Zo belangrijk wordt groene waterstof

Tijdens de discussie over het Klimaatakkoord werd aan de sectortafel industrie stevig ingezet op vergaande elektrificatie van productieprocessen, naast uiteraard de noodzaak van verdere verbetering van de energie-efficiëntie. Elektrificatie is, vanuit oogpunt van verduurzaming, voor veel processen in de industrie het meest gunstig, maar er zijn ook processen waarvoor moleculen zoals aardgas een vereiste zijn. Aardgas kan echter vervangen worden door duurzame, emissieloze waterstof, op voorwaarde dat bij de productie van die waterstof groene stroom gebruikt is. Schone waterstof kan de systeemrol van aardgas en aardolie op termijn overnemen en zo een belangrijke rol gaan spelen in de verduurzaming. Niet alleen binnen de industrie, maar ook op gebied van mobiliteit en regelbare elektriciteitsproductie. Vanuit het oogpunt van energie-efficiëntie is bij Vattenfall het adagium: elektrificatie waar mogelijk, waterstof waar nodig.

Energiedrager en opslagmedium
Om te beginnen: hoe komen we aan waterstof? Als waterstof wordt geproduceerd met fossiele brandstoffen als aardgas, dan spreken we van grijze waterstof. Waterstof kan ook geproduceerd worden door elektrolyse, het met elektrische energie splitsen van water in waterstof en zuurstof. Is die energie opgewekt met hernieuwbare energie uit bijvoorbeeld wind of zon als energiebron, dan spreken we van groene waterstof. De industrie gebruikt waterstof al, bijvoorbeeld bij de productie van ammoniak, bepaalde plastics en het raffineren van olie, maar bij deze toepassingen is er vrijwel altijd sprake van grijze waterstof.
Groene waterstof kan bijdragen aan het verduurzamen van industriële productieprocessen, door grijze waterstof of aardgas te vervangen. Daarnaast kan waterstof ook gebruikt worden voor (langdurige) opslag en transport van energie. Ontstaat er een overschot aan hernieuwbaar opgewekte elektriciteit, bijvoorbeeld wanneer het hard waait en de stroomvraag laag is, dan kan dit overschot ingezet worden om met elektrolyse waterstof te produceren. De groene waterstof functioneert zo als een opslagmedium van hernieuwbare energie die anders ongebruikt verloren zou zijn gegaan of niet geproduceerd zou zijn (curtailment). Later kan die opgeslagen waterstof dan bijvoorbeeld weer worden omgezet in elektriciteit, zodra er vraag naar is. Zo kan hernieuwbare energie betaalbaar en efficiënt in grote hoeveelheden worden opgeslagen.

Co2-prijs omhoog
Er is wel een praktisch probleem: de productie en het gebruik van groene waterstof uit elektrolyse is nu nog aanzienlijk duurder dan het gebruik van aardgas. Dat komt omdat de productie van waterstof via elektrolyse nu nog op kleine schaal plaatsvindt, wat leidt tot relatief hoge investerings- en productiekosten, maar ook omdat fossiele energiebronnen zoals aardgas nog relatief goedkoop zijn. De markt van CO2-emissierechten, via het Europese ETS-systeem, leidt immers nog niet tot een CO2-prijs die hoog genoeg is voor de benodigde systeemverandering. Die prijs zal substantieel omhoog moeten. Nieuwe technologieën, waaronder de productie van waterstof, worden immers aantrekkelijker als de CO2-prijs ruim hoger is dan het huidige niveau van circa 26 euro.
Vattenfall wil klanten, zeker ook in de industrie, hernieuwbare energie leveren en binnen één generatie een leven zonder fossiele brandstoffen mogelijk maken. Elektrificatie van productieprocessen en gebruik van waterstof zijn de sleutels tot succes om dit te realiseren. Naast de grootschalige productie van hernieuwbare elektriciteit zetten we in op partnerships binnen de industriesector, ook op gebied van de productie van waterstof. We adviseren bedrijven die zich afvragen hoe, wanneer en in welk tempo zij hun productieprocessen het beste kunnen verduurzamen. Soms gaan we langdurige samenwerkingsverbanden met bedrijven aan, bijvoorbeeld in de vorm van een joint venture om samen te onderzoeken in welke duurzame technologie ze het beste kunnen investeren.

