Verduurzamen met groene waterstof in de praktijk
Plannen voor de bouw van groene waterstoffabrieken volgen elkaar in hoog tempo op. Daarnaast sluit het ministerie van Economische Zaken & Klimaat de ene na de andere deal voor de toekomstige import van groene waterstof. Maar wie gaat die klimaatneutrale brandstof en grondstof straks gebruiken? Welke kansen biedt groene waterstof voor ondernemers om te verduurzamen? Een rondgang langs drie bedrijven.
Geschatte leestijd: 6-8 minuten
Bij de energietransitie denken de meeste mensen aan duurzame energie die wordt opgewekt door windmolens of zonnepanelen. Logisch, want deze duurzame energieopwekkers zijn het meest zichtbaar. We zijn goed opweg want het aandeel duurzaam opgewekte energie stijgt elk jaar. Wind en zon zorgen er mede voor dat de elektriciteitsvoorziening in hoog tempo aan het vergroenen is.
Maar energie is meer dan elektriciteit. Ongeveer driekwart van alle energie die in Nederland wordt gebruikt is niet-elektrische energie. Benzine voor de auto en aardgas voor de CV-ketel zijn voorbeelden. Door elektrificatie kunnen veel van dit soort toepassingen verduurzamen. Dat gebeurt volop, de elektrische auto en de elektrische warmtepomp rukken op.
Maar niet alles kan met (groene) stroom aangedreven worden. Met name in de industrie zijn er talloze processen die niet geëlektrificeerd kunnen worden. Denk bijvoorbeeld aan ovens die op hoge temperatuur metalen of glas smelten. Denk ook aan de chemische industrie, waar kraakinstallaties nu nog aardolie- en aardgasmoleculen kneden tot grondstoffen waar plastics, kunstmest, kleding en medicijnen van worden gemaakt. Voor dit soort processen kan groene waterstof een middel zijn om te verduurzamen. Die industriële ovens kunnen groene waterstof als duurzame brandstof gebruiken. En in een chemische industrie zonder olie en gas zijn biomassa, CO2 én groene waterstof de grondstoffen van de toekomst.
Waterstof als opslag
Behalve als brandstof en grondstof kan groene waterstof ook als opslagmedium voor elektriciteitproductie worden ingezet. Het idee is eenvoudig: als er meer aanbod van groene stroom is dan vraag, dan wordt de overtollige elektriciteit gebruikt om groene waterstof te produceren. Overaanbod van groene stroom zal met de aanhoudende groei van zon en wind steeds vaker voorkomen (lees hier meer). De waterstof die daarmee geproduceerd wordt, kan dan worden opgeslagen in ondergrondse zoutcavernes. Als andersom de vraag naar elektriciteit het aanbod overtreft, dan wordt de groene waterstof uit de opslag gehaald en in waterstof elektriciteitscentrales gebruikt om elektriciteit op te wekken. Dit zal naar verwachting vooral nodig zijn om het winterseizoen te overbruggen, als er weinig zon is maar juist veel vraag naar elektriciteit.
Welke kansen biedt groene waterstof in verschillende sectoren? In een rondgang zoomen we in op de plannen van drie bedrijven. Welke ideeën en plannen hebben ze met groene waterstof? Welke dilemma’s spelen er en welke obstakels moeten nog overwonnen worden?
1. NPRC: binnenvaart op groene waterstof in plaats van diesel
Binnenvaartondernemer Harm Lenten is een pionier. Hij is de eerste scheepvaartondernemer in Nederland die een schip laat bouwen dat volledig door groene waterstof zal worden aangedreven. “Ik kijk er nu al naar uit om volgend jaar de eerste kilometers geruisloos én emissievrij door Nederland af te leggen”, zei Lenten in maart 2022 tijdens de start van de bouw. Daarbij was ook toenmalig minister Mark Harbers van Infrastructuur en Waterstaat aanwezig. In augustis 2023 wordt het schip in de vaart genomen.
Het nieuwe schip - ‘ms Antonie’ - is 135 meter lang en wordt voorzien van brandstofcellen die groene waterstof omzetten in elektriciteit. Bij het verbruik van waterstof komen geen CO2 en fijnstof vrij. Daarom is waterstof schoon. Dit in tegenstelling tot gasolie, de diesel-achtige brandstof die normaal gesproken in de binnenvaart wordt gebruikt. In 2021 was de Nederlandse scheepvaart (zeevaart en binnenvaart) volgens het CBS verantwoordelijk voor 4,4 procent van de nationale CO2-uitstoot. In de Green Deal Binnenvaart hebben de overheid en de binnenvaartsector afgesproken de uitstoot van CO2 en van vervuilende stoffen fors te reduceren. In 2030 moeten de CO2-emissies 40 tot 50 procent lager liggen dan in 2015. Het Europese doel is dat de gehele binnenvaart in 2050 emissievrij moet zijn.
