Hydrogen pioneer and sustainable energy entrepreneur, Prof. Ad van Wijk, was today nominated Honorary Fellow 2018 for his great contribution to KWR. His appointment was made before the start of the KWR Hydrogen Seminar, in which Van Wijk gave the keynote speech. He was handed his fellowship award by KWR’s CEO, Prof. Dragan Savić. With his appointment, Van Wijk aims to help bridge science to practice.
Great contribution to KWR
KWR awarded Van Wijk this Honorary Fellowship in recognition of his great contribution to the institute. Van Wijk was not only the inspirer of the line of research on water and energy at KWR, but he also helped set it up.
Van Wijk is furthermore the spiritual father of the Power-to-X project, a sophisticated concept for the local use and storage of sustainable energy and (rain)water. His pioneering work led to several publications, notably Solar Power to the People, which he wrote with co-authors from KWR and Allied Waters. Van Wijk also participated in the preparatory thinking behind the Joint Research Programme-WiCE programme on the theme of Energy and Water.
Source of knowledge
Since 2015, KWR has awarded an Honorary Fellowship every year to an individual from KWR’s national and international network, who has made an outstanding contribution to the public and collective values that KWR upholds. An Honorary Fellow is appointed for life, and, together with the other Honorary Fellows, constitutes a source of knowledge, expertise and experience that can be consulted when needed.
Important awards
Van Wijk is a sustainable energy entrepreneur and part-time Professor of Future Energy Systems at TU Delft. He is also associated with KWR, where he is shaping the Energy and Water research programme. Moreover, he is ‘hydrogen ambassador’ for the Northern Netherlands, with the task of establishing a hydrogen economy in the area.
Van Wijk has received numerous important awards for entrepreneurial excellence. For instance, he was chosen ‘entrepreneur of the year’ in 2007, and was ‘topman of the year’ in 2008.
Bridging science to practice
Van Wijk is very honoured by the appointment: ‘Most of all, because my background is not in the water but in the energy sector. KWR is a research institute that has traditionally done a great deal for the water utilities. Now that new challenges are emerging, including those in the field of sustainability, it is very important that KWR extend its knowledge. My appointment certainly contributes to this extension.’
Van Wijk wants to draw on his expertise as a scientist and as a veteran entrepreneur to help KWR strengthen its bridge to practice. ‘Science and practice are not mutually exclusive. Writing reports is useful, but what we must ensure most of all is that the knowledge is actually applied.’
KWR Honorary Fellowship
Over the past few years, KWR has acquired an impressive and conspicuous position in the field of applied research into the water cycle. During this growth process, the commitment, the decisiveness and the support of certain individuals for KWR, and for the Joint Research Programme with the water utilities, have been of vital importance. These individuals include managers, supervisors or proprietors from KWR circles, but also people from the institute’s wider national and international networks. Van Wijk is KWR’s fourth Honorary Fellow, following Martien den Blanken (2015), Joan Rose (2016) and Willy Verstraete (2017).
OPINIE Duurzame energie uit wind en zon is stukken goedkoper dan de energie die in kolencentrales wordt geproduceerd. De vraag is alleen hoe we die energie op de juiste plek en tijd bij de gebruikers krijgen. Ad van Wijk weet het antwoord: de elektriciteit omzetten in waterstof. Ad van Wijk 10-03-19, 14:30
We moeten ons energiesysteem drastisch gaan veranderen. We moeten af van fossiele energie, kolen, olie en gas en overschakelen naar duurzame energiebronnen, zoals wind, zon en aardwarmte. Niet alleen voor het klimaat, ook voor onze economie. Immers, we gaan stoppen met het oppompen van aardgas uit Groningen, willen niet afhankelijk worden van gas uit Rusland, maar hebben wel veel energie nodig.
Waar gaan we al deze duurzame energie produceren? De laatste jaren hebben we in de wereld een spectaculaire daling van kosten van elektriciteit door zon en wind gezien. Duurzame elektriciteit uit zon en wind kunnen we nu, op plekken waar het hard waait of de zon veel schijnt, produceren voor minder dan 2 eurocent/kWh. De verwachting is dat dit binnen afzienbare tijd tot rond de 1 eurocent per kWh is gezakt. Dat is veel goedkoper dan de elektriciteit die we hier met onze moderne kolencentrales produceren. Die kost namelijk zo’n 4-5 eurocent/kWh. In Europa is zon en wind elektriciteit nog niet zo goedkoop, maar sinds kort zien we ook in Europa dat er grote zonneparken in Spanje en offshore windparken op de Noordzee zonder subsidie kunnen worden gerealiseerd.
Juiste plek
Het vervelende is echter dat we die goedkope zon en wind elektriciteit produceren op plekken waar niemand woont. De vraag wordt: hoe krijgen we deze goedkope elektriciteit op de juiste plek en tijd bij de gebruikers. Een voor de hand liggende gedachte is om dan een groot elektriciteitsnet aan te leggen, dat de elektriciteit naar ons toe brengt en deze elektriciteit vervolgens op te slaan in batterijen voor gebruik op het juiste moment.
Maar er is ook een andere mogelijkheid, namelijk het omzetten van water met elektriciteit in waterstof. Als waterstof van ver moet komen, Australië, Namibië of Argentinië bijvoorbeeld, dan maken we het vloeibaar en brengen het hiernaartoe per schip. Maar waterstof is net als aardgas ook eenvoudig over grote afstanden via een pijplijn te transporteren. De kosten van energietransport per pijplijn zijn tien tot twintig keer zo laag als per elektriciteitskabel. Dat geldt voor nieuwbouw, maar er ligt in Europa en zeker in Nederland, ook op de Noordzee, een zeer uitgebreide aardgasinfrastructuur, die we in de toekomst steeds minder voor aardgas gaan gebruiken. Dit gastransportnet is eenvoudig, snel en goedkoop om te bouwen naar een waterstofinfrastructuur.
Sneller, eenvoudiger, goedkoper
Daarnaast is grootschalige energieopslag in de vorm van waterstof veel sneller, eenvoudiger en goedkoper te realiseren in zoutkoepels, dan opslag van elektriciteit in batterijen. In een zoutkoepel kun je zo’n 230 miljoen kWh opslaan. Dat is hetzelfde als 23 miljoen thuisbatterijen met 10 kWh opslagcapaciteit. De installatie bij de zoutkoepel kost 100 miljoen, maar die batterijen kosten, zelfs als ze in de toekomst fors goedkoper worden, nog zeker zo’n 10 miljard euro.
Bij de omzetting van elektriciteit naar waterstof gaat wel energie verloren, zo’n 20 procent. En natuurlijk kost een elektrolysefabriek ook geld. Maar als we naar het gehele energiesysteem kijken, dan blijkt dat voor transport van energie over grote afstanden en grootschalige seizoensopslag we toch beter een fors deel van de elektriciteit om kunnen zetten in waterstof. Zo wordt waterstof samen met elektriciteit de energiedrager waarmee we een duurzaam energiesysteem betrouwbaar én betaalbaar kunnen krijgen.
Weggegooid
Ook kunnen we met waterstof veel sneller een duurzaam energiesysteem realiseren. We zien nu al dat in Duitsland voor ongeveer 1 miljard euro aan elektriciteit van offshore windturbines moet worden weggegooid, omdat de capaciteit van het elektriciteitsnet op land niet groot genoeg is. In Nederland hebben we recent gehoord dat al die geplande zonneparken niet op het elektriciteitsnet kunnen worden aangesloten, omdat er niet voldoende capaciteit is. Uitbreiding van het elektriciteitsnet kost veel tijd én geld, terwijl door omzetting naar waterstof de capaciteit van het gasnet meer dan voldoende is.
