Nederlandse energiediplomatie draait overuren voor de import van groene waterstof

Geschatte leestijd: 10-12 minuten

De Chileense energieminister Diego Pardow was in maart voor een vijfdaags bezoek in Europa. In een interview met dagblad Trouw noemde hij groene waterstof ‘de brug tussen de fossiele en de duurzame economie’. Daarmee bedoelde hij niet alleen dat hij waterstof ziet als brandstof voor de duurzame transitie in Chili, maar ook dat zijn land in de toekomst grote hoeveelheden groene waterstof gaat exporteren.

Pardow werd in talloze Europese hoofdsteden met open armen ontvangen, want de industrie en de chemie aast massaal op groene waterstof. Voor veel industriële processen die niet elektrisch kunnen worden aangedreven, bijvoorbeeld omdat er hoge temperaturen nodig zijn, is waterstof een van de weinige duurzame alternatieven. Ook zal de verduurzaming van de chemie, de luchtvaart, de scheepvaart en zwaar transport deels afhangen van de beschikbaarheid van waterstof. Tot slot is waterstof nodig als opslagmedium voor elektriciteit, met name om het winterseizoen te overbruggen. In een energiesysteem dat draait op wind en zon is flexibel vermogen nodig om vraag en aanbod met elkaar in balans te brengen. Weliswaar gaat een fors deel van de energie verloren als elektriciteit wordt omgezet in waterstof, en later in gascentrales weer wordt omgezet in elektriciteit. Meer het levert wel CO₂-vrij regelbaar vermogen op, waar grote behoefte aan is in een energievoorziening die steeds meer leunt op windmolens en zonnepanelen. Batterijen hebben doorgaans de capaciteit om een aantal uren stroom te leveren, maar voor de overbrugging van seizoenen is zo’n grootschalige opslag nodig dat eigenlijk alleen groene waterstof daarvoor geschikt lijkt.

Waterstofexporteurs

Chili is een van de landen die naar verwachting een grote rol gaat spelen als waterstofexporteur. Het zuidelijke deel van het langgerekte Chili heeft volgens experts de ideale omstandigheden voor windenergie. Het waait er altijd. En in de Atacama-woestijn in het noorden zijn juist de omstandigheden perfect voor zonne-energie. Door de vele zonuren en een optimale straling zouden zonnepanelen daar 50 procent meer stroom per vierkante meter kunnen opwekken dan in de Sahara.

Landen die net als Chili veel en goedkoop energie uit zon en wind kunnen oogsten, kunnen daar groene waterstof van maken en dat exporteren naar de wereldmarkt. En dat is precies wat Chili van plan is. “In 2025 willen we 5 gigawatt aan capaciteit hebben staan, in 2030 25 gigawatt. Het leeuwendeel is bestemd voor de export”, aldus Pardow in Trouw, vlak voordat hij de Nederlandse energieminister Rob Jetten zou ontmoeten.

De Nederlandse energiediplomatie draait overuren. Topbestuurders uit het bedrijfsleven reizen samen met ambtenaren, ministers en soms het Koninklijk paar de wereld over. In Europa werden Spanje en Portugal bezocht. In Afrika Marokko, Namibië en recent Zuid-Afrika. Port of Amsterdam tekende al principeovereenkomsten (‘Memorandums of Understanding’) met Ierland, Spanje, de Verenigde Arabische Emiraten, Duitsland en Saoedi-Arabië. Ook Havenbedrijf Rotterdam is actief, het heeft principeovereenkomsten met een lange lijst landen: Australië, Brazilië, Canada, Chili, Colombia, IJsland, Marokko, Namibië, Oman, Portugal, Spanje, Zuid-Afrika, de Verenigde Arabische Emiraten en Uruguay. Het doel is telkens hetzelfde: het ontwikkelen van handelsroutes voor groene waterstof.

Proeffabriek Haru Oni van Highly Innovative Fuels (HIF) Global Haru in Punta Arenas in Chili.
Bron: Rijksdienst voor Ondernemend Nederland

Waarom waterstof importeren?

Voor de toepassing van waterstof in de industrie, de chemie, het transport en de energiesector is zóveel groene waterstof nodig, dat het onmogelijk is om de benodigde volumes in Nederland te produceren. Onderzoeksbureau CE Delft heeft in 2021 in een rapport voor de overheid aangegeven dat in 2050 tussen de 40 en 70 procent van de totale hoeveelheid waterstof geïmporteerd zal moeten worden. Het gaat, afhankelijk van het scenario, om 218 tot 268 petajoule aan waterstofimport per jaar. Omgerekend komt dat overeen met 1,7 en 2,1 megaton waterstofimport per jaar.

