Blog of Prof. dr. Ad van Wijk (TUDelft)
In een uitgebreide rapportage van het Televisieprogramma Brandpunt wordt ingegaan op de mogelijkheden die in het Noorden van Nederland bestaan om over te schakelen naar een Groene Waterstofeconomie.
De aflevering is integraal te bekijken via de website van Brandpunt, of NPO Start.
Afgelopen zaterdag stond er een groot interview over groene waterstof in de landelijke krant ‘Algemeen Dagblad’. Hieronder de tekst.
Er is een schoon en veilig alternatief voor Gronings gas, stelt energieprofessor Ad van Wijk: waterstof. Te maken uit water en zon of wind. Met als restproduct geen CO2, maar zuiver water. ,,Waterstof is de ontbrekende schakel in de energietransitie.’’
Het klinkt bijna te mooi om waar te zijn: een alternatief voor aardgas dat we kunnen produceren met windmolens op zee en zonnepanelen in de woestijn of op onze daken. En dat bij verbranding niet bijdraagt aan klimaatverandering, omdat het restproduct geen broeikasgas is, maar waterdamp. Toch bestaat het: waterstof. Ad van Wijk, hoogleraar Future Energy Systems aan de TU Delft, ziet er gigantische kansen in.
Waarom hebben we hier nog nooit van gehoord? In het regeerakkoord van 70 pagina’s komt het woord waterstof niet voor.
,,Als klein land zijn we erg gefocust op andere technieken, zoals wind op zee en elektrische auto’s op batterijen. In het buitenland wordt al serieus ingezet op waterstof. Japan is sinds de kernramp van Fukushima om. Het land heeft weinig zon en wind en laat daarom waterstof maken. In de toekomst ook door zonnepanelen in Australië, waarvandaan de energie per schip naar Japan wordt vervoerd. De Olympische Spelen in Tokyo worden over twee jaar de showcase. Alle energie wordt geleverd door waterstof: voor verwarming, de spelersbussen, de olympische vlam. Maar ook alle grote automerken hebben al modellen ontwikkeld die op waterstof rijden. Duitsland bouwt aan een landelijk netwerk van 400 tankstations waar je waterstof kunt tanken. Nu het besef doordringt dat de Groningse gaskraan dicht moet, begint ook Nederland de mogelijkheden te zien. In de onderhandelingen voor het klimaat- en energieakkoord die nu starten, staat waterstof voor het eerst op de agenda.’’
Kan waterstof echt ons Groningse aardgas vervangen?
,,Ja, met waterstof kun je precies hetzelfde. Het kabinet denkt nu aan buitenlands gas als vervanger, maar dat heeft een andere samenstelling dan ons Groningse gas. Alle gasketels in huizen en fabrieken moeten dan worden aangepast, of je moet fabrieken bouwen waar stikstof wordt toegevoegd aan dat hoogcalorische gas. En dan zitten we nog steeds met een fossiele brandstof, terwijl onze CO2-uitstoot drastisch omlaag moet om klimaatverandering tegen te gaan. De verbranding van waterstof levert geen CO2 op. We kunnen het maken met windenergie op de Noordzee. We kunnen er huizen mee verwarmen, op rijden en het gebruiken in fabrieken, als grondstof en om stoom op te wekken.’’
NOORDEN
De Noordelijke provincies (Groningen, Friesland en Drenthe) zien veel toekomst in waterstof, als alternatief voor de aardgaswinning. Om een groene waterstofeconomie van de grond te krijgen, schatten zij in dat tot 2030 voor 5,5 tot 10 miljard euro aan investeringen nodig is in waterstof. En daarboven nog 12 tot 15 miljard in offshore wind.
En dan komt het onze huizen binnen via de gasleiding?
,,Ja, voor waterstof kunnen we onze bestaande gasinfrastructuur gebruiken. De oudere metalen leidingen en aansluitingen moeten we wel coaten of vervangen door plastic, omdat waterstof lichter is en makkelijker ontsnapt. Maar dat is te doen. Net als het aanpassen van de branders in de cv-ketels. Dat is in de jaren 60 ook huis aan huis gebeurd toen heel Nederland werd aangesloten op Gronings gas.’’