Als we nu waterstof in onze gaspijpleidingen hebben, kan het op eenzelfde manier worden gebruikt als aardgas. Bijvoorbeeld in de industrie, voor het produceren van warmte of als grondstof voor het maken van kunstmest of plastics, als transportbrandstof, voor het verwarmen van gebouwen en voor elektriciteitsproductie, als er niet genoeg zon en wind is.
Waterstof: hoe een simpele molecuul in de spotlights staat
AANRADER VAN REDACTIEIneens is er veel enthousiasme over waterstof. Bussen gaan op het doodeenvoudige molecuul rijden en voor een cv-ketel op waterstof is extreem veel animo. Maar hoe veilig is dit gas? En is het de gedroomde vervanger van aardgas?
De cv-ketel op waterstof die het bedrijf Remeha uit Apeldoorn vorige week presenteerde op de Bouwbeurs in Utrecht, blijkt een regelrechte hit. Bij de stand waar de Apeldoornse kachelfabrikant een prototype toont van de cv-ketel die draait op waterstof, is het publiek niet weg te slaan. Maar ook provincies hebben waterstof in het vizier. De Gelderse volksvertegenwoordigers willen dat de stad- en streekbussen elektrisch of op waterstof gaan rijden en wel zo snel mogelijk. In Overijssel en Flevoland wordt daarover hetzelfde gedacht, ook daar willen ze dat het busvervoer zo snel mogelijk emissieloos rijdt.
Waterstof. Dit doodeenvoudige molecuul – twee aan elkaar geplakte waterstofatomen – is het meest voorkomende element in het universum. Maar hoe veilig is dit gas eigenlijk? ,,Heel veilig’’, zegt Ad van Wijk (foto). Hij is hoogleraar Toekomstige Energie Systemen, verbonden aan de TU Delft. ,,Waterstof is het lichtste element, het stijgt op met twintig meter per seconde. Stel dat er een lek is, dan zit het – voordat het met zuurstof is gemengd en waardoor het kan branden – al heel hoog in de lucht. De stof is het gebouw allang uit, vervliegt zeg maar. De vluchtigheid van waterstof verlaagt de kans op brand of een explosie aanzienlijk. In die zin is waterstof absoluut veiliger dan aardgas.’’
Bekijk hieronder een simpele weergave van hoe het werkt met waterstof:
Wat ook in het voordeel van waterstof werkt, is dat er geen koolmonoxide kan vrijkomen. ,,Een groot nadeel van aardgas is koolmonoxidevergiftiging. Dit kan ontstaan als deze stof vrijkomt. Nog steeds gaan mensen hieraan dood, van de week las ik er nog over in de krant. Een belangrijk pluspunt van waterstof is dat er geen koolmonoxide vrijkomt en er dus ook geen vergiftiging kan optreden.’’
Onzichtbaar
Zelf bakte Van Wijk vorig jaar de eerste waterstof-omelet van Nederland. Maar heb je eenmaal een cv-ketel op waterstof in je huis draaien, is koken op waterstofgas wel een dingetje. De vlam is namelijk onzichtbaar. Ad van Wijk: ,,Niet veilig, gevaarlijk zelfs. Er moet geur en kleur aan het gas toegevoegd worden. Een zwavelstofje bijvoorbeeld, dat natuurlijk niet giftig is. Het toevoegen van een geur gebeurt overigens ook bij aardgas. Maar waarom zou je nog op gas willen koken als je een cv-ketel op waterstof hebt? Beter is het om elektrisch te gaan koken als je eenmaal bent overgestapt.’’
Probleem
Uit het rapport Toekomstbestendige Gasdistributienetwerken dat in opdracht van Netbeheer Nederland blijkt dat oude poreuze metalen gasleidingen een probleem kunnen zijn voor de distributie van waterstofgas. ,,Het gaat door gietijzeren pijpleidingen die in de grond liggen en niet in je huis. Eigenlijk hadden deze leidingen allang vervangen moeten worden, ze liggen vaak in oude stadscentra. Waterstof vliegt er dwars doorheen en dan ben je het gas kwijt. Niet geschikt dus. Maar het gaat om twee procent van alle leidingen die in ons land liggen. Bijna alle pijpleidingen zijn van plastic en prima geschikt voor waterstof.’’
Pijpleidingen
Voor tanken met waterstof, moeten pompstations nieuwe waterstof-vulpunten bouwen. Waterstof tanken, lijkt op aardgas (Compressed Natural Gas (CNG), red.) tanken, zegt Van Wijk. ,,De pijpleidingen voor aardgas zijn dan ook geschikt voor het transporteren van waterstofgas.’’
Techniek en veiligheid zijn dan ook niet zo het probleem volgens de hoogleraar. Om waterstof grootschalig in te zetten, is een grote systeemomslag nodig die een ‘nationale aanpak’ vergt, zegt Van Wijk. ,,Deze transitie vergt regie en visie. Als consument alleen, maak je het verschil niet. En als regio ook niet. Dit moeten we samen doen, als rijksoverheid. Net als we destijds met het aardgas deden.’’
Dit artikel verscheen eerder op De Stentor Auteur: Alice van Eijk 11-02-19, 08:00 Laatste update: 14:09
Groene waterstof is een belangrijke sleutel voor de energietransitie. Waterstof is een energiedrager, net zoals elektriciteit, en zal naast elektriciteit een belangrijke systeemrol gaan spelen in een duurzaam energiesysteem. Duurzame elektriciteit uit zon en wind kunnen we nu op plekken waar het hard waait of waar de zon veel schijnt, produceren voor minder dan 2 Eurocent/kWh. De verwachting is dat dit binnen afzienbare tijd tot rond de 1 Eurocent per kWh is gezakt. Sinds kort zien we ook in Europa dat er grote zonneparken in Spanje en offshore windparken in de Noordzee zonder subsidie kunnen worden gerealiseerd. Maar de productie van deze goedkope duurzame elektriciteit vindt veelal plaats, ver van waar we de energie gebruiken en niet altijd op het juiste moment. Transport over grote afstanden en grootschalige opslag van energie worden dus belangrijke onderwerpen in de realisatie van een volledig duurzaam energiesysteem.
Om duurzame elektriciteit uit zon en wind door Nederland en Europa te kunnen transporteren, kunnen en moeten we uiteraard het elektriciteitstransport net uitbreiden. Maar er is daarnaast ook een andere mogelijkheid, dat is het omzetten van elektriciteit in waterstof. Waterstof is net als aardgas, eenvoudig via een pijplijn te transporteren. De kosten van energietransport per pijplijn zijn 10-20 keer zo goedkoop als per elektriciteitskabel. Dat geldt voor nieuwbouw, maar er ligt in Europa en zeker in Nederland een zeer uitgebreid aardgasinfrastructuur, die we in de toekomst steeds minder voor aardgas gaan gebruiken. Dit gastransportnet is eenvoudig, snel en goedkoop om te bouwen naar een waterstofinfrastructuur. En ook grootschalige energieopslag in de vorm van waterstof is veel sneller, eenvoudiger en goedkoper te realiseren in onder meer zoutkoepels, dan opslag van elektriciteit. In de verdere toekomst kan waterstof per schip worden geïmporteerd van de plekken in de wereld waar elektriciteit uit zon en wind heel erg goedkoop kan worden geproduceerd, zoals in woestijngebieden en de oceanen. Uiteindelijk gaat het in een volledig duurzaam energiesysteem om de energiesysteemkosten (niet de energiesysteemefficiëntie) om duurzame energie op de juiste tijd en plaats beschikbaar te krijgen.
