Het komende decennium wordt cruciaal: groene waterstof moet opgeschaald worden en kosten moeten worden verlaagd.
Ørsted stond aan de basis van windenergie op zee. Het wil bijdragen aan een Nederland dat volledig draait op groene energie. Daarom is het nu tijd voor de volgende stap: het produceren van groene waterstof met groene stroom van windparken op zee.
Hoe wordt groene waterstof gemaakt?
Groene waterstof wordt gemaakt met energie uit duurzame bronnen, zoals windenergie. Door elektrolyse wordt water (H₂O) onder stroom gezet, waardoor de moleculen gaan splitsen. Daardoor ontstaan zuurstof (O₂) en waterstofgas (H₂). Groene waterstof is de meest duurzame vorm van waterstof.
Nederland is op weg om in rap tempo haar elektriciteitsvoorziening te verduurzamen. In 2019 werd 18% van de in Nederland geproduceerde elektriciteit met duurzame bronnen opgewekt. Door de uitbouw van zon, wind op land en met name wind op zee zal dit percentage in 2030 zo’n 70% zijn.
Elektriciteit vormt slechts 16% van het totale Nederlandse energieverbruik. Het gebruik van olie (45%) en aardgas (30%) is nog altijd dominant in de sectoren transport, warmte en industrie. Het vergroten van het aandeel duurzame elektriciteit in deze sectoren vergt nu aandacht om in 2050 klimaatneutraliteit te realiseren.
De industrie is met 1115 PJ goed voor 46% van het totale Nederlandse energieverbruik. Binnen het industriële energieverbruik vormt elektriciteit een aandeel van slechts 11%. Het aandeel duurzame elektriciteit dat door de industriële sector wordt gebruikt is nog lager.
Waarom heeft Nederland groene waterstof nodig?
Als wereldwijd marktleider windenergie op zee heeft Ørsted de kennis en ervaring om Nederland te helpen met de energietransitie. In deze energietransitie gaat groene waterstof nodig zijn om de CO2-uitstoot van de Nederlandse industrie en zwaar transport te reduceren. Met groene waterstof kunnen we verschillende industriële processen verduurzamen, zoals de productie van kunstmest, staal en in de chemische industrie.
Lang niet alle industriële processen zijn namelijk direct te elektrificeren. Om deze processen toch CO2-vrij te maken is indirecte elektrificatie nodig. Voor deze industriële processen biedt groene waterstof een CO2-vrije oplossing. Naast nieuwe toepassingen kan groene waterstof op termijn vooral al bestaande grijze waterstof vervangen. En het kan een rol vervullen bij het realiseren van energieopslag voor langere perioden en brandstof voor zwaar transport over langere afstanden. In Nederland zijn er bindende afspraken over CO2-reductie vastgelegd in het Klimaatakkoord. De industrie moet ruim 20 megaton CO2 per jaar minder uitstoten zodat de emissies 60% verminderd worden ten opzichte van 1990.
Om ervoor te zorgen dat Nederland in 2050 een duurzaam energie- en grondstofsysteem heeft, wil Nederland gebruik maken van waterstof als energiedrager. De Nederlandse industrie gebruikt waterstof al op grote schaal als grondstof om producten te maken. Waterstof kan ook ingezet worden om duurzaam opgewekte energie op te slaan en te transporteren naar gebruiker. De Nederlandse overheid wil de productie en toepassing van groene waterstof verder ontwikkelen. In het Klimaatakkoord is opgenomen dat de elektrolyse-capaciteit in 2030 3 à 4 GW moet zijn. Omdat er uiteindelijk nog veel meer groene waterstof nodig zal zijn, hebben de Tweede Kamer en regering recent afgesproken om naar 8 GW in 2032 te streven.
De Nederlandse industrie produceert en gebruikt al geruime tijd waterstof, vooral waterstof gemaakt uit aardgas. Deze vorm van waterstof wordt “grijze” waterstof genoemd, omdat in dit proces CO2 vrijkomt: ongeveer 13 megaton CO2 per jaar. Dat is ongeveer 8% van de totale CO2-uitstoot in Nederland. Daarom is het wenselijk om de productie van waterstof te verduurzamen. Een manier is de inzet van groene waterstof: door waterstof te maken uit water, door elektrolyse met duurzame elektriciteit (bijvoorbeeld zonne- en windenergie). Het is de bedoeling om steeds meer groene waterstof te gebruiken als grondstof in de industrie, én als brandstof in verschillende sectoren.