Testcase
Het waterstof-elektrisch aangedreven schip van Harm Lenten is daarom een belangrijke testcase, vertelt Femke Brenninkmeijer, ceo van NPRC; een coöperatie van 150 binnenvaartondernemers. “Op korte termijn kunnen we CO2 reduceren door biobrandstoffen bij te mengen, maar op langere termijn is groene waterstof een van de oplossingen. Met het waterstof aangedreven schip van Harm Lenten hopen we een blauwdruk voor de sector te creëren."
Dat is makkelijker gezegd dan gedaan, legt Brenninkmeijer uit. Er zijn nogal wat uitdagingen, met name op het gebied van financiën, infrastructuur en de benodigde wet- en regelgeving. Zo is de bouw van een waterstofschip twee keer zo duur als een conventioneel binnenvaartschip. Het ministerie draagt daarom bij aan de bouwkosten om de business case voor Lenten rond te krijgen. “Zo kunnen we van dit pilotproject leren, en de kennis die we opdoen delen met andere ondernemers.”
Ook een geïntegreerde ketenaanpak is cruciaal, benadrukt Brenninkmeijer, want Lenten kan niet zelf alle puzzelstukjes op tafel leggen. Dat betekent dat NPRC in haar rol van logistiek dienstverlener samen met de overheid, leveranciers en verladers actief betrokken is bij het project. Cruciaal is dat zoutproducent Nobian zich heeft gecommitteerd aan transportopdrachten voor de ms Antonie. Het schip zal per afvaart circa 3850 ton zout, een equivalent van 120 vrachtwagens, geheel emissievrij vanuit Delfzijl naar de fabriek in de Botlek in Rotterdam vervoeren. Daarmee is de business case veel minder onzeker geworden. Nobian is tevens de producent van de groene waterstof die nodig is als brandstof voor de brandstofcel, dus de onzekerheid voor waterstoflevering is daarmee uit de weg geruimd.
Commitment
“Zo’n waterstofproject vraagt van alle betrokken partijen een commitment van tenminste 10 jaar vanaf de ingebruikname van het schip”, aldus Brenninkmeijer. “We hebben er bovendien al 5 jaar een projectteam op zitten om de aanloop te begeleiden en dit van de grond te krijgen. Dat is nodig, want de wet- en regelgeving is er bijvoorbeeld nog niet klaar voor. Zo hebben we een ontheffing aan moeten vragen om überhaupt met een schip van 135 meter te mogen varen. Dat is namelijk een stuk langer dan gebruikelijk is op het traject tussen Delfzijl en de Botlek. Ook de diverse certificeringen en vergunningen voor alle afzonderlijke handelingen moesten we bij het aangaan van de contracten nog krijgen. Dat kost allemaal veel tijd en inspanning.”
Als het eenmaal een keer gelukt is, en andere binnenvaartondernemers en betrokkenen zien dat het niet alleen in theorie maar ook in de praktijk werkt, dan zal het volgens Brenninkmeijer ook andere partijen inspireren. Brenninkmeijer ziet waterstof dan ook als een alternatieve energiedrager om het transport te vergroenen. “Met dit project laten we dan toch zien dat het gewoon kán. We krijgen nu al klanten aan de lijn die hun vracht zo duurzaam mogelijk willen laten vervoeren en die zeggen: wij willen geen schip op biobrandstoffen, wij willen meteen naar waterstof of elektrisch.” Een schip op waterstof wordt gezien als duurzamer dan een schip op biobrandstof.
2. Roto-Art: rotatiegieten met waterstof in plaats van aardgas
Lampen, korfbalmandjes, bakfietsbakken en pizzabezorgkoffers. Het zijn allemaal producten die bij Roto-Art in Tilburg worden gemaakt door middel van ‘rotatiegieten’. Rotatiegieten? Inderdaad, rotatiegieten. Een holle matrijs wordt gevuld met kunststofpoeder, die in een oven ronddraait totdat het product in de juiste vorm gesmolten is. Na afkoeling buiten de oven is het grote voordeel van rotatiegieten zichtbaar: het kan in één keer gegoten worden en er zijn dus geen naden zichtbaar. Zo rollen er ieder jaar tegen de 200.000 producten uit de fabriek van Roto-Art, waar 45 mensen werken.