Als we grote hoeveelheden groene waterstof uit wind en zon gaan produceren plus importeren en via de omgebouwde aardgasinfrastructuur kunnen transporteren, kunnen we waterstof op eenzelfde manier gaan gebruiken als aardgas. Voor het produceren van hoge temperatuur stoom en warmte in de industrie, als grondstof in de industrie, als transportbrandstof voor de mobiliteit, voor lage temperatuur verwarming van huizen en gebouwen en voor elektriciteitsbalancering. Natuurlijk wordt het niet alleen waterstof, maar ook elektriciteit. Zo is batterij elektrisch interessant voor lichtere voertuigen, vaartuigen die niet zo veel kilometers maken. Maar zwaardere auto’s, bussen, trucks, drones, binnenvaartschepen, etc. daar gaat waterstof een belangrijke rol spelen. Verwarmen van woningen met waterstof zullen we vooral op het platteland, in dorpen en oude binnensteden gaan zien. En natuurlijk in allerlei hybride oplossingen, zoals b.v. de hybride warmtepomp-boiler, waarbij de boiler op koude dagen de piekvraag opvangt, eerst nog gestookt op aardgas en later op waterstofgas. Elektriciteit en waterstof worden de energiedragers waarmee de transitie naar een volledig duurzaam energiesysteem, betrouwbaar én betaalbaar gerealiseerd kan worden.
In het Klimaatakkoord dat er nu ligt, staat dat in 2050 alle huizen in Nederland gasvrij moeten zijn. Maar wat betekent dit voor woningcorporaties? Hoe en waarmee gaan zij hun woningbezit verduurzamen? Deeltijdprofessor Ad van Wijk windt er geen doekjes om: “We kunnen niet om waterstof heen.”
Ad van Wijk, professor Future Energy Systems aan de TU Delft en duurzaam ondernemer, heeft wat met de natuur en natuurlijke energiebronnen. Niet zo gek misschien, want hij groeide op als boerenzoon. “Dan heb je met alle elementen van de natuur te maken: dat een boom omvalt door de harde wind, dat door de sterkte van de zonnestralen het gras bruin wordt. Ik heb een keer een koe gezien die getroffen was door de bliksem, dat was niet fraai. Dan realiseer je je hoe krachtig de natuur is. Ik kan nu zeggen dat mijn jeugd zeker heeft bijgedragen aan mijn liefde voor energie.”
Onmisbaar Ad heeft een duidelijke mening over de energietransitie van gas naar gasloos en de uitdagingen die dat met zich meebrengt: “Met alleen windmolens, zonnepanelen en het gebruik van warmtepompen gaat dat niet lukken. Windmolens en zonnepanelen leveren gewoon niet voldoende energie op. Dat komt omdat de energieopwekking onvoorspelbaar is. Als het niet waait, wordt er veel te weinig energie opgewekt om in de behoefte te kunnen voorzien. Waterstof is dan ook een onmisbaar onderdeel om succesvol te kunnen verduurzamen.”
Energiedrager Gevraagd naar hoe het ook alweer precies zit met waterstof, geeft Ad een verkort college: “Waterstof is geen energiebron, het is een energiedrager. Je moet het dus ergens van maken. Dat kan uit kolen, uit aardgas en uit elektriciteit uit een kolencentrale, dan heb je fossiele waterstof. Maar je kunt waterstof ook maken met duurzaam opgewekte elektriciteit van zonnepanelen en windmolens, dat noemen we groene waterstof. Uiteindelijk moeten we daar op termijn naartoe.” Zover is echter nog lang niet. “In Nederland staan we nog maar aan het begin van de energietransitie,” aldus Ad. “Maar neem Japan, daar zijn ze veel verder met waterstof. De Olympische Spelen die Japan in 2020 organiseert worden de waterstofspelen. Alle bussen en auto’s voor deze spelen rijden dan op waterstof. En het Olympische dorp gaan ze verwarmen met waterstof.
Eitje, of toch niet? “In Nederland is bedacht dat we gaan koken en verwarmen met de door zonnepanelen en windmolens opgewekte elektriciteit of met aardwarmte,” gaat Ad verder. “Om huizen daarvoor geschikt te maken moeten cv-ketels worden vervangen door warmtepompen of worden aangesloten op een warmtenet.” Dat vervangen door een warmtepomp klinkt als ‘een eitje’. Doen en klaar, zou je zeggen. Maar daar kijkt Ad toch iets anders naar. “Je loopt tegen twee zaken aan: de kosten en de mogelijkheden. Om met dat laatste te beginnen, er zijn veel plekken in Nederland, denk aan dorpen en oude binnensteden, waar huizen staan die bijvoorbeeld geen spouwmuren hebben. Die huizen kunnen niet voldoende geïsoleerd worden waardoor een warmtepomp niet voldoet als warmtebron. Ook een heel buizenstelsel aanleggen om aardwarmte te transporteren is lang niet overal mogelijk. Dat brengt mij bij de kosten. Een warmtepomp – oud huis of niet – is een grote investering. Een dure oplossing, zowel voor particuliere huizenbezitters als voor corporaties. Ik heb daar grote zorgen over, en met slimme combinaties kunnen we het vaak goedkoper oplossen.”
Combineren Het is de kunst om waterstof goed te combineren met elektriciteit of aardwarmte om woningen en gebouwen te verwarmen. “Bijvoorbeeld de combinatie van een kleine warmtepomp met een waterstof cv-ketel. De waterstofketel zorgt dan vooral voor de extra warmte in de wintermaanden, als het buiten koud is. Wanneer de woning is aangesloten op een warmtenet kan dat ook goed gecombineerd worden met een centrale waterstofketel, die in de winter juist op de koude momenten bijspringt en extra warmte aan het warmtenet levert.” Combineren is dus sterk, aldus Ad. “Het is nu een combinatie van aardgas en elektriciteit en we moeten toe naar de combinatie waterstof en elektriciteit. Die combinatie is de toekomst, daar ben ik van overtuigd. Er wordt nu wel met waterstof geëxperimenteerd door corporaties, maar dat is kleinschalig en lokaal, daar komen we er niet mee. Op die manier gaan we de klimaatdoelstellingen van 2030 en 2050 echt niet halen. Om het groter aan te pakken, moeten meer windmolenparken op zee worden gebouwd en moeten we af van het rare idee dat we alle groene energie zelf in Nederland moeten opwekken. We importeren nu toch ook 60 procent van onze energie, denk aan de olie. In de toekomst importeren we waterstof bijvoorbeeld uit Marokko waar de zon veel schijnt, of uit Patagonië, waar het altijd lekker waait. En als we die waterstof via een aangepast aardgasnet bij iedereen thuis kunnen brengen, kunnen we sneller en goedkoper de warmtevoorziening in onze woningen verduurzamen.”
Onbekend maakt onbemind Waterstof is volgens Ad een prachtige aanvulling op de bestaande mogelijkheden. “Het is een schone brandstof, je hebt geen CO2-uitstoot en het tast de ozonlaag niet aan. Daarnaast is het gemakkelijk te vervoeren via aangepaste aardgaspijpleidingen en je kunt het goed en goedkoop opslaan om op een later tijdstip te gebruiken. Dat is met elektriciteit veel lastiger. We praten in Nederland over waterstof alsof het nieuw is, maar dat is niet zo. In de jaren vijftig gebruikten we stadsgas, daar kookten we op en verwarmden we onze huizen mee. Dat stadsgas was voor meer dan de helft waterstof. Tal van industrieën gebruiken ook al jaren waterstof als grondstof, onder meer om chemische producten te maken.”