De ambitie uit het Klimaatakkoord om in 2030 3 à 4 GW aan elektrolyse-capaciteit te realiseren sluit uitstekende aan bij basis die Nederland heeft om een duurzame waterstofeconomie op te bouwen. Binnen industriële clusters bevinden zich veel fabrieken en bedrijven die waterstof gebruiken en graag de overstap naar groene waterstof willen maken. Waterstofgas kan in de nabije toekomst makkelijk getransporteerd worden, omdat Nederland al een uitgebreid gasnetwerk heeft. De leidingen worden door Gasunie geschikt gemaakt voor het transport van waterstof. Het aardgas gaat er vervolgens op lange termijn uit en wordt vervangen door waterstofgas. Kortom, in Nederland zijn alle elementen aanwezig voor de realisatie van de ambities uit het Klimaatakkoord:
1. Industriële clusters aan de kust
Vier van de vijf grote industriële clusters waar groene waterstof geconsumeerd moet gaan worden liggen aan de kust (Eemshaven, IJmuiden, Rotterdam, Zeeland). In deze clusters komt al veel elektriciteit van windparken op zee aan, in 2023 kan er tot 4,5 GW geïnstalleerd zijn. In 2031 zal er in totaal ongeveer 21,7 GW wind op zee in Nederland zijn. Dat betekent dat er grote hoeveelheden duurzame elektriciteit beschikbaar zijn in de industriële cluster. Elektrolysers kunnen deze elektriciteit gebruiken om groene waterstof te produceren. Bovendien spelen deze elektrolysers binnen de industriële clusters een belangrijke rol voor het Nederlandse energiesysteem. De installaties kunnen namelijk overschotten in elektriciteitsproductie opvangen en omzetten in groene energie.
2. Bestaande waterstofconsumptie
Nederland was in 2019 één van de eerste landen die een groene waterstof doelstelling presenteerde. Inmiddels hebben landen als Duitsland, Frankrijk en het Verenigd Koninkrijk dit voorbeeld gevolgd. Nederland is om verschillende redenen uitstekend gepositioneerd om een van de koplopers van groene waterstof te worden in Europa.
Nederland heeft een groot potentieel om hernieuwbare elektriciteit op te wekken, met name met wind op zee. Zo heeft de overheid recent aangegeven tot 50 GW in 2040 en 70 GW in 2050 wind op zee capaciteit in de Noordzee te willen realiseren. In 2031 zal er 21.7 GW gerealiseerd zijn. Dat betekent dat er daarna nog veel meer hernieuwbare elektriciteit bij zal komen in de aankomende jaren. Een substantieel deel van die elektriciteit kan gebruikt worden voor de productie van groene waterstof.
Naast de doelstelling om 3 tot 4 GW aan elektrolyse- capaciteit gerealiseerd te hebben in 2030 voorziet Nederland een snelle uitbouw van wind op zee, nodig om elektrolysers van duurzame elektriciteit te voorzien.
3. Doelstellingen voor waterstof en wind op zee
In industriële clusters als Rotterdam en Zeeland is er al een grote consumptie van fossiele waterstof. Deze bestaande vraag naar waterstof betekent dat er een groot CO2-reductiepotentieel is, door de bestaande waterstof te vervangen met groene waterstof. Bovendien kunnen partijen die nu al waterstof gebruiken gemakkelijker de overstap maken naar groene waterstof, aangezien zij grotendeels al over de benodigde infrastructuur beschikken. Het zijn juist die partijen die kunnen zorgen voor de afname van de eerste grootschalige elektrolyse installaties en daarmee bijdragen aan een snellere opschaling van de beschikbaarheid van groene waterstof.
4. Een groot gasnetwerk
Een deel van het bestaande nationale gasnetwerk kan door Gasunie relatief eenvoudig worden geconverteerd naar een waterstofnetwerk. Dan kunnen we groene waterstof transporteren tussen centrale locaties aan de kust waar elektrolysers worden gebouwd en afnemers binnen industriële clusters. Dit helpt om op middellange termijn toe te werken naar transport van grootschalige volumes waterstof. Zodra ook de verbinding met opslagfaciliteiten voor waterstof is gerealiseerd zal het in grotere mate mogelijk worden om doorlopend waterstof te leveren aan industriële partijen.