Dat is een flink volume. Om het in perspectief te plaatsen van de binnenlandse productie: het Nederlandse kabinetsbeleid is erop gericht om in 2030 4 gigawatt aan ‘elektrolysecapaciteit’ te hebben in Nederland. Elektrolyse is het proces waarbij watermoleculen met behulp van elektriciteit worden gesplitst in waterstof en zuurstof. In 2032 moeten alle elektrolysers in Nederland zijn uitgebreid tot een vermogen van 8 gigawatt. Een vuistregel in de sector zegt dat iedere gigawatt aan elektrolyse ongeveer 0,1 megaton waterstof per jaar oplevert. Experts verwachten dat als Nederland in 2050 zijn doel haalt van 70 gigawatt aan windmolens op de Noordzee, dat daarvan 20 gigawatt bestemd zal zijn voor de productie van waterstof. Dat zou betekenen dat zowel de eigen productie als de import op ongeveer 2 megaton uitkomt. De rol van import wordt dus inderdaad aanzienlijk.

Maar de daadwerkelijke importvolumes zullen veel groter zijn, want Nederland wil zijn traditionele rol als doorvoerland behouden. Net als voor steenkool, olie en aardgas positioneren de Nederlandse havens zich nadrukkelijk voor een waterstof-hubfunctie binnen Europa. Rotterdam is op dit moment al de grootste energiehaven van Europa. Circa 13 procent van alle Europese energiebronnen komen via de Rotterdamse haven binnen. Amsterdam is nu de grootste benzinehaven ter wereld met veel opslag- en doorvoercapaciteit voor vloeibare brandstoffen. Die posities willen de havens in de toekomst behouden, alleen dan niet meer met fossiele maar met duurzame energiedragers. Zo ontwikkelen de havenbedrijven plannen om in 2030 5 megaton groene waterstof te importeren, oplopend tot 20 megaton per jaar in 2050. De aangevoerde waterstof wordt opgeslagen in grote tanks in de havengebieden, om vervolgens per pijpleiding naar industriële clusters in Nederland en richting het Duitse Ruhrgebied getransporteerd te worden. Wellicht ook naar het chemiecluster bij Antwerpen. Rotterdam en Amsterdam zijn zeker niet de enige Nederlandse havens met waterstofambities. Ook Groningen Seaports en North Sea Port (Vlissingen, Terneuzen, Gent) smeden samenwerkingsverbanden om groene waterstof te importeren. Overigens gaat de haven van Zeebrugge/Antwerpen de concurrentie aan met de Nederlandse havens en is het hard bezig om import van groene waterstof juist naar België te halen.

Gasunie ontwikkelt de infrastructuur om al die waterstof over Nederland te verdelen, en ook om de aansluitingen te creëren voor de doorvoer naar Duitsland en België. Tijdens presentaties laten Gasunie-bestuurders vaak een wereldkaart zien met het productiepotentieel van verschillende landen in 2050. Wat meteen opvalt is dat de toekomstige productie van waterstof in het ‘globale zuiden’ zal plaatsvinden, en dat de grootste vraag zal ontstaan in de VS, Europa, China, India en Japan. De VS, China en India zullen waarschijnlijk zelf ook veel waterstof gaan produceren, en misschien ook nog wel exporteren. Maar de grote exporteurs zullen de landen zijn met veel ruimte voor wind- en zonneparken en een potentieel groot overschot aan duurzame energie. Het grote potentieel zit in Chili en andere landen in Zuid-Amerika, net als Australië en landen in Afrika en het Midden-Oosten. En niet te vergeten in Europa zelf, denk aan landen als Spanje en Portugal.

Efficiency van elektrolysers

Op dit moment kost het 10 tot 15 euro om een kilo groene waterstof te produceren middels elektrolyse. Dat is nog niet concurrerend ten opzichte van grijze waterstof, dat uit aardgas wordt gemaakt, die kost namelijk circa 2 euro per kilo. Door grootschalige investeringsprogramma’s zal duurzame energie goedkoper worden, en de efficiency van elektrolysers zal verbeteren. Het International Renewable Energy Agency (IRENA) verwacht dat de productiekosten voor groene waterstof uit zonne- en windenergie tegen 2050 voor de meeste regio's in de wereld zal dalen tot 1 à 1,30 dollar per kilo. De kosten om waterstof overzees te transporteren zullen ook fors dalen, tot een niveau van 80 dollarcent per kilo, schrijft IRENA in het rapport Global Hydrogen Trade to Meet the 1,5°C climate goal. In het algemeen geldt wel: des te langer het transport, des te hoger de kosten.