Omschakeling relatief eenvoudig Hoe je als corporatie van de theorie naar de praktijk gaat, is volgens Ad niet zo ingewikkeld. “Ik lees en hoor wel dat waterstof alleen geschikt is voor de industrie, omdat het daar op grote schaal kan worden toegepast. Maar daar ben ik het absoluut niet mee eens. Waterstof is ook prima toe te passen voor woningen. Zonder het te willen bagatelliseren, kan ik zeggen dat de omschakeling van gas naar waterstof in woningen relatief eenvoudig is. Het is echt geen ‘rocket science’. Je kunt waterstof door dezelfde leiding vervoeren als aardgas. Je kunt er ook hetzelfde mee doen: koken en verwarmen. Vorig jaar mei heb ik zelfs de eerste waterstofomelet van Nederland gebakken. En een cv-ketel heeftalleen een andere brander nodig, dat is snel aan te passen door de branche. Daar zijn ze ook al druk mee bezig, er komen nu cv-ketels op de markt die waterstof-ready zijn. Kortom, dit zijn relatief goedkope oplossingen.” Impact op de energie-index (EI) is er nu niet, aldus Ad. “Er valt geen label op te plakken, simpelweg omdat waterstof nog niet is opgenomen in het indexsysteem, maar dat moet natuurlijk wel gebeuren. Hoe dan ook scheelt het sowieso een hoop CO2-uitstoot. Laten we er gewoon maar eens mee beginnen en waterstof toepassen als duurzame energiedrager.”
Glazen bol Waterstof zal ook op grote schaal worden toegepast in auto’s, aldus Ad. “Een waterstofauto is ook elektrisch hè. Je tankt, net zo snel als benzine, waterstof en ‘aan boord’ wordt dat omgezet in elektriciteit. Voor grote afstanden is dat ideaal, want je hoeft dan onderweg niet aan de laadpaal.” Ad voorspelt dan ook dat we allemaal elektrisch gaan rijden, de ene helft van de auto’s met batterij en de andere helft op waterstof. Na enig aandringen wil Ad zich ook wel aan een voorspelling wagen over de omvang van het gebruik van waterstof, de termijn waarop en de verdeling tussen de verschillende duurzame energiebronnen. “Waterstof is hét alternatief voor gas. Nu nog is 95 procent van de woningen afhankelijk van aardgas, dat zal met waterstof veel minder zijn. Ik voorspel dat uiteindelijk een derde van de woningen gebruikmaakt van een elektrische warmtepomp, een derde van een warmtenet en een derde van waterstof. En nogmaals, daar zitten dan ook veel combinatieoplossingen bij.” Tijdsbestek Wat betreft het tijdsbestek om dit te realiseren ontbreekt het volgens Ad aan snelheid. “Toen we eind jaren vijftig de gasbel in Slochteren ontdekten, lagen er binnen acht jaar pijpleidingen door heel Nederland en stapten we massaal van olie, kolen en stadsgas over naar aardgas. Dat laat zien dat we zaken snel kunnen aanpassen. Dat gaat ons echter met het huidige beleid niet lukken, of we moeten het anders regisseren. Nu moeten gemeenten de plannen maken om wijken te verduurzamen en aardgasvrij te maken. Dat is best gek, want de energie-infrastructuur houdt niet op bij de gemeentegrenzen. We moeten dit veel meer op nationale schaal oppakken. Woningcorporaties en hun vertegenwoordigers kunnen en moeten hier een grotere rol pakken en zich goed laten horen aan de klimaattafels.”
Nederland wil in 2050 van het aardgas af zijn. Maar hoe? Omdat zonne- of windenergie lastig opgeslagen kan worden, lijken dat (nog) geen geschikte alternatieven. Daar kan waterstof bij helpen: een unieke eigenschap van de deeltjes maakt dat waterstof energie kan opslaan en transporteren. En toch: Nederland durft de stap niet te zetten. Het is hoog tijd voor een deltaplan.
Regisseur Rob van Hattum houdt zich al sinds de jaren tachtig bezig met waterstof. Hij zag dat een overstap op waterstofgas werd omschreven als de sleutel tot een soepele energietransitie, maar dat er in praktijk op grote schaal weinig stappen werden gezet. Dat moet, en kan, anders: een ‘deltaplan waterstof’ zet pas écht zoden aan de dijk.
Er wordt al druk geëxperimenteerd met waterstof, door grote en kleine partijen. De Gasunie onderzoekt hoe ze duurzame groene waterstof uit zonne-energie kunnen produceren en netbeheerder Tennet wil energie opslaan in de Noordzee (op zogenaamde waterstofeilanden). Shell ontwikkelt waterstof-pompstations, omdat de grootschalige introductie van schone-waterstof-auto’s steeds dichterbij lijkt te komen. Ook op gemeenteniveau zijn ze bezig: het Zuid-Hollandse dorp Stad aan ’t Haringvliet wil in 2025 volledig overschakelen op groene waterstof, en de provincie Groningen schetst vol goede moed een plan voor een nieuwe, aardgasvrije toekomst met waterstof.
De waterstofrevolutie begint in het noorden De waterstofbelofte laat ook andere landen niet koud: Japan wil de Olympische Spelen van 2020 volledig op waterstof laten draaien en Rusland onderzoekt of ze hun aardgas kunnen omzetten in schonere waterstof.
In Nederland zijn we er al bijna klaar voor: de infrastructuur voor een grootschalige transitie van gas naar waterstof ligt er in Nederland al grotendeels. Het oude aardgasnet, zowel aan land als op zee, blijkt namelijk ook geschikt voor waterstof. Met wat kleine aanpassingen kunnen de miljarden euro’s aan ondergrondse leidingen worden hergebruikt.
Nog even, en we kunnen over. Staan we aan de vooravond van een waterstofrevolutie?
Met o.a.: Ad van Wijk (hoogleraar Duurzame Energie Systemen, TU Delft), Hans Coenen (vice-president corporate strategy Gasunie), Nienke Homan (Gedeputeerde, Groningen), Monique Sweep (directeur Deltawind energiecoöperatie, Goeree Overflakkee), Albert van der Molen (waterstof-expert Stedin Netwerkbeheer) en Stefan Holthausen (bouwer van de Hesla en Waterstofstations).
Groene waterstof is een belangrijke sleutel voor de energietransitie. Waterstof is een energiedrager, net zoals elektriciteit, en zal naast elektriciteit een belangrijke systeemrol gaan spelen in een duurzaam energiesysteem. Duurzame elektriciteit uit zon en wind kunnen we nu op plekken waar het hard waait of waar de zon veel schijnt, produceren voor minder dan 2 Eurocent/kWh. De verwachting is dat dit binnen afzienbare tijd tot rond de 1 Eurocent per kWh is gezakt. Sinds kort zien we ook in Europa dat er grote zonneparken in Spanje en offshore windparken in de Noordzee zonder subsidie kunnen worden gerealiseerd. Maar de productie van deze goedkope duurzame elektriciteit vindt veelal plaats, ver van waar we de energie gebruiken en niet altijd op het juiste moment. Transport over grote afstanden en grootschalige opslag van energie worden dus belangrijke onderwerpen in de realisatie van een volledig duurzaam energiesysteem.
