Groene waterstof lijkt wel het toverwoord van de energietransitie. Maar wat kunnen we er nu eigenlijk mee? Voor welke toepassingen is het geschikt én voor welke niet?
Groene waterstof
Groene waterstof wordt geproduceerd met groene stroom uit bijvoorbeeld wind of zon. Waterstof is geen energiebron, zoals wind, zon, kolen en olie, maar een energiedrager: een stof waarin energie is opgeslagen, die bij verbranding weer vrijkomt. Het grote voordeel van groene waterstof is dat de productie en verbranding CO2-vrij is. Waterstof wordt gemaakt door water (H20) via elektrolyse om te zetten in waterstof (H2) en zuurstof (O2). Er gaat echter veel energie verloren bij deze omzetting, ongeveer 20-30% gaat verloren in restwarmte. Zou je vervolgens deze waterstof in een brandstofcel weer omzetten naar elektriciteit dan verlies je nogmaals 30-50%*. Om waterstof “groen” te mogen noemen binnen de EU, moet het aan de Europese voorwaarden voor groene waterstof voldoen. Dit brengt strikte voorwaarden met zich mee voor de gebruikte elektriciteit (zonder subsidie), principes van additionaliteit (elektriciteit van asset niet ouder dan 3 jaar) en gelijktijdigheid. Tot 1 januari 2028 is er sprake van een overgangsfase, waarin voorwaarden minder strikt zijn.
Grijze, blauwe en paarse waterstof
In Nederland wordt op dit moment 80% van de waterstof gemaakt uit aardgas, 20% komt als bijproduct uit de chemische industrie. Deze grijze waterstof wordt voornamelijk gebruikt als grondstof bij de productie van kunstmest. Bij deze productie komt CO2 vrij. Deze grijze waterstof bevat kleine verontreinigingen en is daardoor niet geschikt voor alle toepassingen, bijvoorbeeld een waterstofauto. Naast grijze waterstof heb je nog blauwe waterstof, waarbij grijze waterstof wordt geproduceerd, maar de CO2 afgevangen en opgeslagen wordt. Dan heb je ook nog paarse waterstof, wat een variant is op groene waterstof, maar in plaats van energie uit wind en zon, wordt nucleaire energie gebruikt.
Kansen voor groene waterstof
Dat waterstof een belangrijke rol gaat spelen, daar zijn de meeste experts het wel over eens. Waterstof is namelijk breed inzetbaar: voor productie van warmte, om elektriciteit op te slaan of als groen alternatief in de chemische industrie. Maar waterstof is niet de meeste efficiënte oplossing voor elke toepassing, want vaak zijn er duurzamere alternatieven. Het meeste efficiënt blijft om zoveel mogelijk elektriciteit direct te gebruiken. Daarnaast is er op dit moment nog geen overschot aan waterstof en is de productie ervan nog erg duur, kost veel tijd en is nog niet uitontwikkeld. Dus moeten we kritisch kijken waar waterstof het meest logisch en nuttig is. Stichting Natuur&Milieu heeft een waterstofladder opgesteld voor een eerste inzicht voor welke toepassingen waterstof wel en niet geschikt is (https://natuurenmilieu.nl/publicatie/waterstof-de-waterstofladder/). Hieronder enkele toepassingen van groene waterstof uitgelicht, op volgorde van de ladder:
- Essentieel: Vervangen van grijze waterstof als grondstof voor productie van kunstmest én voor hoge temperatuurprocessen in industrie.
- Belangrijk: Balansfunctie van het elektriciteitsnet waar waterstof gebruikt wordt als buffer voor het elektriciteitsaanbod. Met de netcongestieproblematiek zal dit een belangrijke rol kunnen gaan spelen. Voor de internationale zeevaart kan groene waterstof ook een oplossing bieden.
- Mogelijk: Niches in gebouwde omgeving en industrie waar bijvoorbeeld de restwarmte gebruikt kan worden óf er geen alternatieven zijn voor waterstof zoals oude monumentale gebouwen of bepaalde hoge temperatuur productieprocessen. Voor de binnenvaart kan het mogelijk ook een oplossing bieden.
- Beperkt: Voor echt zwaar transport die lange afstanden rijden én die moeilijk te elektrificeren zijn zou het een goede oplossing kunnen zijn.
- Gering: Voor personen- en openbaar vervoer lijkt elektrisch rijden een stuk efficiënter en op dit moment goedkoper te zijn.
Kansen voor groene waterstof in Local4local energiehubs
Om de kosten van de productie van waterstof zo laag mogelijk te houden, moet de elektrolyser zoveel mogelijk uren draaien; minimaal 4000 vollasturen per jaar. Grootschalige electrolysers (50MW+) die elektriciteit afnemen van wind-op-zee worden verwacht om de bestaande afnemers van waterstof te voorzien van groene waterstof. Het idee om kleinschaliger waterstof te produceren van enkel “overschotten” van wind en zon is op dit moment niet kansrijk. In de toekomst zou dit kunnen veranderen, door technische innovaties, lagere transportkosten, lagere stroomprijzen en bijdrage en versnelling door subsidies. Dus in energiehubs waar productie van groene stroom door wind en zon direct ingezet kan worden voor elektrolyse en waarbij de waterstof lokaal direct afgenomen kan worden én de afnemer bereid is de prijs te betalen, zou waterstof zeker een rol kunnen gaan spelen. Kan de elektriciteit direct gebruikt worden? Dan heeft dat altijd de voorkeur.
Interesse in doorrekenen van de business case van waterstof?
De kostprijs van groene waterstof (6-8 euro/kg) is nu nog drie keer zo hoog als grijze waterstof (1,5-2,5 euro/kg), maar voor hoe lang? Zodra de technologie meer ontwikkeld is, wordt verwacht dat groene waterstof goedkoper zal gaan concurreren met grijze waterstof. Hierdoor zal de vraag ook toenemen, die nodig is voor gegarandeerde afname van de producent. Het kip-ei-verhaal moet doorbroken worden. Overheden stimuleren daarvoor de ontwikkeling van elektrolysers door middel van verschillende subsidies en programma’s.
Windpark Den Tol
Windpark Den Tol in de gemeente Oude IJsselstreek is een lokaal initiatief van zes boerenfamilies uit omgeving Netterden die gezamenlijk een windpark van negen windturbines ontwikkeld hebben die sinds eind 2021 stroom leveren. Sinds enige tijd lopen er gesprekken om een elektrolyser te plaatsen naast het windpark (en toekomstig zonnepark), waar de stroom direct aan wordt geleverd voor de productie van waterstof. Er zijn al enkele lokale waterstofafnemers in beeld. De business case zonder subsidie voor waterstof bleek niet kansrijk, maar met de mogelijkheid van de OWE (subsidieregeling Opschaling volledig hernieuwbare waterstofproductie via elektrolyse) onderzoekt Windunie nu of er hierdoor wél kansen ontstaan. Heb jij als wind- of zonnepark ook interesse om te onderzoeken of een elektrolyser interessant is? Laat het ons weten!
*Rekenvoorbeeld: De waterstof geproduceerd met 1 MWh elektriciteit bevat nog 0.75 MWh aan energie (25% verlies). Zet je dit weer om naar elektriciteit, dan blijft er 0.45 MWh elektriciteit over (40% verlies in totaal).