Elektrolyse sleuteltechnologie voor de energietransitie
Waterstof wordt snelst concurrerend in industrie en mobiliteit
De productie van groene waterstof door de elektrolyse van water is een sleuteltechnologie voor de energietransitie. Waterstof zal een belangrijk aandeel krijgen in de energiemix als commodity en opslagmedium en is een belangrijke grondstof voor de productie van chemicaliën, staal en synthetische brandstoffen. Dat is de belangrijkste les uit het derde van vijf webinars over “Verduurzaming Industrie door elektrificatie” die worden georganiseerd door NVDE, VEMW, RVO met ondersteuning van Recoy. De eerste twee gingen over de e-boiler en de industriële warmtepomp.
Elektrolyse
Volgens het Klimaatakkoord moet in 2030 zo’n 3-4 GW aan groene waterstofproductiecapaciteit worden gerealiseerd. Daarvoor zijn voldoende wind-op-zeeparken nodig voor de koolstofarme productie van elektriciteit. Zo’n grootschalige productie vraagt om een snelle prijsreductie van elektrolysers. Door opschaling van elektrolyse technieken zoals PEM (proton exchange membranen) en AEL (alkaline) moet de kostprijs van nu nog 4-4,5 euro/kg dalen tot een niveau van 1-2 euro/kg. Verwacht wordt dat de kosten met 10-13 procent dalen bij een verdubbeling van de capaciteit. De opschaling in Nederland lijkt te gaan verlopen in fases van 10 MW (lokaal in 2021), via 200 MW (regionale hubs in 2023) en 4000 MW (clusters zoals NorthH2 in 2027) tot meer dan 10.000 MW (landelijk en import in 2030).
Industrie
De verwachting is dat groene waterstof als eerste concurrerend zal worden in de industrie en de mobiliteit. De industrie kan als vliegwiel voor de opschaling functioneren omdat er nu al een groot waterstofverbruik is van ongeveer 100 PJ, die met name geproduceerd wordt uit aardgas. Deze grijze waterstof zal in de energietransitie naast groen ook blauw geproduceerd worden door de vrijkomende CO2 uit aardgas af te vangen en op te slaan (CCS). Analisten verwachten in de industrie- en de mobiliteitssector de grootste willingness-to-pay voor groene en blauwe waterstof omdat daar het aantal alternatieven relatief beperkt is. In de industrie zijn koolstofarm geproduceerde moleculen nodig als grondstof (bouwsteen groene chemie en synthetische brandstoffen) en bij de directe ondervuring (hoge temperatuur proceswarmte).
Naast de kostprijsverlaging moet er ook voldoende aanbod van hernieuwbare elektriciteit zijn. Voor de productie van 10 PJ groene waterstof is ongeveer 1 GW aan wind-op-zee capaciteit nodig. Ingeschat wordt dat Nederland in zijn waterstofvraag in potentie zelf zou kunnen voorzien. Of dat ook gebeurt is onder meer afhankelijk van de globale ontwikkelingen. De productie van waterstof en de synthese van daarop gebaseerde basischemicaliën (ammoniak, methanol, mierenzuur, e.d.) kan wellicht goedkoper elders plaatsvinden en in Nederland geïmporteerd worden.
Stimulering
Uit de indiening van projecten voor de SDE++ stimuleringsregeling in 2020 kan worden geleerd dat deze regeling, die gebaseerd is op de financiering van de onrendabele top (ORT), de ontwikkeling van waterstofproductie door middel van elektrolysers niet echt stimuleert. Een huidige ORT van tegen de 1.000 euro/ton CO2 is veel te hoog om in de tenderregeling mee te kunnen komen en een business case te kunnen realiseren. De subsidiepot is bij een ORT van tegen de 200 euro/ton al ongeveer uitgeput. Dat enorm grote gat en de ontwikkelingscurve die elektrolyse nog door moet maken vereist welhaast een aparte subsidieregeling.
De presentaties van Marcel Weeda (TNO, TKI Nieuw Gas), Koen Wiersma (Gasunie), Ruben van Grinsven (Shell), Leo Freriks (Siemens Energy) en Robert Kleiburg (Recoy) zijn over ongeveer één week te vinden op www.verduurzamingindustrie.nl.