Om duurzame elektriciteit uit zon en wind door Nederland en Europa te kunnen transporteren, kunnen en moeten we uiteraard het elektriciteitstransport net uitbreiden. Maar er is daarnaast ook een andere mogelijkheid, dat is het omzetten van elektriciteit in waterstof. Waterstof is net als aardgas, eenvoudig via een pijplijn te transporteren. De kosten van energietransport per pijplijn zijn 10-20 keer zo goedkoop als per elektriciteitskabel. Dat geldt voor nieuwbouw, maar er ligt in Europa en zeker in Nederland een zeer uitgebreid aardgasinfrastructuur, die we in de toekomst steeds minder voor aardgas gaan gebruiken. Dit gastransportnet is eenvoudig, snel en goedkoop om te bouwen naar een waterstofinfrastructuur. En ook grootschalige energieopslag in de vorm van waterstof is veel sneller, eenvoudiger en goedkoper te realiseren in onder meer zoutkoepels, dan opslag van elektriciteit. In de verdere toekomst kan waterstof per schip worden geïmporteerd van de plekken in de wereld waar elektriciteit uit zon en wind heel erg goedkoop kan worden geproduceerd, zoals in woestijngebieden en de oceanen. Uiteindelijk gaat het in een volledig duurzaam energiesysteem om de energiesysteemkosten (niet de energiesysteemefficiëntie) om duurzame energie op de juiste tijd en plaats beschikbaar te krijgen.
Als we grote hoeveelheden groene waterstof uit wind en zon gaan produceren plus importeren en via de omgebouwde aardgasinfrastructuur kunnen transporteren, kunnen we waterstof op eenzelfde manier gaan gebruiken als aardgas. Voor het produceren van hoge temperatuur stoom en warmte in de industrie, als grondstof in de industrie, als transportbrandstof voor de mobiliteit, voor lage temperatuur verwarming van huizen en gebouwen en voor elektriciteitsbalancering. Natuurlijk wordt het niet alleen waterstof, maar ook elektriciteit. Zo is batterij elektrisch interessant voor lichtere voertuigen, vaartuigen die niet zo veel kilometers maken. Maar zwaardere auto’s, bussen, trucks, drones, binnenvaartschepen, etc. daar gaat waterstof een belangrijke rol spelen. Verwarmen van woningen met waterstof zullen we vooral op het platteland, in dorpen en oude binnensteden gaan zien. En natuurlijk in allerlei hybride oplossingen, zoals b.v. de hybride warmtepomp-boiler, waarbij de boiler op koude dagen de piekvraag opvangt, eerst nog gestookt op aardgas en later op waterstofgas.
Elektriciteit en waterstof worden de energiedragers waarmee de transitie naar een volledig duurzaam energiesysteem, betrouwbaar én betaalbaar gerealiseerd kan worden.
Waterstof heeft een belangrijke rol in het Klimaatakkoord, waarin uiteengezet wordt hoe de Nederlandse maatschappij in haar totaliteit verduurzaamd wordt.
Het NOS journaal van 11 juli had hierover een item, vanaf 20:08.
Ineens lijkt waterstof het antwoord op alle energieproblemen – waar komt al dat enthousiasme vandaan?
Een vrouw in Californië tankt waterstof voor haar auto. Foto Bloomberg via Getty Images
Geen woord erover in het regeerakkoord, maar de Klimaattafels van Ed Nijpels buitelen over elkaar heen om waterstof te bejubelen. Ook energiebedrijven staan te popelen om de energiedrager te gaan gebruiken, maar daarvoor is een grote systeemomslag nodig. De vraag is wie dat allemaal gaat betalen.
‘Waterstof is wat ons betreft de sleutel tot de energietransitie.’ Dat zei Ed Nijpels, voorzitter van de Klimaattafels die dinsdag de eerste stappen richting een Klimaatakkoord presenteerden. Terwijl het woord ‘waterstof’ in het regeerakkoord niet één keer voorkwam. Waarom kan dit doodeenvoudige molecuul – twee aan elkaar geplakte waterstofatomen, het meest voorkomende element in het universum – plots op zo veel enthousiasme rekenen, van de industrie tot milieubewegingen?
Omdat het gas waterstof een energiedrager is met een breed scala aan toepassingen. Het is potentieel een brandstof voor auto’s, fabrieken en cv-ketels, een opslagmiddel voor duurzame elektriciteit en een grondstof voor de chemische industrie. Daarmee vormt het een oplossing voor meerdere problemen die de energietransitie met zich meebrengt. Vandaar dat waterstof in de stukken van vier van de vijf Klimaattafels een belangrijke rol speelt.
Hoe kom je aan waterstof?
Waterstof is geen energiebron maar een energiedrager. Je moet het eerst maken, wat energie kost, waarna deze energie elders bruikbaar is. Nu al produceert de industrie zo’n 800 duizend ton waterstof per jaar, vooral voor raffinaderijen en voor de kunstmestindustrie, zegt Ad van Wijk, hoogleraar toekomstige energiesystemen aan de TU Delft. De industrie maakt dit nu nog door aardgas te splitsen, waarbij CO2 vrijkomt. Deze waterstof wordt ‘grijs’ genoemd.
Vang je deze CO2 af en stop je het onder de grond, dan spreek je van blauwe waterstof. Deze variant staat in de gepresenteerde plannen van de Klimaattafels genoemd voor de korte termijn. Milieuorganisaties hebben twijfels over de haalbaarheid en de prijs van ondergrondse CO2-opslag – een frictiepunt tijdens de onderhandelingen over het Klimaatakkoord.
Waar het uiteindelijk heen moet, is groene waterstof. Deze wordt op fundamenteel andere manier geproduceerd: door water met duurzaam opgewekte elektriciteit uit elkaar te trekken tot zuurstof en waterstof (elektrolyse). Daar komt geen CO2-molecuul aan te pas. Het is in feite gecondenseerde wind- en zonnestroom.
Foto de Volkskrant
Waarom is waterstof zo hard nodig?
In principe is het omschakelen van een economie op duurzame energie een makkie: je elektrificeert alle energieverbruik, ook voor verwarming en voor transport. Die stroom maak je met duurzame middelen, dus met windmolens, zonnepanelen en biobrandstoffen zoals biogas en houtsnippers. Klaar.
Maar er zijn twee problemen. Allereerst zijn sommige processen, vooral in de zware industrie, niet te elektrificeren, of alleen tegen heel hoge kosten. Het maken van staal, glas, cement en bakstenen bijvoorbeeld: de benodigde temperatuur is nauwelijks te bereiken met warmtepompen of elektrische ovens. Met waterstof kan het wel. Het Zweedse staalconcern SSAB is al begonnen met de bouw van een proefinstallatie voor dit procedé.
Het andere probleem is dat zon en wind niet altijd op afroep beschikbaar zijn. Denk aan windstille of bewolkte dagen. Daar zijn veel mouwen aan te passen. Zo kun je elektriciteitsnetten aan elkaar koppelen; het waait altijd wel ergens in Europa. Je kunt het gebruik van stroom afstemmen op het aanbod van stroom. Laad bijvoorbeeld de batterij van de elektrische auto ’s nachts op; dan is er meer windstroom en weinig vraag.
Maar er zijn grenzen. Eens in de twee jaar kampt Nederland met een aanzienlijke ‘Dunkelflaute’, een periode van dagen of soms weken dat de zon niet schijnt en de wind niet waait, ook niet in het buitenland. Daar zit je dan met je molens en panelen. Dat probleem wordt gaandeweg groter. Naarmate warmtepompen steeds meer woningen verwarmen, neemt juist in de winter, als de zonnestroom bijna wegvalt, de elektriciteitsvraag toe. Voor zulke momenten zou je een energievoorraad willen aanleggen tijdens energieoverschotten.
Je kunt elektriciteit toch in een batterij stoppen?
