Groene waterstof

Wat is groene waterstof?

Groene waterstof wordt geproduceerd door elektrolyse van water met groene elektriciteit, bijvoorbeeld opgewekt met zon- en windenergie. Elektrolyse vraagt veel elektriciteit omdat het elektrolyseproces een relatief laag rendement heeft. Als er echter teveel stroom wordt geproduceerd en de elektriciteit goedkoop is of zelfs negatief geprijsd, dan kan het lonen om deze elektriciteit in te zetten voor waterstofproductie. Voor wind- en zonneparken die verder op zee liggen kan de elektriciteit ook beter omgezet worden in waterstof. Dit is gemakkelijker naar land te vervoeren dan elektriciteit. De waterstof kan ook omgezet worden in ammonia, dat veiliger kan worden getransporteerd. Voor het transport van waterstof of ammonia kunnen bestaande olie- en gaspijpleidingen worden gebruikt. Waterstof is een veel belovende energiedrager, het kan worden gebruikt als brandstof, als opslagmedium voor energie en als grondstof voor de industrie.

Groene waterstofproductie

Verschillende energiebedrijven hebben plannen om windmolenparken te bouwen speciaal voor de productie van waterstof. Deze windmolenparken genereren hernieuwbare elektriciteit waarmee waterstof wordt geproduceerd door elektrolyse van water. Bij harde wind kan de opgewekte stroom, in de vorm van waterstof, opgeslagen worden voor de dagen dat het minder hard waait [Volkskrant].

Zeven Nederlandse bedrijven gaan met subsidie van RVO aan de slag met de productie van volledig hernieuwbare, groene, waterstof. De projecten omvatten samen 101 megawatt aan elektrolysecapaciteit. De bedrijven die de subsidie ontvangen zijn H2 Hollandia, Hysolar, Groengas asset, Groengas asset, RWE Eemshydrogen, Van Kessel Olie en VoltH2. De bedrijven hebben tot 2028 om de bouw van hun elektrolyse-installaties af te ronden. De waterstof die deze elektrolyse-installaties produceren, gaan naar de chemische industrie of tankstations. Het consortium H2 Hollandia bijvoorbeeld wil, in het Drentse Nieuw-Buinen, de groene elektriciteit die het zonnepark Vloeivelden Hollandia produceert gebruiken om jaarlijks 300 ton groene waterstof te maken met een elektrolyser van 5 megawatt. Het zonnepark is een van de grootste zonneparken in Nederland, het produceert op zonnige dagen meer elektriciteit dan aan het net kan worden geleverd. Door de waterstofproductie wordt het overschot aan elektriciteit tijdens pieken met de helft verminderd. Dit voorkomt overbelasting van het elektriciteitsnet en verhoogt de bruikbare hoeveelheid zonnestroom. Voorlopig wordt de geproduceerde waterstof met vrachtwagens naar de afnemer vervoerd [Volkskrant].

Het bedrijf SCW systems produceert biogas uit afval via een proces dat superkritische watervergassing heet. In dit proces wordt afval in water onder zeer hoge druk (240 bar) en temperatuur (600 ^oC) omgezet in methaan, waterstof en kooldioxide. Het maakt nauwelijks uit waaruit de afval bestaat; rioolslib per etensresten glycerine of plastic afval, alles kan worden omgezet. Superkritische vergassing levert 5 tot 20 keer meer energie op dan er in gaat. Het proces kan ook zo afgesteld worden dat er meer groene waterstof wordt geproduceerd. Er zijn nu vier installaties in bedrijf die gezamenlijk 16 miljard kuub groen gas produceren [Volkskrant].

Het bedrijf Battolyser Systems ontwikkelt een batterij, de Battolyser, die naast het opslaan van elektrische energie ook waterstof kan produceren. De Battolyser slaat elektrische energie op, wanneer de batterij vol is, gaat hij in plaats van stoppen met laden, waterstof produceren [Volkskrant].

VoltH2 gaat op industriële schaal, in Vlissingen en Terneuzen, groene waterstof produceren met stroom van windmolenparken op zee. De planning is om de fabrieken, elk met een vermogen van 25 MW, in 2025 in gebruik te nemen. In de jaren daarna worden de fabrieken uitgebreid tot 100 MW [Volkskrant].

Eneco gaat een groene waterstoffabriek bouwen in de haven van Rotterdam. In 2029 wordt de fabriek in gebruik worden genomen, de productie capaciteit wordt 80 kt waterstof per jaar voor industriële afnemers. De elektriciteit voor de elektrolyse is afkomstig van zon- en wind energie [Volkskrant].