Groen staal
Een voorbeeld daarvan is het project HYBRIT, gericht op het bouwen van een proeffabriek voor de productie van ‘groen’ staal op basis van waterstof. Met het bedrijf LKAB, actief in ijzerertsmijnbouw, en staalfabrikant SSAB startte Vattenfall in 2017 deze Zweedse joint venture, met als doel toe te werken naar een fossielvrij productieproces voor staal in 2035. Nu gebruikt men veelal nog kolen en cokes om ijzererts tot ijzer te reduceren. Het idee achter HYBRIT is om waterstof te gebruiken die geproduceerd wordt met elektriciteit uit fossielvrije bronnen. De uitstoot bestaat dan uit water in plaats van uit CO2. Daarnaast ontwerpen we met oliemaatschappij Preem een centrale die groene waterstof gebruikt voor productie van biobrandstoffen op basis van restanten uit de Zweedse pulpindustrie. In Nederland zijn we met een aantal partners bezig met een project rond onze Magnumcentrale in de Eemshaven, die nu nog draait op aardgas. Doel is deze centrale om te vormen tot een klimaatneutrale energiecentrale die volledig op waterstof kan draaien en daarmee in de toekomst kan dienen als een superbatterij voor de opslag van groene stroom.

Rol van de overheid
Ook binnen de Nederlandse overheid is het besef toegenomen dat de rol van waterstof cruciaal is om de klimaatdoelen te halen. In juni schreef Eric Wiebes, minister van Economische Zaken en Klimaat, de Tweede Kamer een brief over onder andere de inzet op duurzame waterstof. Met daarin deze passages: ‘Ik zie routekaarten, projecten, initiatieven in letterlijk alle provincies van Nederland. Waterstof is een klein maar heel verbindend element! […] Het huidige momentum is een sterke indicatie dat er een wereldmarkt voor duurzame waterstof (en daarmee voor hernieuwbare energie) kan ontstaan. Duurzame waterstof heeft groot potentieel voor sectoren die moeilijk zijn te decarboniseren (zoals de industrie en het zware en langeafstandtransport) en kan bijdragen aan de systeemintegratie en de langetermijnopslag van hernieuwbare energie.’ Begin volgend jaar komt het kabinet met een beleidsvisie op waterstof.
De overheid zou zich naar onze mening moeten richten op stimulering van het gebruik van waterstof in de industrie, via subsidiëring van groene waterstofproductie (met name van projecten gericht op kostenverlaging en opschaling), en de ontwikkeling van waterstofketens in regionale industrieclusters. Daarbij zouden belastingen/heffingen geen belemmering moeten zijn voor (hybride) elektrificatie in de industrie. Daarnaast zou de overheid er goed aan doen om samen met gelijkstemde landen werk te maken van de certificering van (groene) waterstof, zodat bedrijven onderscheid kunnen maken tussen de schone en minder schone waterstof. Met hernieuwbare elektriciteit geproduceerde waterstof krijgt hiermee een toegevoegde waarde. De weg wordt geplaveid voor sectoroverschrijdende partnerships die bijdragen aan de decarbonisatie van de industrie en het behalen van de klimaatdoelen.

Megatonmanie
Hoe zat het ook weer? Het hoofddoel van het Klimaatakkoord is een extra reductie van de broeikasgasuitstoot in Nederland, zodat deze in 2030 49 procent lager is dan in 1990. De daartoe vereiste 48,7 megaton extra reductie per 2030 is verdeeld over vijf sectoren. De grootste opgave ligt er voor de elektriciteitssector (20,2 megaton), gevolgd door de industrie (14,3 megaton): het aandeel van de industrie in de uitstoot van broeikasgassen is met zo’n 40 procent immers relatief groot. Mobiliteit volgt met een uitstootvermindering van 7,3 megaton, landbouw met 3,5 megaton en gebouwde omgeving tot slot moet voor 3,4 megaton bijdragen aan de gewenste CO2-reductie.

Dit artikel is gepubliceerd in Management Scope 10 2019.