Waterstof, een belangrijke stap richting onafhankelijkheid fossiele brandstoffen

Naar verwachting zullen wind- en zonne-energie de grootste bijdrage leveren aan de doelstellingen voor duurzame energie van de EU voor 2030 en daarna. Duurzame energie zal binnen tien jaar tenminste 32% uitmaken van het totale energieverbruik in de elektriciteits-, warmte- en transportsector.

Aangezien duurzame energie voor een aantal uitdagingen staat, zoals onderbrekingen, inperking wegens overcapaciteit of moeilijkheden bij lange transmissieafstanden, ziet Vattenfall veel potentieel in het gebruik van waterstof om deze uitdagingen het hoofd te bieden.

Het teveel aan wind- en zonne-energie kan worden gebruikt om waterstof te produceren via elektrolyse, in plaats van het onbenut te laten vanwege beperkingen van het net of een lagere vraag. Bovendien zal er om alle sectoren te elektrificeren en om de uitfasering van conventionele energie te vervangen een grote vraag naar duurzame elektriciteit zijn.

Buffer tussen vraag en aanbod

Deze zogenoemde groene waterstof, geproduceerd uit duurzame energiebronnen, kan dienen als buffer tussen de vraag naar energie en het aanbod, of als energiedrager tussen de elektriciteitssector en de sectoren warmte en transport, die anders lastig volledig CO₂-vrij te maken zijn door middel van elektrificatie.

"Waterstof is een belangrijke hefboom voor de koppeling tussen het elektriciteitssysteem en andere energiesectoren, en vergemakkelijkt de integratie van duurzame energie in het systeem. Vattenfall onderzoekt intensief toekomstige businessmogelijkheden met groene waterstof en wil de technologie verder ontwikkelen richting een concurrerende uitrol op grote schaal", zegt Oliver Weinmann, Managing Director Vattenfall Europe Innovation.

Potentiële gebieden waterstof

Tegenwoordig wordt waterstof gebruikt in verschillende industrieprocessen en is het een fundamentele bouwsteen voor de aanmaak van ammoniak, wat kan worden gebruikt voor de productie van meststoffen. Raffinaderijen, waar waterstof wordt gebruikt voor het verwerken van tussenproducten van olie, vormen een ander toepassingsgebied. Ongeveer 55% van de wereldwijd geproduceerde waterstof wordt dus gebruikt voor ammoniaksynthese, 25% in raffinaderijen en ongeveer 10% voor de productie van methanol. Vattenfall is betrokken bij een aantal strategisch belangrijke projecten in deze industrieën naast de transportsector en werkt samen met sterke partners.

"Partnerships met de juiste spelers in de industrie, ervaringen in bestaande projecten en de combinatie van de volledige expertise binnen onze nutsvoorziening zijn een concurrentievoordeel voor ons", zegt Weinmann.

Vattenfalls stappenplan voor waterstof voor 2025 toont belangrijke businessmogelijkheden in drie potentiële gebieden:

• Zwaar transport zoals bussen, treinen, vrachtwagens of schepen, waar waterstof kan optreden als fossielvrije brandstof.
• Raffinaderijen, om bijvoorbeeld CO₂-arme biobrandstoffen te produceren, zoals Vattenfalls samenwerking met PREEM, of om grondstoffen gebaseerd op fossiele brandstof te vervangen.
• Industrieën, zoals het HYBRIT-project voor fossielvrij staal, in samenwerking met de Zweedse staalgroep SSAB en mijnbouwbedrijf LKAB.

Vattenfall streeft verschillende waterstoftoepassingen na in de verschillende markten, afhankelijk van nationale kaders, bestaande infrastructuur en lopende partnerships.

Energiecentrales CO₂-vrij maken

Naast de bovenstaande voorbeelden is Vattenfalls onderdeel Heat een drijvende kracht achter de duurzame ontwikkeling van haar elektriciteits- en warmtecentrales en ontwikkelt het klimaatvriendelijke oplossingen, waaronder het vervangen van aardgas door waterstof. Een prominent voorbeeld is de gasgestookte elektriciteitscentrale Magnum in Nederland, waar Vattenfall samenwerkt met Equinor en Gasunie om deze technologie te ontwikkelen.