Op de tweede Maasvlakte bouwt Shell aan Europa's grootste installatie voor groene waterstof, Holland Hydrogen 1 (HH1). Shell investeert ruim 1 miljard euro in de fabriek die over een aantal jaren, met een 200 megawatt elektrolyser, groene waterstof gaat produceren. Dit is een eerste stap in de vergroening van raffinaderijen. Deze verbruiken in Rotterdam tien maal zoveel waterstof als de HH1 kan produceren [Volkskrant].

Het samenwerkingsverband PosHYdon, bestaande uit Neptune Energy, TNO, Eneco, Gasunie en de Nederlandse Overheid, gaat op het boorplatform Q13-A waterstof produceren. Het is een pilotproject; de elektrolyser heeft een vermogen van 1 MW, de zonnepanelen, die bij het boorplatform in zee drijven, leveren maximaal 50 kW. De elektrolyser wordt gevoed met zeewater, waaruit het zout en andere chemicaliën zijn verwijderd [Volkskrant].

Groene waterkrachtstof als brandstof

Waterstof kan gebruikt worden als brandstof voor vervoer. Er zijn inmiddels trucks op de markt die door waterstof worden aangedreven.

Het eerste binnenvaartschip dat volledig draait op waterstof is in 2021 officieel in bedrijf genomen. De tanks kunnen 800 kg waterstof bevatten waarmee het schip 250 km kan afleggen. Tanken gebeurt door de lege waterstoftanks te vervangen door nieuwe volle tanks [Volkskrant].

Het binnenvaartschip H2 Barge is door Future Proof Shipping omgebouwd van diesel naar waterstof. Met brandstofcellen wordt de waterstof, met behulp van zuurstof uit de lucht, omgezet in elektriciteit en water. Het schip vaart dus zonder CO₂ uit te stoten. De waterstof is relatief duur; een volle tank bevat 1000 kg waterstof, de kosten voor de waterstof liggen nu rond de 20 euro per kilogram. Het bereik van het schip op 1000 kg waterstof ligt tussen meer dan 210 en 240 km [Volkskrant].

In Lochem is een woonwijk van een tiental huizen aangesloten op waterstof die aangevoerd wordt via de bestaande gasleidingen. De woningen worden met een waterstofketel verwarmd. Vooralsnog is dit niet duurzaam omdat gestookt wordt op grijze waterstof. Maar in de toekomst kan op groene waterstof worden overgegaan. In het Noord Groningse dorpje Wagenborgen zijn eind 2023 de eerste van 33 rijtjeswoningen aangesloten op een waterstofnet voor verwarming van de huizen. De eerste tijd wordt de groene waterstof nog aangevoerd in tankwagens, vanuit België [Volkskrant].

Groene waterstof als grondstof in industriële processen

Groene waterstof draagt bij aan het verduurzamen van de industrie; waterstof kan bijvoorbeeld in de staalindustrie en in de kunstmestindustrie als energiebron worden gebruikt in plaats van steenkool en aardgas. Voor alle waterstof, die nu door de industrie wordt gebruikt en die wordt geproduceerd uit aardgas, is een vermogen van 15 GW aan elektriciteit nodig. Als Tata Steel overgaat op waterstof is nog eens 6 GW aan vermogen nodig [Volkskrant].

De staalfabriek van Tata Steel in IJmuiden is de grootste CO₂ uitstoters van Nederland. Tata Steel is goed voor circa 6% van de totale Nederlandse uitstoot. Tata Steel heeft een plan ingeleverd om de uitstoot te reduceren. In plaats van met steenkool wil het bedrijf, met behulp van miljarden euro's aan staatssteun, over gaan op het maken van staal via aardgas en later met groene waterstof. Het bedrijf verwacht daarmee vanaf 2030 de CO₂-uitstoot bijna te kunnen halveren door staal te produceren met waterstof. Daarnaast wordt één van hoogovens vervangen door een elektrische vlamboogoven en wordt meer schroot bijgemengd. In 2045 wil Tata klimaatneutraal zijn [Volkskrant].

Het bedrijf H2 Green Steel bouwt in Noord Zweden een van de grootste waterstofinstallaties van Europa. Dat moet resulteren in een staalproductie met een 90% lagere CO₂ uitstoot [Volkskrant].