Hoe krijg je windenergie van de Noordzee in de vorm van waterstof naar onze huizen?
,,Het idee is om een kunstmatig eiland midden in de Noordzee te bouwen met een waterstoffabriek. Daar gaan alle offshore windmolens stroom aan leveren. Via bestaande gaspijpleidingen wordt die energie in de vorm van waterstof naar het vasteland van Denemarken, Duitsland en Engeland getransporteerd. Maar er kunnen ook schepen aanmeren die waterstof onder hoge druk of in vloeibare vorm naar Japan of Amerika brengen. Aan dat plan werken netbeheerder TenneT, de Gasunie en de Rotterdamse haven samen met Duitse en Deense partijen. Ook kijken de Gasunie en AkzoNobel momenteel of ze de grootste waterstoffabriek van Europa kunnen bouwen in Delfzijl. Dat is een heel geschikte plek vanwege de Groningse gasinfrastructuur en de banen die daarmee zijn gemoeid. Vanwege het dichtdraaien van de gaskraan staan naar schatting
30.000 banen op de tocht. Mensen die nu aardgasleidingen onderhouden, kunnen ze straks geschikt gaan maken voor waterstof.’’
2050
Wereldwijd rijden in 2050 400 miljoen auto’s en 20 miljoen vrachtwagens op waterstof. Ook in de industrie en energievoorziening wordt waterstof onmisbaar volgens de Hydrogen Council, een coalitie van bedrijven als Shell, Total, General Motors en Toyota die toekomst zien in de nieuwe energiedrager. Zij stellen dat waterstof de wereldwijde broeikasgasuitstoot binnen 30 jaar met een vijfde kan verminderen.
Die ambitie vereist de komende vijftien jaar wel flinke investeringen. De kosten zullen afnemen naarmate waterstof op grotere schaal wordt gebruikt. De bedrijven verwachten dat in de toekomst mondiaal 30 miljoen mensen zullen werken in de waterstofeconomie.
Bij het omzetten van windstroom naar waterstof verlies je veel energie. Dan is het toch efficiënter om die groene stroom rechtstreeks te benutten?
,,Het klopt dat zo’n 20 procent van de energie verloren gaat. Maar je moet naar de kosten van de hele keten kijken, en het transport van waterstof is veel goedkoper. Hét nadeel van windenergie is immers dat je die niet goed kunt opslaan en over lange afstanden kunt vervoeren. Dat geldt ook voor zonneenergie. Op dagen zonder wind en zon ben je afhankelijk van batterijen. In zo’n thuisbatterij van Tesla kun je stroom van zonnepanelen op je dak kwijt voor een of twee nachten; niet voor de hele winter. Het opladen van een Tesla bij een snellaadstation duurt al gauw een half uur, terwijl je waterstof net zo snel tankt als benzine. Waterstof is hét medium om duurzame energie makkelijk en goedkoop over de wereld te transporteren. Daardoor kunnen we duurzame energie dáár gaan produceren waar dat het goedkoopst is. Zonnestroom in de Sahara, Zuid-Spanje en Californië, wind op de Noordzee. We denken nu veel te lokaal. Energie is een wereldmarkt. De kolenmijnen in Limburg zijn destijds echt niet dichtgegaan omdat de kolen op waren, maar omdat de kolen elders goedkoper te winnen waren. Zo zal het ook met onze nieuwe
hernieuwbare energiebronnen gaan. De prijs van zonne- en windenergie is afgelopen jaren al spectaculair gedaald. Dankzij waterstof zal ook voor groene stroom een wereldmarkt ontstaan. Waterstof is de ontbrekende schakel in de transitie naar duurzame energie.’’
Dit artikel is geschreven door journalist Annemieke van Dongen en verscheen eerder op ad.nl
Het SER Energieakkoord heeft nauwelijks voor de energietransitie gezorgd. De CO2-uitstoot is weer toegenomen. Er moet hoognodig een tandje bij.
‘Groene waterstof kan de rol van aardgas in de industrie, op de weg en in de gebouwde omgeving overnemen’
Dat stellen Kees den Blanken en Ad van Wijk. Beide heren hebben een lange loopbaan op CEO-niveau in de energiesector achter de rug. Volgens hen ontbreekt het aan samenhang, urgentie op deelgebieden en worden de verkeerde keuzes gemaakt.