Dat kan, maar dat is duur. Om alleen al de elektriciteit op te slaan die huishoudens in Nederland op één dag verbruiken, moet voor 45 miljard euro aan batterijen worden aangeschaft.
Dezelfde hoeveelheid energie opslaan in de vorm van waterstof is veel goedkoper en makkelijker. Certificeringsinstituut Kiwa berekende eerder dit jaar dat het opslaan van 2.000 kilowattuur energie in een batterij rond de 40 duizend euro per jaar kost; honderd keer duurder dan het bewaren van diezelfde hoeveelheid energie in de vorm van waterstof. De batterij zou zo groot zijn als drie zeecontainers. Voor dezelfde energiehoeveelheid waterstof volstaat een tank van één kubieke meter.
Hoogleraar Van Wijk heeft de mogelijkheden ook bestudeerd. ‘In een zoutcaverne past 6.000 ton waterstof. Die bevat dan evenveel energie als 17 miljoen grote huisbatterijen voor zonne-energie.’
Ook als je energie wilt transporteren, kun je beter waterstof verplaatsen dan stroom. Er gaat weliswaar 60 procent van de energie verloren wanneer je elektriciteit omzet in waterstof en weer terug in elektriciteit. Maar ‘elektronen’ verplaatsen via nieuwe kabels is 100 tot 200 keer duurder dan waterstof verplaatsen via omgebouwde aardgasleidingen, zegt Van Wijk. Dat voordeel gaat zwaarder tellen naarmate de windmolens verder in zee komen te staan. En al helemaal wanneer je zonne-energie uit de Sahara naar Europa wil halen; volgens hem een reële mogelijkheid. Nederland heeft het voordeel dat er al een grote gasinfrastructuur ligt. Ook woonwijken kunnen hierdoor relatief eenvoudig van waterstof worden voorzien, volgens hem.
Hoe sla je waterstof op?
Je kunt het flink in elkaar persen, vloeibaar maken, in een oud gasveld stoppen of in een zoutholte. De eerste methode is voor grote hoeveelheden minder geschikt en de tweede is moeilijk omdat je het moet koelen tot -255 graden, en daarna weer verwarmen. Dat kost veel energie.
Of het in lege gasvelden kan worden opgeslagen, is nog onzeker. Mogelijk gaat waterstof reageren met elementen in de bodem, zoals zwavel, en ontstaan er giftige verbindingen. Opslaan in zoutcavernes is geen probleem.
Doordat waterstof het kleinste molecuul op aarde is, gaat het dwars door sommige materialen heen. Dat kan lastig zijn bij transport in pijpleidingen, maar is geen groot probleem: in industriegebieden zijn al prima werkende leidingnetwerken voor waterstof.
De energiecentrale van Nuon in de Eemshaven in Groningen. Foto Nederlandse Freelancers
Loopt het Klimaatakkoord op de muziek vooruit met dat waterstofplan?
Absoluut niet. Het bedrijfsleven is al hard bezig. In Groningen werkt Gasunie aan een waterstoffabriekje dat op zonnepanelen werkt. Op den duur kan dat worden opgeslagen in een zoutholte bij Zuidwending (Veendam). In Rotterdam heeft TNO, in opdracht van Uniper, BP, Stedin, Havenbedrijf Rotterdam en Smartport, de mogelijkheden van groene waterstof onderzocht. En afgelopen mei pleitte de Waterstofcoalitie, onder meer bestaand uit grote bedrijven en Greenpeace, ervoor dat Nederland voorop moet lopen op waterstofgebied.
Dat doet het nu nog niet. Een jaar geleden tekenden grote concerns als Shell, Total en Toyota in Davos een ‘waterstofpact’. In IJsland wordt waterstof gemaakt met de aardwarmte van hun befaamde geisers. In Duitsland stroomt ter plaatse gemaakt waterstof op enkele plaatsen gewoon door het gasnet. Tot een bijmenging van 20 procent levert dat geen enkel probleem op.
Maar Japan is pas echt gek op waterstof. Sinds het land zijn kerncentrales in de ban deed na het ongeluk met de centrale van Fukushima, ziet het land het gas als dé brandstof van de toekomst. De Olympische Spelen van 2020 in Tokyo zullen de eerste zijn die helemaal op waterstof draaien.
Waar moet Nederland die waterstof produceren?
De Noordzee lijkt er geknipt voor, gezien de vele windmolens die er kunnen staan. Op sommige gasplatforms kunnen waterstoffabriekjes staan.
Het is geen verre toekomstmuziek. Het consortium North Sea Energy, met daarin olie- en gasbedrijven, offshorebedrijven en kennisinstituten als TNO, heeft al vier bedrijven gevonden die het eerste experiment willen opzetten. René Peters, directeur gastechnologie bij TNO, verwacht dat nog dit jaar een besluit wordt genomen. In totaal, denkt hij, is er wel een tiental platforms inzetbaar bij de waterstofproductie.
De energiebedrijven willen dolgraag, en niet alleen omdat waterstof hun toekomst kan zijn. Zij zitten met productieplatforms en buizenstelsels die spoedig overbodig zijn, omdat de gasvelden in de Noordzee leeg raken. Dan moeten ze die installaties verwijderen: een dure grap. Het installeren van Peters’ waterstoffabriekjes kan die nare kostenpost naar een verre toekomst schuiven.
Zulke fabriekjes op oude gasplatforms is niet Peters’ einddoel. ‘Je kunt daar kleine installaties op zetten van 10 megawatt, en ook nog wel grotere van bijvoorbeeld 100 megawatt. Maar uiteindelijk heb je fabrieken nodig met een vermogen van meer dan duizend megawatt. En om die te herbergen, heb je een eiland in de Noordzee nodig.’ Aan dat eiland wordt al gewerkt. Tennet, het bedrijf dat in Nederland het hoogspanningsnet beheert, heeft een samenwerkingsverband met zijn Deense en Britse zusterbedrijven, Gasunie en de haven van Rotterdam. Op de Doggersbank willen ze zo’n eiland aanleggen. Maar voordat dat er ligt, is het wel 2040. Peters: ‘Tot die tijd kunnen we op die gasplatforms alvast beginnen en ervaring opdoen.’
Het duurt zeker tot 2030 voordat de waterstofproductie op grote schaal draait, denkt Peters. Al die windmolens die op de Noordzee gepland zijn, zijn natuurlijk prachtig, maar alleen al om alle kolencentrales te vervangen die uiterlijk 2030 dicht moeten, zijn 3.000 van de grootste molens nodig. ‘Het duurt echt nog wel tot 2030 voordat we zo veel stroom van de Noordzee hebben dat we een groot overschot kunnen gebruiken voor de productie van waterstof’, zegt hij.
Welke hordes zijn verder nog te nemen?
Om waterstof grootschalig in te zetten, is een grote systeemomslag nodig die volgens Ad van Wijk een ‘nationale aanpak’ vergt. Er zijn grote hoeveelheden windmolens op zee nodig. Elektrolysers, die groene waterstof maken, moeten massaal uit de grond worden gestampt. De huidige gasinfrastructuur moet aangepast, zodat deze ook waterstof aankan. Fabrieken moeten gasturbines en -ketels aanpassen. Wie dit soort investeringen betaalt, is in de huidige fase van het Klimaatakkoord hét twistpunt. De Industrietafel zou graag een tenderregeling zien, waarbij bedrijven subsidie kunnen aanvragen voor hun waterstofplannen, zoals eerder ook voor windmolenparken gebeurde.
