Dan zijn er ook elektrolysers die met een proton exchange membranen (PEM) werken waarbij de protonen (H+ ionen) door een membraan getrokken worden. Die zijn nu nog duurder, bevatten vaak zeldzame aardmetalen als iridium, maar kunnen sneller op- en afschakelen. Bovendien kunnen die een druk van 30 tot 40 bar aan, waardoor waterstof gemakkelijker in een gasnetwerk gebracht kan worden.’
‘Daar werken we aan optimalisatie van elektrolysers. Nederland heeft nu geen grote positie in de productie van elektrolysers, maar er is veel potentie. FME en TNO hebben recent 200 Nederlandse maakbedrijven in kaart gebracht die een rol kunnen spelen in de supply chain van elektrolysers. Als de plannen van de EU en Nederland ook maar deels gehaald worden, ligt hier een grote markt voor nieuwe business. De industrie gebuikt ca. 1.500 kton waterstof. We kunnen nu niet tien jaar lang niets doen, en in 2030 in één klap 5 GW elektrolyservermogen neerzetten. De overheid moet daar nu een actieve stimulerende rol in spelen, zoals ze dat ook voor zon, wind en elektrisch transport heeft gedaan.’
‘Er wordt onderzoek gedaan om het huidige hogedruk gasnet om te zetten naar waterstof. Dat netwerk loopt tot in onze zeehavens, tot de plaats waar offshore wind aan land komt en waar logischerwijs grootschalige productie van waterstof plaats moet gaan vinden. Daarnaast denken wij dat als je verder uit de kust (>85 km) windparken neerzet, het mogelijk aantrekkelijker wordt om al op zee waterstof te produceren en dit via de bestaande gasinfrastructuur aan land te brengen. Daarnaast moeten we zorgen voor opslag van waterstof in bijvoorbeeld zoutcavernes of lege gasvelden.’
Een kip-ei probleem, de energietransitie zit er vol mee. Moet een transitie naar groene waterstof via op korte termijn grootschalig te produceren blauwe waterstof lopen?
‘Blauwe waterstof maak je van aardgas, waarbij je de CO2 afvangt en opslaat in bijvoorbeeld lege gasvelden. In Rotterdam loopt het H-Vision project, hetgeen inhoudt dat er twee grote reformers op de Tweede Maasvlakte komen waarbij waterstof uit aardgas gemaakt wordt en de CO2 opgeslagen gaat worden in lege gasvelden op de Noordzee. Het rijk zou dan geld bij moeten leggen voor de aanleg van infrastructuur in het Rotterdamse havengebied. Er zijn terechte punten van discussie: Waar komt het aardgas straks vandaan en wat is de CO2 footprint? Hoe zorg je ervoor dat die infrastructuur ook voor groene waterstof toegankelijk is? Wat als die contracten voor blauwe waterstof straks 30 jaar lopen en dat de volledige capaciteit van de te subsidiëren infrastructuur in de haven benut en groene waterstof verdrukt? Als we dat kunnen voorkomen en projecten komen snel tot ontwikkeling, dan kan het echt een ‘wegbereider’ zijn voor groene waterstof.’