Hoe definieert u de energietransitie?
Den Blanken: “Meer duurzame energie is niet het hele verhaal. Transitie vraagt om nieuw systeemontwerp. In een samenhangend systeem gaat energie nooit verloren, bij omzetting komt alleen CO2 vrij en raken we kwaliteit kwijt. In het huidige beleid ontbreekt de samenhang tussen warmte en elektriciteit.”
Van Wijk: “De transitie moet tot een echt duurzaam energiesysteem leiden, dus meer dan alleen CO2 neutraal. Met bijstook van biomassa in kolencentrales zitten we op de verkeerde weg. Biomassa draagt alleen aan de transitie bij als de chemie de daarin gelegen koolstof ook nuttig gebruikt.”
Wat is op dit moment de status van het Energieakkoord?
“Belabberd,” reageert Den Blanken. “Bij het Energieakkoord werden kolen en duurzaam tegen elkaar uitgeruild. Sinds de ondertekening zijn we met het klimaat niet opgeschoten. CO2-reductie is vooral aan andere broeikasgassen toe te schrijven, aan recycling van afval en aan waterzuivering. Ik betwijfel of de verwachte innovaties wel op tijd komen om onze consumptie (van vlees, vliegverkeer, douchewater) binnen de perken te houden.”
“Ik ben hoopvol. Tenders voor wind op zee komen zonder subsidies op gang maar er kan zeker een tandje bij”, nuanceert Van Wijk. “We zullen elk jaar minimaal drie Gigawatt aan windturbines offshore moeten bouwen terwijl het installeren van zonnepanelen sneller dient te gaan. In de gebouwde omgeving en bij de industrie moeten meer verplichtingen komen. Mocht dat niet gebeuren, dan volgen er sancties.”
Hoe kan de industrie en de gebouwde omgeving slagen maken?
“De industrie voorziet in onze spullen maar ik vrees dat we daarvan het volume moeten terugbrengen zodat we minder plastic, staal en dergelijke nodig hebben”, zegt Den Blanken. “We moeten echt op integratie en cascadering inzetten, bijvoorbeeld door het overschot aan windenergie op de Noordzee in waterstof op te slaan. Op land kan dat dan worden omgezet in producten en in warmte en kracht voor de industrie, tuinbouw en gebouwde omgeving.”
“Wat de transitie parten speelt”, meent Van Wijk, “is traagheid in het systeem. Het is veel meer dan duurzame energie produceren. Enkel het elektriciteitsnet verzwaren is een erg dure, trage oplossing. Ons aardgasnet kunnen we snel en goedkoop ombouwen naar een waterstofnet waarin waterstof de rol van aardgas overneemt. Niet alleen als buffer voor wisselend aanbod uit duurzame bronnen maar ook voor de industrie, om op te rijden en zelfs voor het verwarmen van woningen. Het is te stom voor woorden dat voor nieuwbouw nog steeds een aardgasnet wordt aangelegd.”
Hoe ziet u de toekomst?
“De regering durft geen echte keuze te maken”, zegt Den Blanken. “Hoe langer we duurzame maatregelen echter uitstellen, des te moeilijker het wordt om klimaatverandering binnen de perken te houden, stelde het Stern rapport uit 2006 al. Het optuigen van een oorlogseconomie tegen klimaatverandering wordt met de dag noodzakelijker.”
“Duurzame energie”, reageert Van Wijk, “levert veel meer groei en werkgelegenheid op dan de inzet van fossiele brandstoffen. Ook de productie van groene waterstof kan voor veel nieuwe banen zorgen. Ik ben bang dat CO2 afvang en opslag – nu ook gefinancierd vanuit de SDE+ regeling – een rem op de productie van duurzame energie en groene waterstof zet.”
Dit artikel verscheen oorspronkelijk op Analysemaatschappij.nl
Kees den Blanken was onder meer 14 jaar CEO van Cogen Nederland, belangenbehartiger voor bedrijven die zelf stoom en stroom opwekken. Sinds 2016 leidt hij consultancybureau 4EEES.
Ad van Wijk is duurzame energieondernemer en sinds 2011 deeltijd professor ‘future energy systems’ aan de TU Delft. Eerder was hij negen jaar CEO van Econcern.