Dan is er nog de vraag: is dit gas wel veilig? Absoluut, zegt Van Wijk. ‘Waterstof is het lichtste element, het stijgt op met 20 meter per seconde. Stel dat er een lek is, dan zit het voordat het met zuurstof is gemengd – waardoor het kan branden – al hoog in de lucht.’ Maar, zo weet hij, dat betekent niet er geen maatschappelijke zorgen kunnen zijn, wat het draagvlak voor waterstof aantast. ‘Daar moeten we dus aandacht aan besteden.’
Draait de cv-ketel uiteindelijk op waterstof?
Die kans is niet heel groot. De efficiëntste manieren om woningen te verwarmen zijn aansluiting op een warmtenet dat wordt gevoed met afvalwarmte van de industrie, en de al veel genoemde elektrische warmtepomp. Maar voor sommige woningen of wijken kan waterstof zomaar een (deel van de) oplossing blijken. Erop koken kan ook: afgelopen mei bakte Van Wijk zelfs de eerste waterstof-omelet van Nederland. Al is dan wel een kleurstof nodig: de vlam is onzichtbaar.
Volgens hoogleraar Ad van Wijk is wind- en zonne-energie niet genoeg
Het is de komende jaren een kwestie van meters maken. Dat zegt hoogleraar Ad van Wijk over de transitie naar duurzame energie. “De technieken die we nodig hebben om de doelstellingen van het klimaatakkoord van Parijs te halen, bestaan gewoon. We moeten ze nu op grote schaal gaan toepassen.” Het is vooral van belang om in te zetten op het gebruik van waterstof. Dat is volgens Van Wijk hét alternatief voor aardgas.
“Ik ben een boerenzoon en letterlijk opgegroeid met de krachten van de natuur”, vertelt Ad van Wijk. “Als kind was ik altijd buiten, in de zon, de regen, of de wind. Ik denk dat ik al op heel jonge leeftijd intuïtief aanvoelde wat een energie er in de natuur huist.”
Van Wijk studeerde in de jaren 70 natuurkunde in Utrecht. “Het was de tijd van het rapport van de Club van Rome: Grenzen aan de groei. Dat heeft mijn aandacht voor de draagkracht van de aarde wel aangewakkerd. En door de oliecrises in die periode besefte ik ook de kwetsbaarheid van ons energiesysteem dat volledig afhankelijk was van olie uit het buitenland. Het antwoord op de ecologische en geopolitieke vragen lag wat mij betreft voor de hand: zelf duurzame energie opwekken.”
Duurzame energie voor iedereen
Van Wijk was in 1984 medeoprichter van Ecofys, een adviesbureau op het gebied van duurzame energie. Later werd hij directievoorzitter van Econcern. Dat bedrijf realiseerde verschillende grote duurzame energieprojecten, zoals het Prinses Amalia windpark op de Noordzee, en omvangrijke zonne-energieprojecten in Spanje.
Econcern ging echter failliet in 2009. Het bedrijf kreeg tijdens de financiële crisis steeds meer moeite met het financieren van de grote projecten en kon uiteindelijk zijn verplichtingen niet meer nakomen. Van Wijk: “Toen zat ik ineens thuis op de bank. Maar voor mij was het al snel duidelijk dat ik me wilde blijven inzetten voor de energietransitie.” Dat doet hij momenteel onder meer als deeltijd professor Future Energy Systems aan de TU Delft. Van Wijk: “Hier werk ik samen met een grote groep inspirerende ondernemers en onderzoekers die innovatieve oplossingen ontwikkelen voor de toekomstige energievraag.”
Ad van Wijk: “Duurzame energie voor iedereen is nog steeds mijn persoonlijke missie. “
“Duurzame energie voor iedereen: dat was indertijd de missie van Econcern”, zegt Van Wijk. “En het is nog steeds mijn persoonlijke missie. Want ik ben ervan overtuigd dat het kan: een volledige overstap naar duurzame bronnen. Maar dat gaat niet zonder slag of stoot. Dus voor het zover is, zijn we echt een aantal decennia verder. Want het bouwen van voldoende duurzame opwekkingscapaciteit kost veel tijd. Maar dat pleit er alleen maar voor om zo snel mogelijk en grootschalig te beginnen.”
C.V.
AD VAN WIJK
Ad van Wijk (1956) is duurzame energieondernemer en deeltijd professor Future Energy Systems aan de TU Delft. In 1984 was Van Wijk medeoprichter van het bedrijf Ecofys, later een onderdeel van Econcern. Van Wijk was CEO van Econcern, een bedrijf dat veel nieuwe duurzame energieprojecten ontwikkelde. Voorbeelden zijn het offshore windpark Prinses Amalia in de Noordzee, diverse zonne-energieparken in Spanje en een bio-methanol fabriek in Nederland. profadvanwijk.com
Waarom is een grootschalige aanpak noodzakelijk?
“Laten we reëel zijn: we komen er niet met alleen maar kleinschalige en lokale projecten voor bijvoorbeeld het opwekken van groene stroom. Dat soort projecten – zoals de aanleg van lokale zonneparken – is absoluut van belang, maar ze leveren al met al gewoon te weinig op. De komende tien tot vijftien jaar moet het accent wat mij betreft vooral liggen op het bouwen van fors meer windparken op zee én op de overschakeling naar waterstof.”
“Om te beginnen bij wind op zee: dat is veruit de meest efficiënte vorm van duurzame energieopwekking op dit moment en in de komende jaren. Een molen op zee wekt ongeveer tweemaal meer energie op dan een op land. Tot voor kort moest de bouw van offshore windparken worden gesubsidieerd, maar dat is inmiddels niet meer nodig.” Begin dit jaar maakte minister Wiebes van economie en klimaat bekend dat het bedrijf Vattenfall voor het eerst een offshore windmolenpark bouwen zónder subsidie. Dat park moet in 2022 klaar zijn en zal 1 miljoen huishoudens van stroom voorzien.
Het Duitse off shore windpark Nordsee One, dat door Triodos Bank gefinancierd wordt.
De totale geplande capaciteit van wind op zee lijkt weliswaar fors, toch zijn de bestaande en voorziene parken volgens Van Wijk niet meer dan een begin. “Ik schat in dat we in de periode 2023-2030 ongeveer viermaal zoveel extra opwekkingscapaciteit op zee moeten bouwen dan het kabinet nu voor ogen heeft. Haalbare en betaalbare grootschalige alternatieven voor wind op zee zijn er niet, want alle andere opties zijn veel duurder. Ook windmolens op land zijn geen haalbaar alternatief. Natuurlijk, ook daar moeten er meer van komen, alleen is de ruimte in een klein land als het onze beperkt.
Er is ook kritiek op windparken op zee. Ze zouden een aanslag plegen op bijvoorbeeld het leven op de zeebodem en de biodiversiteit.
“Dat zijn terechte opmerkingen. Het is absoluut van belang om de windparken op zee goed in te passen, ook in ecologisch opzicht. Je moet windparken niet zomaar ergens neer zetten, maar bij het bepalen van locaties rekening houden met natuurwaarden. Om de ecologie niet onnodig aan te tasten, is het ook van belang om bepaalde rustgebieden aan te wijzen op zee. Maar het is wel goed om je te beseffen dat binnen een windmolenpark de flora en fauna zich juist vaak kan herstellen.” > Bekijk meer informatie over en onderzoek naar het ecologisch inpassen van windmolenparken
Meer wind op zee dus. De andere noodzakelijke stap is in uw ogen een overstap naar waterstof.