Voor een Nederland dat draait op groene energie is het belangrijk dat groene waterstof ook daadwerkelijk duurzaam is. Oftewel, de elektriciteit die door een elektrolyser wordt gebruikt om duurzame waterstof te produceren moet op dat moment niet door een fossiele elektriciteitscentrale worden opgewekt.
Het bewijzen van een koppeling tussen opwek van duurzame elektriciteit en het verbruik daarvan gebeurt op dit moment over het algemeen met ‘jaarlijkse’ Garanties Van Oorsprong (GVO’s). Maar dit systeem staat ver van de werkelijkheid en is in feite vooral een administratieve exercitie. Op papier kun je stellen dat je ‘100% windstroom’ gebruikt als je voldoende GVO’s hebt gekocht. Echter in de praktijk kun je in de winterperiode wind GVO’s kopen en deze in de zomerperiode verbruiken om aan te tonen dat een elektrolyser duurzame elektriciteit verbruikt.
Om de productie van groene waterstof op te schalen zonder extra CO2 uit te stoten is het nodig een sterkere koppeling te maken tussen de opwek van duurzame elektriciteit en het verbruik daarvan door een elektrolyser dan via het bestaande GVO-systeem. Dit kan via een directe fysieke koppeling of een indirecte koppeling.
Een voorbeeld van zo’n directe fysieke koppeling is een windpark op zee met een elektriciteitskabel die landt bij een elektrolyser in een industrieel cluster als Zeeland of Rotterdam. Ørsted pleit ervoor om de komende jaren nieuwe windparken te bouwen die gekoppeld worden aan elektrolysers op land. Dit helpt ook om in 2030 meer wind op zee te realiseren. Het is belangrijk dat hiervoor nu al de voorbereidingen worden getroffen. Het nieuwe kabinet kan er dan direct mee aan de slag.
Een voorbeeld van indirecte koppeling is een model waarbij je aantoont dat de stroom die de electrolyser gebruikt tegelijkertijd plaatsvindt met de productie van die stroom. Ørsted is voorstander van een transparant systeem waarbij je een uurlijkse verantwoording moet afleggen over de opwek en het verbruik van groene elektriciteit. Regelgeving kan hierbij helpen: het verplicht stellen van een uurlijkse verantwoording van opwek en verbruik voor de productie van duurzame waterstof.
Hoe kan groene waterstof goedkoper worden gemaakt?
De kosten van duurzame waterstof per kilogram ten opzichte van fossiele waterstof zijn op dit moment nog te hoog voor bedrijven om op mondiaal niveau concurrerend te blijven. Het reduceren van de investeringskosten voor een waterstoffabriek is een eerste belangrijke stap. De productie van elektrolysers moet opgeschaald worden. De sector heeft zijn eigen ‘Gigafactory’ nodig waarna de supply chain verder kan groeien.
Daarnaast moeten waterstoffabrieken goedkope duurzame stroom kunnen afnemen. Grootschalig geproduceerde duurzame elektriciteit uit windparken op zee biedt het grootste potentieel om duurzame waterstof snel goedkoper te maken. Dat betekent wel dat ontwikkelaars van windparken op zee in staat moeten worden gesteld om de kostenreducties voort te zetten, ook al is wind op zee reeds “subsidievrij” verklaard.
Belangrijke succesfactoren voor verdere kostenreducties zijn een vergunningsduur van 40 jaar (in plaats van de huidige 30 jaar) en een allocatiewijze die objectief is, financieringskosten laag houdt en zekerheden biedt aan de inkomstenkant.
Door windparken langer te opereren worden er meer groene elektronen opgewekt terwijl de investering nagenoeg gelijk blijft. Dit brengt de €/MWh kosten van wind op zee flink naar beneden. Door vraag en aanbod te koppelen – bijvoorbeeld door een windpark op zee en een elektrolyser in een industrieel cluster binnen dezelfde project scope te brengen – gaan financieringskosten omlaag.