De Gasunie en de chemie-afdeling van AkzoNobel gaan onderzoeken of ze de grootste waterstof-fabriek van Europa kunnen bouwen. In Delfzijl moet op grote schaal duurzaam opgewekte stroom omgezet gaan worden in waterstof. Doel: het grootschalig verduurzamen van de industrie.
AkzoNobel produceert op dit moment al op grote schaal waterstof in Delfzijl en op andere locaties, zegt Energy Director Marcel Galjee, maar die komt nog voornamelijk uit fossiele bronnen. Nieuw aan de beoogde fabriek is het duurzame karakter. ‘Die gaan we dan op grote schaal produceren. Het is eigenlijk de vervolgstap op windenergie; we hebben al wel de antwoorden om duurzame elektriciteit te produceren, maar waterstof is een heel belangrijk element om de belangrijke bouwblokken voor de industrie duurzaam te maken.’
Dat wil niet zeggen dat windenergie overbodig wordt: voor de productie van waterstof op een duurzame manier is wind, of andere duurzame bronnen nodig, zegt Galjee. ‘Je kunt middels elektriciteit water splitsen en zo waterstof op een duurzame manier maken. Op dit moment komt het grootste deel van het waterstof dat in Nederland gebruikt wordt uit het splitsen van aardgas. Wij gebruiken 100 procent duurzame elektriciteit om ook een 100 procent duurzame chemische grondstof te bouwen die nu nog uit fossiele brandstof komt.’
En een heel complex proces is het niet, zegt Auke Hoekstra, onderzoeker elektrisch rijden bij de TU Eindhoven. Wel is het zo dat de benodigde technologie nog in de kinderschoenen staat. Juist daarom is het zo van belang om een fabriek te starten. ‘Die technologie is waanzinnig belangrijk voor ons. Als die energiewende echt een mooi beslag gaat krijgen, hebben we dit keihard nodig. Als we echt naar een toekomst gaan waarin heel veel energie uit zon en wind komt, is de vraag wat je in de winter doet, als de zon niet schijnt of de wind niet waait’
Batterijen zijn aardig om energie op te slaan, maar om echt een seizoen lang energie op te slaan zijn ze volstrekt ongeschikt, benadrukt Hoekstra het belang van waterstof. ‘Als we echt naar een toekomst gaan waarin meer dan 60 procent van onze energie uit zon en wind komt, ontkomen we niet aan duurzame opslag en dan is waterstof op dit moment de beste mogelijkheid die we kennen.’ Alternatieven als mierenzuur en ammoniak worden vaak genoemd, maar dat is volgens Hoekstra niet terecht. ‘In veel gevallen maken we dat mierenzuur en ammoniak ván waterstof.’
De 3 kiloton die ‘Delfzijl’ moet gaan opwekken is nog niet zo heel veel, als je het afzet tegen de totale landelijke behoefte aan energie van 800 kiloton, zegt Ad van Wijk, hoogleraar Future Energy Systems aan de TU Delft. Maar als je in aanmerking neemt dat tot nu toe voornamelijk waterstof wordt geproduceerd uit aardgas, is dit wel een heel goed project om CO2-vrij waterstof te maken, meent Van Wijk. ‘De toepassing als brandstof is nog niet echt groot. Maar nu de benodigde brandstofcel is ontwikkeld, zie je dat brandstofcel-waterstofvarianten een vlucht nemen.’
Dat geldt met name voor Japan, zegt Van Wijk, waar bij de Olympische Spelen het vervoer en de verwarming van woningen geheel op waterstof zullen draaien. ‘Het begint nu heel erg op te komen. Je moet bedenken dat offshore windmolens zo ver op zee staan, dat het veel duurder is om de elektriciteit naar de kust te brengen dan om het eerst om te zetten naar waterstof en het zo via een pijplijn naar de kant te brengen. Je moet ook juist kijken hoe je de energie van de zon in de Sahara of de wind in de Noordzee zo goedkoop mogelijk naar Europa?