Het productieproces heeft ook een nadeel, namelijk dat de elf ovens warm gestookt worden met aardgas. Cas Oerlemans, eigenaar en directeur van Roto-Art, vertelt dat hij jaarlijks ettelijke honderdduizenden kubieke meters gas nodig heeft. Nog wel, want hij is actief bezig om een duurzaam alternatief te ontwikkelen. Oerlemans heeft 1.600 zonnepanelen op het dak van zijn bedrijfspand liggen. “Als de zon lekker schijnt leveren die 4 tot 5 megawattuur per dag”, vertelt hij.
In theorie zou Roto-Art de ovens, die tot 250 tot 300 graden worden gestookt, ook elektrisch kunnen verwarmen. “Maar dan voldoet mijn huidige aansluiting van 700 kilowatt niet. De ovens moeten snel regelbaar zijn en dat vraagt om hele grote vermogens. Dan heb ik een aansluiting van 4 miljoen kilowatt nodig. Als ik het netwerkbedrijf om zo’n aansluiting vraag, dan ben ik over 5 of 10 jaar aan de beurt, dus dat schiet niet op.”
De chronische filevorming op het elektriciteitsnet, waardoor bedrijven nauwelijks nieuwe of grotere aansluiting kunnen krijgen, is volgens de netwerkbedrijven niet voor 2030 opgelost. Het klimaatdoel om in 2030 55 procent minder CO2 uit te stoten is wettelijk vastgelegd, maar er moet nog veel gebeuren om dat voor elkaar te krijgen. Veel bedrijven kunnen niet wachten totdat het elektriciteitsnet is uitgebreid, en kijken naar groene waterstof in plaats van elektriciteit als alternatief om te verduurzamen.
Zelf waterstof maken
Oerlemans gebruikt de zonnestroom daarom op een andere manier: hij maakt er groene waterstof van. Roto-Art is nu in het bezit van een eigen elektrolyser met een vermogen van een kleine 20 kilowatt, die water met behulp van de eigen zonnestroom splitst in groene waterstof en zuurstof. Dat stelt het bedrijf in staat om bij één oven 20 procent waterstof bij te mengen.
Dat levert een bescheiden besparing op aardgas en dus CO2-uitstoot op. Investering: 2 ton. “Dat is volgens geen enkele maatstaf rendabel”, zegt Oerlemans. “Als dat het criterium was, had ik er vorige week mee moeten stoppen. Maar ik ga ermee door, want ik wil met de toekomst bezig zijn.”
Nu is het nog behelpen, ook omdat Roto-Art zelf geen waterstof mag opslaan. “Als ik tegen de omgevingsdienst zeg dat ik mijn eigen waterstof maak én het wil opslaan, dan zien ze mij als producent, en dan gelden er strengere eisen.” Dus de zonnestroom die Roto-Art in het weekend opwekt, als de fabriek stilligt, gaat niet naar de productie van waterstof.
Schaalvergroting
In de toekomst die Oerlemans voor ogen heeft, worden al zijn ovens gevoed met 100 procent waterstof. Maar daarvoor heeft hij elektrolysecapaciteit nodig van meer dan 1 megawatt. Zulke schaalvergroting vereist dan wel een lagere prijs dan wat hij voor de eerste elektrolyser heeft betaald. “Over 3 à 4 jaar zijn de prijzen met 80 procent gedaald, zeggen ze nu. Dan wordt het interessant.”
Een alternatief is dat Roto-Art op termijn een aansluiting krijgt op het waterstofnetwerk dat Gasunie in Nederland gaat aanleggen. “Maar de grootverbruikers zullen eerst een aansluiting krijgen”, verwacht de ondernemer. “Misschien dat we hier op het bedrijventerrein de vraag naar waterstof kunnen bundelen, zodat we eerder aan de beurt komen”, filosofeert hij.
Wat Oerlemans zou helpen is meer duidelijkheid vanuit de overheid en advies over wat wel en niet is toegestaan. “Waar moet je precies aan voldoen als je waterstof wil opslaan? De regelgeving is onduidelijk. De omgevingsdienst weet ook niet hoe ze daar mee om moeten gaan. Die zeggen alleen ja of nee tegen een uiteindelijk voorstel. Ik zou graag aan de voorkant helderheid willen hebben.”
3. Remeha: CV-ketel met 100 procent waterstof
Waterstof is voor CV-ketelfabrikant Remeha niet hét antwoord op de energietransitie, maar is er wel een belangrijk onderdeel van. “De traditionele aardgasgestookte ketel is al op zijn retour”, vertelt CEO Arthur van Schayk tijdens een videogesprek. “Voor ons is het als bedrijf belangrijk om ons te positioneren als leverancier van binnenklimaatoplossingen.” Dat betekent dat Remeha naast de aloude CV-ketel ook investeert in elektrische warmtepompen en in systemen voor stadswarmte. “We hebben bedrijven overgenomen op dat vlak. Het is een grote verandering voor ons.”