Als de prijzen in grote delen van de wereld uitkomen op een prijsniveau van 1,5 tot 2 dollar voor productie en transport van een kilo waterstof, dan ontstaat er een concurrerende markt met veel aanbieders. Dat betekent ook dat de importlanden veel potentiële handelsrelaties kunnen aanknopen. Het wordt dan relatief eenvoudig om van leverancier te wisselen. Omgekeerd wordt het voor exportlanden ook simpel om van afnemer te wisselen. Handelsrelaties zullen volgens het IRENA-rapport niet uitsluitend door de kosten worden bepaald, maar door een combinatie van prijs, energiezekerheid en geopolitieke overwegingen.

De Churchill-doctrine

De geopolitieke kwetsbaarheden worden beter beheersbaar, zeker vergeleken met de situatie op de mondiale gasmarkt. De ontwikkeling van een internationale energiemarkt op basis van waterstof biedt een nieuwe kans op het hanteren van de Churchill-doctrine. De Churchill-doctrine? Dat vraagt om een korte uitleg. Winston Churchill was in 1910 binnen de Britse regering verantwoordelijk voor de Britse marine. Hij besloot om de marineschepen over te schakelen van steenkool naar stookolie, die daarmee sneller en wendbaarder werden. De levering van olie werd daardoor van militair-strategisch belang, want het Verenigd Koninkrijk had zelf steenkool, maar geen olie. In het Britse parlement zei Churchill: “Security in oil lies in variety and variety alone.” Diversificatie dus. De Churchill-doctrine hield in dat Engeland uit geen enkel land zoveel olie mocht importeren dat het in de problemen zou komen als de leveranties, om welke reden dan ook, zouden wegvallen. Er moest altijd een leverancier zijn waarop men kon terugvallen.

Europa heeft de afgelopen decennia de Churchill-doctrine in de wind geslagen en zich té afhankelijk gemaakt van Russisch gas, met alle gevolgen van dien. Groene waterstof biedt de mogelijkheid om geopolitieke risico’s zodanig te spreiden dat de energievoorziening minder kwetsbaar is voor crises en aanbodschokken.

Nederland is in gesprek met maar liefst 20 landen om een handelsrelatie op het gebied van groene waterstof op te bouwen. Niet ieder land is even ver in zijn ontwikkeling. Zo geldt voor Namibië dat het potentieel groot is, maar ook dat er nog heel veel moet gebeuren om de productie en de export van de grond te krijgen. Het gaat dan niet alleen om investeringen in windmolens en zonnepanelen, maar ook om de elektrolysers om groene stroom om te zetten in waterstof, en in de haveninstallaties om de waterstof te exporteren. Grote tankers kunnen alleen aanmeren in diepzeehavens. In veel landen ontbreken de faciliteiten nog. Marokko heeft al een fosfaat- en een ammoniakindustrie, en dus ook al kennis en infrastructuur, maar ook hier zijn nog miljardeninvesteringen nodig. Nederlandse bedrijven hebben de kennis en de ervaring om havenfaciliteiten geschikt te maken voor de export van waterstof.

Dragers van waterstof

Hoewel er vaak wordt gesproken over de import van groene waterstof, zal het in veel gevallen gaan om dragers van waterstof, zoals ammoniak, methanol of Liquid Organic Hydrogen Carriers (LOHC’s), of het transporteren van waterstof in vloeibare vorm. Om waterstof vloeibaar te maken, moet de waterstof met een speciale installatie afgekoeld worden tot een temperatuur van min 253 graden. Dit kost veel energie. Deze technologie is volwassen en wordt al decennia gebruikt in de ruimtevaart. Eén van de uitdagingen van transport in vloeibare vorm, is dat grote afstanden overbrugd moeten worden per schip. Hier zijn speciale waterstoftankers voor nodig, maar deze zijn nog niet in de vaart. Verschillende bedrijven zijn bezig met het ontwikkelen van scheepsontwerpen die voor 2030 de waterstof op de meest efficiënte manier kunnen vervoeren.