Dit artikel verscheen op BNR
Een interview met Lindy de Waal en Babette Den Daas van Shell: Duiken In Dingen Over Shell
In Nieuwegein-Utrecht realiseren we een uniek energiesysteem. Negenhonderd woningen met zonnecellen en regenwateropvang, en een zonnepark van 8,6 megawattpiek (MWp) met regenwateropvang, produceren samen 10 miljoen kilowattuur (kWh) elektriciteit en 60.000 kubieke meter regenwater per jaar. Daarmee kunnen we voldoen aan de gehele vraag naar energie van deze woningen voor zowel verwarming en elektriciteit als mobiliteit. Ook voorzien we hiermee in de behoefte aan demiwater; ultraschoon water voor het produceren van waterstof en voor onder andere de vaatwasser en wasmachine in de woningen. Op deze manier besparen we bovendien op het gebruik van zeep. Dankzij opslag in de grond komt dit systeem op elk moment van het jaar tegemoet aan de vraag naar warmte en demiwater. Zo brengen we de energie van de zon naar de mensen: Solar Power to the People!
Solar Power to the People, energie van de zon naar de mensen brengen, dat is waar het om gaat in een duurzaam energie- en watersysteem. De zon levert ons in een uur meer energie dan de wereld in een jaar gebruikt. Er is dus genoeg duurzame energie, maar het gaat erom dat we deze energie in de juiste vorm, op de juiste plaats en op het juiste moment kunnen gebruiken. De energie van de zon zorgt niet alleen voor warmte en licht, maar ook voor wind, regen en biomassa. Via zonnecellen en windturbines produceren we gemakkelijk al onze benodigde energie, in de vorm van elektriciteit. Met de neervallende regen voorzien we eenvoudig in onze waterbehoefte. En een heel klein beetje biomassa levert ons de koolstof voor het maken van chemische producten.
Wereldwijd kunnen we in 2020 in de woestijnen via zonnecellen elektriciteit produceren voor 2 à 3 dollarcent per kWh. Rond 2040 is dit naar verwachting gezakt tot minder dan 1 dollarcent per kWh. In 2040 moet het ook mogelijk zijn om met drijvende windturbines in de oceanen elektriciteit te produceren voor 1 dollarcent per kWh. Deze elektriciteit brengen we bij de mensen via waterstof. Elektriciteit en water worden via elektrolyse omgezet in waterstof en zuurstof. Waterstof kunnen we onder druk, vloeibaar of omgezet in ammoniak, transporteren over de wereld, opslaan en gebruiken wanneer we dit willen. Uit waterstof (elektriciteit), koolstof (biomassa), zuurstof (elektriciteit) en stikstof (lucht) kunnen we al onze chemische producten in bulk produceren. En met waterstof en elektriciteit kunnen we ook al onze metalen produceren.
In de stad, het dorp of op het platteland, waar we wonen en werken, produceren we voornamelijk elektriciteit met zonnecellen. Maar in landen zoals Nederland produceren we in de zomer te veel en in de winter te weinig. Het teveel aan elektriciteit in de zomer kunnen we omzetten in waterstof of warmte. Regenwater vangen we via zonnepanelen op en bufferen we in de grond. Hieruit kunnen we via omgekeerde osmose het demiwater leveren voor de waterstofproductie, en na re-mineralisatie voorzien we ook in ons drinkwater. De waterstof kan via een waterstofnet,
het omgebouwde aardgasnet, worden vervoerd en opgeslagen. Warmte kunnen we in de zomer met een warmtepomp produceren, opslaan in de grond en in de winter gebruiken voor verwarming. De batterijen van een elektrische auto leveren in de zomerperiode ’s nachts elektriciteit. En in de winter leveren de brandstofcellen uit waterstof de benodigde elektriciteit.
In het project in Nieuwegein-Utrecht brengen we voor het eerst zonne-energie en regen voor de productie van elektriciteit, warmte, waterstof en demiwater naar de mensen in een nieuwbouwwijk. We brengen daar Solar Power to the People, energie van de zon naar de mensen. Waar, wanneer en in welke vorm ze die energie maar nodig hebben!
Lees het boek Solar Power to the People als PDF.
The book is also available in English.
Links naar media die hierover berichtten:
An report from the World Solar Challenge taking place in Australia, with a section on sustainable transportation. A report from the Tu Delft and a short interveiw from 13m 30s
Een beknopte omschrijving van de wijze waarop de drie noordelijke provincies van Nederland de switch kunnen maken van de huidige, op aardgas-gebaseerde economie, naar een duurzame economie waarbij waterstof een centrale rol vervult.