Net zoals op veel andere gebieden is groene elektriciteit de meest efficiënte en logische manier om te verduurzamen. Van Schayk verwacht dat van de 8 miljoen huishoudens in Nederland er ongeveer 6 miljoen kunnen overstappen op een elektrische warmtepomp of aangesloten worden op een warmtenet. “Daarmee kan al ongeveer 70 procent van het jaarlijkse aardgasgebruik van 8 miljard kuub in de gebouwde omgeving bespaard worden.” Hierbij speelt de hybride warmtepomp, die zowel stroom als aardgas gebruikt, een belangrijke rol.
Maar voor een groot aantal gebouwen, vaak oudere of monumentale panden, is een warmtepomp niet mogelijk en is er ook geen warmtenet in de buurt. “In die gevallen moet je in de toekomst met een ketel blijven werken, maar dan gestookt met groen gas of waterstofgas.” Het gaat om een behoefte van 2 tot 3 miljard kubieke meter gas per jaar. En dan zijn er natuurlijk ook nog andere gebouwen dan woningen: kantoren, scholen en ziekenhuizen bijvoorbeeld. Ook die moeten op termijn allemaal van het gas af, en ook hier zal een mix van oplossingen toegepast worden, van warmtepompen en stadswarmte tot waterstof.
Verduurzamen; hoe dan?
Voor individuele huishoudens is het vaak moeilijk om een keuze te maken, ook omdat het afhankelijk is van de gemeente of er wel of niet een warmtenet in de wijk komt. “We zien dat gemeenten zich graag committeren aan klimaatdoelstellingen en verduurzaming, maar ze vragen zich wel af: hoe dan?”, schetst Van Schayk. “Als je zoals wij een breed pakket hebt, kun je altijd een oplossing vinden. Maar je moet op individueel niveau communiceren met bewoners. Keukentafelgesprekken zijn cruciaal voor acceptatie en succes.”
En als de infrastructuur er nog niet klaar voor is, kun je volgens Van Schayk nog best in een conventionele CV-ketel investeren. “Wij geven een inruilgarantie wanneer je binnen 5 jaar naar stadswarmte gaat.” Het vinden van een oplossing is complexer dan iedereen denkt, zegt de Remeha-baas. “Het begint met voorlichting. Webinars, maar ook dus die keukentafelgesprekken. We doen dat samen met gemeenten. Het is en blijft maatwerk.”
De ontwikkeling van waterstof als oplossing van de gebouwde omgeving is volgens Van Schayk gekoppeld aan het beschikbaar komen van groene waterstof en de bouw van de infrastructuur om het bij bedrijven en burgers te krijgen. “De zware industrie en het transport krijgen de eerste prioriteit bij het bouwen van de netwerken. Dat is logisch. Maar in een tweede fase zal de waterstofinfrastructuur ook beschikbaar komen op andere plekken.”
Langzaam groeien
Van Schayk noemt als voorbeeld de ontwikkeling in Naarden Vesting. “Daar is de industrie bezig met een elektrolyser. Als die er eenmaal staat is er capaciteit over. Dan leg je leidingen naar woonwijken, en voilà, je kunt woningen verduurzamen.” Op deze manier kunnen steeds meer woonwijken verwarmd worden met 100 procent waterstof. Van Schayk: “Wordt het een grote markt? Dat denk ik niet. Wordt het een belangrijke nichemarkt? Dat denk ik wel.”
Voorlopig zijn alle oplossingen naast elkaar nodig om de CO2-uitstoot in 2030 met 55 procent te verlagen. “Als we de reductiedoelstellingen gehaald hebben, dan bepaalt de onderlinge concurrentie wat de exacte marktaandelen zullen zijn. We moeten het aanbod ontwikkelen, daarna is de prijsontwikkeling cruciaal.
Overheden en bedrijven moeten de handen ineen slaan om de waterstofmarkt van de grond te tillen, meent Van Schayk. Er zijn al een aantal proefprojecten in onder meer Hoogeveen en Lochem. “Daar hebben we er meer van nodig. We willen meer projecten hebben waarbij we huizen verwarmen met 100 procent waterstof. Dat is nodig om zowel de beschikbaarheid van waterstof, de ontwikkeling van de technologie, als een lagere prijs te stimuleren.”