Een andere mogelijk drager zijn LOHC’s. Dit zijn vloeibare stoffen die ‘geladen’ kunnen worden met waterstof. De waterstofmolecuul kan met de drager worden verbonden tijdens een hydrogeneringsproces. De geladen drager kan vervolgens getransporteerd worden via bestaande tankers, omdat de eigenschappen van de vloeistof lijken op die van diesel. In de haven van bestemming kan de drager opgeslagen worden in bestaande dieseltanks. De waterstofmolecuul kan vervolgens gescheiden worden van de drager via een dehydrogeneringsproces, waarbij veel warmte nodig is om de waterstof te extraheren. De behoefte aan warmte kan tot extra kosten leiden. De drager kan vervolgens weer retour om opnieuw gebruikt te worden.

Chili zet voorlopig in op de export van groene ammoniak. In een chemisch proces wordt waterstof samengevoegd met stikstof waardoor ammoniak ontstaat, het zogenoemde Haber-Bosch-proces. Ammoniak heeft als voordeel dat het bij minus 33 graden al vloeibaar is en het niet gekoeld hoeft te worden tijdens transport. Het moet wel onder druk (8-10 bar) in afgesloten tanks opgeslagen worden, omdat het anders vervluchtigt. Maar door deze eigenschappen is ammoniak makkelijker te transporteren dan waterstof. Amonniaktankers bestaan al.

Als de waterstof in de vorm van ammoniak in een Nederlandse haven aankomt, kan het via een omgekeerd chemisch proces weer worden omgezet in waterstof. Dat kost echter ook weer energie, wat de efficiency drukt. Groene ammoniak kan ook rechtstreeks gebruikt worden, bijvoorbeeld als grondstof voor kunstmest of als brandstof voor zeeschepen. Veiligheid is overigens een belangrijk aspect, want lekkages kunnen milieuverontreiniging en gezondheidsschade veroorzaken.

Behalve ammoniak is ook methanol geschikt als drager voor waterstof. Voor de productie van methanol wordt waterstof in een chemisch proces gebonden aan CO₂. Vloeibare methanol is net als ammoniak eenvoudig te transporteren, en het is ook rechtstreeks als brandstof te gebruiken. Het nadeel is dat er bij de verbranding CO₂ vrijkomt. De duurzaamheid van methanol hangt af van de herkomst van de CO₂ die gebruikt wordt bij de productie. Als de CO₂ uit de lucht wordt gehaald, of uit duurzame biomassa wordt gewonnen, dan is er per saldo geen sprake van netto-CO₂-uitstoot en wordt gesproken over groene methanol. Egypte is een van de landen die methanol als een aantrekkelijke drager ziet voor waterstof. Voordat schepen het Suezkanaal invaren, bunkeren ze vaak brandstof in het Noord-Afrikaanse land. Egypte is van plan lokaal geproduceerde groene methanol aan te bieden als duurzame brandstof voor de bunkermarkt.

Het einddoel

Terug naar Chili. Chileense en Nederlandse ministers en bedrijfsbestuurders hebben elkaar inmiddels meerdere keren bezocht en gesproken. Eind oktober 2023 was de laatste Nederlandse handelsmissie. Een complete afvaardiging van de BV Nederland reisde naar Chili om de bestaande plannen en intenties te concretiseren. Er worden locaties geselecteerd en de uitbreiding van havenfaciliteiten in het zuiden wordt gepland. Niet alleen de havenbedrijven van Rotterdam en Amsterdam en Gasunie zijn daarbij betrokken, ook bedrijven als Vopak (opslag) en SoluForce (flexibele pijpleidingen) denken mee om projecten concreet te maken.

Hoewel de volumes uiteindelijk groot zullen zijn, zal grootschalige import van waterstof niet voor 2030 op gang komen. De eerste kleinere importvolumes zullen waarschijnlijk uit Spanje of Portugal komen. Daarna hoopt het Havenbedrijf Rotterdam dat Chili in 2028 of 2029 zijn eerste scheepsladingen groene ammoniak kan leveren. Pas na 2030, als de prijs van groene waterstof concurrerend wordt met grijze waterstof, zullen grootschalige investeringen in de zuidelijke werelddelen van de grond komen. Pas dan kan gewerkt worden aan het einddoel: fossiel vervangen door groene elektronen of groene waterstof.

Voor dit artikel zijn gesprekken gevoerd met experts van onder meer Gasunie, Havenbedrijf Rotterdam, Port of Amsterdam en TNO. Ook zijn rapporten geraadpleegd van het Internationaal Energie Agentschap (IEA), International Renewable Energy Agency (IRENA), CE Delft en Deloitte.