Ons land heeft unieke mogelijkheden voor het ontwikkelen van de waterstofeconomie, stelt hoogleraar Ad van Wijk. Groene waterstof wordt een van de dragers van een duurzame energievoorziening, en we hebben de kennis, infrastructuur en industrie om daarmee aan de slag te gaan.
Waterstof. We horen er al zo lang over, en dan meestal gekoppeld aan de vraag of de auto van de toekomst nu op waterstof gaat rijden of op een grote batterij. Net nu het er op lijkt dat de elektrische auto het gaat winnen, komt prof.dr. Ad van Wijk, buitengewoon hoogleraar Future Energy Systems aan de TU Delft en specialist Energie en Water bij onderzoeksinstituut KWR, alsnog met waterstof op de proppen. ‘Vergeet die discussie over de auto maar even. Mijn verhaal heeft een heel andere dimensie.’
Wat is de visie van Van Wijk op de rol die waterstof gaat spelen in ons toekomstige energiesysteem? En waarom moet Nederland daar iets mee? Twee vragen, met in twee deelverhalen de antwoorden: ‘Onze waterstoftoekomst’ en ‘Kansen voor Nederland’.
Waterstof wordt een van de dragers van ons duurzame energiesysteem, luidt een van de stellingen van Van Wijk. Dat behoeft uitleg. Bij het maken van waterstof gaat immers energie verloren, dus je zou zeggen dat je elektriciteit maar beter direct kunt gebruiken. ‘Dat klopt op microniveau, bijvoorbeeld als je thuis een zonnepaneel op je dak hebt en je autoaccu wilt opladen als de zon schijnt. Maar ik heb het over ons totale energiesysteem en dan werkt het toch anders.’
Om dat te verhelderen, maakt Van Wijk graag een vergelijking met aardgas. ‘In Groningen hadden we een grote bel en we exporteerden ons relatief goedkope gas naar België, Duitsland en Italië. Nu zijn we bezig gas te winnen in Algerije en bij Australië en verschepen dat vervolgens naar Nederland. Straks gaat het met duurzame energie net zo. Die winnen we met zon en wind op de plekken waar dat het meest voordelig kan, vervolgens brengen we die energie naar plekken waar die het meeste oplevert. En hoe doen we dat transport? Precies, met waterstof. Groene waterstof wordt zo de drager van duurzame energie die zich gemakkelijk laat transporteren en die we voor allerlei doelen kunnen inzetten, variërend van de brandstofcel tot en met industriële processen.’
Een veelgehoord verhaal is dat het omzetten van zonne- en windenergie vooral is bedoeld om overschotten aan elektriciteitsproductie nuttig te gebruiken. ‘Zeker; dat gebeurt nu ook al, bijvoorbeeld in Mainz in Duitsland. Maar illustratie Kawasaki dat is in mijn verhaal maar een heel beperkt deel van de totale waterstofproductie.’
Bij Van Wijk wordt die waterstofproductie uit duurzame bronnen een doel op zich. Er zijn op de wereld immers altijd wel landen die groene waterstof nodig hebben omdat ze een tekort aan elektriciteit uit zon en wind hebben. ‘Bovendien: elektriciteitsgebruik is maar een kwart van ons totale energieconsumptie. Een kwart is voor transport, een kwart voor woningverwarming en een kwart voor industriële processen.’ En juist voor die andere toepassingen leent waterstof zich zo goed. ‘Waterstof is een grondstof van veel chemische producten en er is prima de hitte mee te produceren die tal van industriële processen nodig hebben. En voor zwaar transport is het de beste groene brandstof in combinatie met een brandstofcel.’
Waterstof als doel op zich betekent dat een deel van de wind- en zonne- energie niet beschikbaar is voor de elektriciteitsvoorziening, terwijl we die ook hard nodig hebben. ‘Hier heb je precies het kantelpunt’, benadrukt Van Wijk. ‘Er zijn op dit ogenblik al locaties waar het produceren van energie uit wind of zon minder kost dan met de goedkoopste fossiele brandstof. Zo is in Dubai elektriciteit met zonne-energie opgewekt voor tussen de 2 en 3 dollarcent per kWh, terwijl op de Noordzee het eerste project in Duitsland zonder subsidie al op stapel staat.’