“Dat klopt. Waterstof is een belangrijk alternatief voor aardgas. Voor het maken van waterstof is elektriciteit nodig. Als we extra windmolens op zee hebben, kan de waterstof met elektriciteit van die molens worden gemaakt. Het grote voordeel van waterstof is dat de infrastructuur voor het transport al bestaat. Want op zee liggen talloze leidingen die nu in gebruik zijn voor het transport van aardgas vanaf offshore gasvelden. Die leidingen kunnen zonder veel aanpassingen worden gebruikt voor veilig transport van waterstof. Hetzelfde geldt voor het aardgasnet op land. En als het gaat om huishoudens: bestaande cv-ketels en gasfornuizen werken ook op waterstof. Zij het dat er relatief kleine aanpassingen voor nodig zijn aan met name de brander.”
Waterstof is ook een energiebron voor de industrie, en voor verkeer en vervoer, zegt Van Wijk. “Je kunt waterstof weer omzetten in elektriciteit. Dat betekent dat je er elektrische auto’s op kunt laten rijden, mits je ze uitrust met een brandstofcel die de waterstof omzet. In Duitsland wordt momenteel een netwerk van 400 pompstations aangelegd, speciaal voor waterstof voor personenauto’s.”
Opslag onder de grond
Een groot nadeel van duurzame energiebronnen zoals windmolens en zonnepanelen is dat de energieopwekking ervan zo onvoorspelbaar is. Op onbewolkte dagen met veel wind is de productie maximaal. Maar op windstille en bewolkte dagen wordt er veel te weinig opgewekt om in onze energiebehoefte te voorzien.
“Grootschalige opslag van elektriciteit in bijvoorbeeld batterijen is geen haalbare optie”, zegt Van Wijk. “Daarvoor is de hoeveelheid die je moet opslaan gewoon veel te groot. Ook hier kan waterstof uitkomst bieden. Want waterstof kun je wél vrij eenvoudig opslaan, bijvoorbeeld in ondergrondse zoutkoepels die in het verleden zijn ontstaan door zoutwinning.” Volgens Van Wijk is opslag en gebruik van waterstof veilig. Van Wijk: “Op de een of andere manier heeft waterstof geen goed imago als het gaat om veiligheid. Maar dat is onterecht, want het is veiliger dan aardgas.”
Zijn we er als we meer windparken op zee hebben en overschakelen op waterstof?
“Dat zijn wel de twee grote stappen, maar uiteraard moet er nog meer gebeuren. Zoals een forse verbetering van woningisolatie waardoor de energiebehoefte afneemt. En daarnaast is het van belang om onder meer in te zetten op meer zonnepanelen op huizen en gebouwen. En op de aanleg van warmtenetten: transportsystemen van warmwaterbuizen waarmee gebouwen kunnen worden verwarmd. Dat water kan worden opgewarmd met restwarmte van de industrie. Nu blaast de industrie veel warmte zo de lucht in. Dat is doodzonde.”
Ad van Wijk onderzoekt duurzame energiesystemen op de TU Delft. Op de campus is de Green Village gerealiseerd: een proeftuin voor innovaties.
Innovatie en wetenschap
De rol van de wetenschap en innovatie is uiteraard zeer belangrijk volgens hoogleraar Van Wijk, maar het gaat in de periode tot 2030 vooral om implementatie. “Het kabinet wil in 2030 de CO2-uitstoot met 49% verminderen ten opzichte van 1990. We hebben de kennis in huis om dat doel te realiseren. Het is dus zaak om vol in te zetten op het toepassen van bestaande technieken. Ondertussen staan de wetenschap en de innovatie natuurlijk niet stil. Er kan bijvoorbeeld nog heel wat winst worden geboekt met de verbetering van het opwekkingsrendement van zonnepanelen. Maar denk aan het verbeteren van de capaciteit van windturbines. Dat is allemaal van belang. Maar voorlopig – tot 2030 – moeten we vooral meters maken. Gewoon doen dus.”
Wat zijn de lastige vragen en dillema’s als het gaat om de energietransitie?
“Ik denk dat vooral de politiek een onvoorspelbare factor is. Ik vrees dat het huidige kabinet kiest voor lapmiddelen. Op zich is het natuurlijk positief dat ook in de politiek inmiddels breed draagvlak bestaat voor de energietransitie. En zoals gezegd is ook het kabinet tamelijk ambitieus met dat doel van 49% CO2-reductie in 2030. Toch vrees ik dat de uitwerking van die doelstelling een soort poldercompromis wordt.”
“We zijn sterk in offshore. Dat betekent dat het bedrijfsleven internationaal veel orders in de wacht kan slepen voor projecten op zee”
“Dat zie je al een beetje aan het regeerakkoord, dat zwaar inzet op de opslag van de CO2-uitstoot van de industrie. Daarbij komt het erop neer dat de industrie CO2 niet zomaar de lucht in blaast, maar afvangt en vervolgens ondergronds – bijvoorbeeld in lege gasvelden op zee– opslaat. Ik ben daar niet echt op tegen, want het kan best iets zijn dat ons tijdelijk uit de brand helpt. Maar het blijft een lapmiddel. Bovendien is de kans groot dat het de aandacht en inzet afleidt van maatregelen die de CO2-uitstoot daadwerkelijk terugdringen, zoals de bouw van windmolens. Het kabinet is bijna klaar met het nationale klimaatakkoord, dat in juli echt af zou moeten zijn. Maar ik moet nog zien of daar échte keuzes in worden gemaakt.”
Achter het net vissen
Van Wijk ziet de komende jaren een internationale markt voor duurzame energie ontstaan. “Zeker ook op het gebied van waterstof. Landen als Japan en Duitsland zetten daar fors op in. En omdat je waterstof goed kunt vervoeren per transportleiding of per schip, zijn er geen obstakels voor het ontstaan van een internationale waterstofmarkt.”
Het ontstaan van zo’n markt en het ontwikkelen van de capaciteit om duurzame energie op te wekken, bieden ook Nederland economische kansen. Van Wijk: “We zijn sterk in offshore. Dat betekent dat het bedrijfsleven internationaal veel orders in de wacht kan slepen voor projecten op zee.”
“En als het gaat om waterstof: dat Nederland over een uitgebreid aardgasnet beschikt, maakt de omschakeling naar waterstof een haalbare optie. Als we het snel oppakken kunnen we kennis en ervaring opbouwen, en dat kan het bedrijfsleven ook internationale projecten opleveren. Maar dat snelle oppakken van de overstap naar waterstof moeten we dan wel doen. Dat kan alleen als de politiek er ook werkelijk voor kiest. Doet ze dat niet, dan vissen we achter het net en worden we voorbijgelopen door anderen.”
Itske Lulof: “De aardbevingen in Groningen maken klip en klaar duidelijk dat we niet door kunnen op de weg van fossiele brandstoffen.”
ALLEEN DUURZAME WATERSTOF
DE ROL VAN WATERSTOF VOLGENS TRIODOS BANK
Itske Lulof is directeur Energie & Klimaat bij Triodos Investment Management. Ze ziet een grote rol weggelegd voor waterstof. “Vooral in de industrie en voor het zwaardere vervoer als vervanging voor dieseltreinen en de scheepvaart. Inderdaad kan het aardgasnet gebruikt worden voor het transport van waterstof. Maar alleen als de waterstof duurzaam wordt opgewekt met wind op zee. In de gebouwde omgeving zie ik minder potentie voor waterstof want daar gaan we de overstap naar elektrisch maken. Dus koken en verwarmen door middel van zonnepanelen en een warmtepomp. En dit dan combineren met veel meer elektrisch vervoer zoals auto’s en fietsen. Daarmee maken we een echte dappere stap weg van fossiele brandstoffen en naar potentieel volledig duurzame opwek.” > Lees het interview met Itske Lulof over de energietransitie