In een eerste fase zou de waterstof voor de Magnum-centrale worden geproduceerd uit aardgas, zogenoemde blauwe waterstof (zie onder 'Meer informatie' in dit artikel). Hiermee kan het consortium nu al een schaalbare waterstofinfrastructuur uitbouwen, terwijl er tegelijkertijd grote volumes duurzame elektriciteit voor groene waterstof beschikbaar worden, dankzij de toename in wind- en zonne-energie. De vrijgekomen CO₂ van de blauwe waterstofproductie zal worden opgeslagen in offshore aquifers bij Noorwegen.

"Een stabiele energievoorziening zal nog belangrijker worden door de toename van de hoeveelheid energie verkregen uit weersafhankelijke wind- en zonne-energie. Flexibele gasgestookte elektriciteitscentrales, zoals Magnum, zullen in de toekomst voor de nodige netstabiliteit zorgen, op voorwaarde dat de CO₂-uitstoot wordt verminderd", zegt Geert Laagland, Director of Engineering Heat.

Hergebruik van bestaande gaspijpleidingen door waterstof kan de kosten voor het CO₂-vrij maken van andere sectoren aanzienlijk terugdringen, volgens Gasunie en TenneT. Een aantal haalbare aanpassingen aan de infrastructuur zijn nodig om dit te laten werken. Andere belangrijke industriespelers, zoals de haven van Rotterdam, hebben ook ambitieuze programma's voor de verlaging van de uitstoot gelanceerd en voorzien in het gebruik van waterstof in hun activiteiten. Er vindt momenteel een gezamenlijke inspanning van vele industrieën plaats.

Geplande waterstofcentrale Noord-Duitsland

In Duitsland is het zogenoemde HySynGas-initiatief gepland door het Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) als onderdeel van het financieringsplan ‘Reallabore’. Vattenfall werkt samen met Arge Netz en MAN Energy Solutions aan een eerste power-to-gas-centrale op industriële schaal in Brunsbüttel, Noord-Duitsland, die waterstof en synthetisch gas zal produceren uit hernieuwbare bronnen. Deze kan groen gas leveren en in brandstof voorzien voor bussen, vrachtwagens en schepen en voor grondstoffen voor de chemische industrie in deze regio.

Regelgeving en financiering

Een belangrijk aspect voor de uitvoering van grootschalige waterstofprojecten is echter de financiële haalbaarheid. Daarom verleent de EU financiële steun om haar klimaatdoelstellingen te bereiken en heeft zij passende kadervoorwaarden vastgesteld.

Deze zullen als leidraad dienen voor nationale overheden om een bindend nationaal regelgevingssysteem te ontwikkelen dat het gebruik van groene waterstof bevordert met economisch aantrekkelijke voorwaarden voor investeerders. Dit omvat de prijsstelling van CO₂ en de vrijstelling van toeslagen voor het net of de bevordering van investeringssubsidies.

De Europese Investeringsbank (EIB) promoot waterstofprojecten die momenteel economisch niet levensvatbaar zijn zonder financiering, zoals projecten die voor reguliere banken te riskant zijn om zich aan te verbinden.

Het financieringsorgaan van de EU voor waterstof, de Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (FCH JU), beschikt over een budget van enkele honderden miljoenen euro’s om de ontwikkeling en marktintroductie van waterstoftechnologieën te ondersteunen.

"Waterstof biedt aantrekkelijke businessmogelijkheden voor Vattenfall. Op basis van onze marktstrategie hebben we verschillende commercieel levensvatbare projecten in onze kernmarkten ontwikkeld die we in de nabije toekomst kunnen realiseren", zegt Oliver Weinmann.

Meer informatie

Waarom is waterstof klimaatvriendelijk?

Wanneer fossiele brandstoffen worden verbrand, produceren ze CO₂ en andere emissies. Wanneer waterstof wordt omgezet in brandstofcellen, produceert het alleen H₂O, wat zuiver water is.

Groene waterstof wordt geproduceerd door elektrolyse. Hiervoor is alleen zuiver water en elektriciteit nodig. De elektrolyser splitst water in waterstof en zuurstof met behulp van elektriciteit uit duurzame bronnen. Dit proces levert CO₂-vrije waterstof op.

Blauwe waterstof: de meeste waterstof wordt momenteel geproduceerd door stoomreforming van aardgas. CO₂ uit dit proces kan worden afgevangen en opgeslagen in lege gasvelden of aquifers, of worden gebruikt in andere chemische processen. De blauwe waterstof is daarom CO₂-neutraal.

Grijze waterstof: de CO₂ uit de waterstofproductie via stoomreforming komt vrij in de lucht. Dit is momenteel de meest voorkomende procedure.

Vattenfall streeft het gebruik van groene waterstof na.