En die prijsdaling is nog niet op zijn eind. ‘Bloomberg New Energy Finance voorziet tot 2040 een verdere prijsdaling van meer dan 50 %. Met zulke lage kosten wordt duurzame energie niet meer schaars.’ Van Wijk roept het Desertec- project in herinnering; het plan om in Noord- Afrika goedkoop zonne-energie te winnen en die naar Europa te transporteren. ‘Dat liep onder andere stuk op de enorme kosten die moesten worden gemaakt voor het transport via een nog niet bestaand hoogvermogen elektriciteitsnet. Met waterstof is het een kwestie van verschepen.’
Maar het maken van die waterstof is toch ook duur? Dat gaat meevallen, zegt Van Wijk. Ook bij de waterstofproductie met een elektrolyser, waarbij de stroom het water splitst in waterstof en zuurstof, is sprake van enorme prijsdalingen. ‘Twee jaar geleden rekenden we nog met een prijs voor een elektrolyser van 1200 tot 1500 euro per kW, onlangs werd bekend dat het Noorse NELHydrogen in het Franse Normandië een installatie van 100 MW gaat bouwen voor 47,5 miljoen euro. Dat is dus al voor minder dan de helft.’
Hetzelfde geldt voor de brandstofcellen waarmee waterstof weer is om te zetten naar elektriciteit. ‘Vooral vanuit de Japanse en Koreaanse auto-industrie wordt daar enorm in geïnvesteerd. Ook daarvan dalen de prijzen; de verwachting is dat die bij massaproductie rond de 50 dollar per kW komen te liggen.’
Terug naar het rendement van het omzetten van elektriciteit in waterstof en terug. Dat is niet meer dan 40 tot 50 %, terwijl een auto direct elektrisch laten rijden een rendement heeft van 80 %. ‘Dat klopt helemaal, maar hoeft geen probleem te zijn. Want in Noord-Afrika leveren zonnepanelen drie keer zoveel op als in Nederland. Haal je die energie via waterstoftransport naar ons land, dan heb je met die waterstofauto toch een beter rendement.’ Het brengt Van Wijk tot een van zijn karakteristieke, stellige uitspraken: energie-efficiency is niet meer doorslaggevend. ‘Als het produceren van duurzame energie zo goedkoop wordt en er op aarde plekken genoeg zijn om die te produceren, dan gaat het alleen nog om de kosten. Vaak wordt gedacht dat energie-efficiency de heilige graal is van de energietransitie, maar dat is niet meer zo. Los van het feit dat het altijd verstandig is zo zuinig mogelijk met energie om te gaan.’
Van Wijk noemde het al: waterstof is breed inzetbaar. ‘Je kunt ermee stoken, rijden en het als grondstof in de chemie gebruiken. Dat alles gebeurt ook al volop; het is alleen niet algemeen bekend. Tussen Rotterdam, Antwerpen en helemaal tot in Noord-Frankrijk ligt een veelgebruikt leidingnet voor waterstof. Japanse en Koreaanse autofabrikanten hebben een waterstofauto met brandstofcel in die landen op de markt gebracht. Alle in Nederland geproduceerde kunstmest wordt met waterstof gemaakt. In Duitsland werkt onder andere Shell samen met Mercedes, BMW en Volkswagen aan het neerzetten van vierhonderd waterstoftankstations voor 2023. Australië heeft met Japan een overeenkomst gesloten om waterstof te leveren, waarvoor Kawasaki nu een speciaal transportschip gaat bouwen. En onlangs werd bekend dat het Noorse Statoil waterstof gaat leveren aan Nuon voor een van zijn elektriciteitscentrales bij de Eemshaven.’
Wat die voorbeelden volgens Van Wijk ook duidelijk maken, is dat het met de eventuele gevaren van waterstof wel meevalt. ‘Het is een energiedrager en daar moet je per definitie voorzichtig mee om gaan, net zoals bij aardgas of elektriciteit. Maar we hebben genoeg ervaring om er verantwoord mee om te springen.’
Waterstof is via elektrolyse met elektriciteit te produceren, maar dan moet die elektriciteit wel voorhanden zijn en het liefst in constante hoeveelheden. ‘Wil je groene waterstof produceren voor een concurrerende prijs van twee tot drie euro per kg, dan moet je zorgen dat het elektrolyseapparaat continu kan werken’, zegt Van Wijk. Hij zet zijn kaarten daarom niet op elektriciteitsoverschotten van zon en wind. ‘Natuurlijk, als zo’n overschot er is, moet je er gebruik van maken. Maar je hebt vooral een continu stroomaanbod nodig.’ Noord-Nederland heeft daarvoor een unieke positie, want zo’n aanbod is te vinden in de Eemshaven. Daar landen diverse grote kabels aan: de NorNed- stroomkabel die loopt tussen Nederland en Noorwegen (700 MW), de kabel van het offshore windpark Gemini (600 MW) en vanaf 2019 de Cobrakabel die loopt tussen Denemarken en Nederland (700 MW). En omdat Noorwegen zijn energie deels met waterkracht opwekt, kan dat land voor het benodigde continue stroomaanbod zorgen.
Van Wijk wil een deel van de waterstof produceren met een biomassavergasser. ‘In een energietoekomst waar we geen fossiele brandstoffen meer gebruiken, hebben we voor de chemie een andere bron van koolstof nodig, en die zal moeten komen van biomassa.’ De combinatie met waterstofproductie door elektrolyse noemt Van Wijk ideaal. ‘Bij elektrolyse komt zuivere zuurstof vrij, die de biomassavergasser nodig heeft.’
Is de waterstof geproduceerd, dan moet er ook een afzetmarkt zijn, bijvoorbeeld de nu al bestaande grote markt voor waterstof in de chemie. Deels is die te vinden in het noorden, bij het chemiecomplex in Delfzijl. ‘Voorlopig liggen de grootste afzetmarkten in Rotterdam, Geleen en in Duitsland bij de chemieclusters, dus daar moet die waterstof ook heen. En dat brengt een tweede unieke positie van Noord-Nederland in beeld: het gasleidingennet. ‘Vanuit Groningen gaan meerdere gastransportleidingen met grote capaciteit naar het zuiden. Een deel van die capaciteit komt vrij wanneer we in Groningen minder aardgas gaan produceren. Laten we dat leidingnetwerk behouden voor onze energietoekomst door een gedeelte ervan nu al om te bouwen tot een waterstofnet. Veel hoeft dat niet te kosten. Enkele tientallen miljoenen euro’s is voldoende om een grote transportleiding van de Eemshaven naar Rotterdam om te bouwen.’
Om dit voor elkaar te krijgen, ziet Van Wijk weinig technische belemmeringen. ‘Elektrolyse, het zorgvuldig omgaan met waterstof; we weten wel hoe dat moet. En het mooie is dat alle industrie hier in het noorden die is ontstaan rond de verwerking van het aardgas hun expertise kunnen voortbouwen richting waterstof.’ Biomassavergassing vereist wel meer onderzoek en experimenten, onderkent Van Wijk. ‘Dat hebben we nog niet goed genoeg in de vingers.’
Het lastigst noemt Van Wijk echter het realiseren van het waterstofplan dat hij met de Noordelijke Innovation Board maakte. ‘We hebben adviesbureau Accenture gevraagd uit te zoeken wat er nodig is om de waterstofproductie van de grond te krijgen. Dat vereist bedrijven die willen investeren en een overheid die de omschakeling naar waterstof mogelijk maakt. Want nu mogen aardgasleidingen bijvoorbeeld alleen aardgas transporteren. Zo’n gecoördineerde aanpak met een duidelijke regie, waarbij overheid en bedrijfsleven gezamenlijk optrekken; het lijkt alsof we dat in Nederland zijn verleerd. Ik hoop dat het er nu toch van komt, want we hebben met het Eemshavengebied een unieke hot spot om voortrekker te worden van de waterstofeconomie.’(FB)
Dit artikel verscheen oorspronkelijk op https://www.deingenieur.nl/artikel/nederland-waterstofland
A quick overview of the benefits of making the switch from natural gas to green hydrogen to power the economy of the Northern Netherlands: