Als Nederland en Duitsland samenwerken kan de waterstofmarkt van deze landen tot 2050 zeven keer zo groot worden. Dat concludeert TNO na uitgebreid onderzoek samen met Forschungzentrum Jülich en het Duitse energieagentschap Dena.

 

Waterstof is hot. Het gas is te gebruiken om overtollige duurzame stroom tijdelijk in op te slaan. Vervolgens kun je het gas later weer omzetten in elektriciteit, voor in huizen of om auto’s of bussen mee aan te drijven. Maar waterstof wordt ook al heel lang gebruikt in de chemische industrie en in raffinaderijen.

Uit onderzoek van TNO en een aantal partners uit Duitsland blijkt nu dat de gemeenschappelijke Duits-Nederlandse waterstofmarkt tussen nu en 2050 kan uitgroeien tot zevenmaal de huidige omvang (persbericht TNO).
 

Vijfduizend kilometer leidingen

In dit scenario krijgen industriegebieden in zowel Nederland als Noordrijn-Westfalen via een uitgebreid netwerk van pijpleidingen (vijfduizend kilometer aaneengesloten leidingen) maximaal 7,1 miljoen ton waterstof, die wordt geproduceerd met energie uit windparken op zee. ‘Bestaande pijpleidingen voor aardgas zijn hiervoor prima geschikt. Alleen zullen onderdelen als kleppen, flenzen, flowmeters en compressoren vervangen of aangepast moeten worden aan waterstof’, zegt René Peters, directeur gastechnologie bij TNO.
 

Raakvlakken met Duitse deelstaat

De nadruk ligt hierbij op Noordrijn-Westfalen, omdat ons land veel raakvlakken heeft (ongeveer even groot, evenveel inwoners) met deze Duitse deelstaat, waarin ook de zware industrie van het Ruhrgebied ligt. De fabrieken daar, die onder meer staal, kunstmest en chemicaliën maken, worden grootverbruikers van het duurzaam opgewekte waterstofgas. Sommige fabrieken gebruiken nu al waterstof, maar die wordt meestal nog gemaakt uit aardgas.
 

Nog puurder

In de toekomst zullen zij overschakelen op waterstof die is gemaakt met elektrolyse van water met behulp van groene stroom afkomstig van windparken op de Noordzee of zonneweides op land. ‘Die overstap is goed mogelijk, want waterstof is waterstof. Het groen opgewekte waterstof is zelfs nog puurder dan de waterstof die nu wordt gebruikt’, zegt René Peters, directeur gastechnologie bij TNO.
 

Waterstof importeren

Al die windparken bij elkaar kunnen echter nóg niet helemaal voldoen aan de waterstofvraag en daarom zal er ook waterstof geïmporteerd moeten worden via de havens van Rotterdam, de Eems en Noord-Duitsland. Ook zijn er bijna zestig zoutcavernes nodig voor de ondergrondse opslag van waterstofgas in 2050. ‘Dat is inmiddels bewezen technologie’, zegt Peters. ‘En behalve zoutcavernes komen ook lege gasvelden in beeld om een waterstofvoorraad in op te slaan. Daar kan nog veel meer in.’
 

Kaartje van Nederland en Noordrijn-Westfalen. De Duitse deelstaat is qua oppervlakte en inwonertal vergelijkbaar met ons land. De bevolkingsdichtheid ligt er zelfs nog iets hoger. Hier is per regio de vraag naar waterstof afgebeeld in het jaar 2030 (een schatting dus). Illustratie ‘Hy3 – Large-scale Hydrogen Production from Offshore Wind to Decarbonise the Dutch and German Industry’, TNO et al.

 

Veel kansen

Dit zijn slechts enkele conclusies uit het zogeheten HY3-project, waarin TNO samen met de Duitse partners de verschillende facetten van waterstof-waardeketens onder de loep nam. De overkoepelende conclusie is dus dat een Nederlands-Duitse samenwerking voor het ontwikkelen van een gemeenschappelijke waterstofmarkt en -infrastructuur veel kansen oplevert voor het realiseren van een CO2-vrije economie in de regio.
 

Staal maken

De vraag naar waterstof gaat zo hard groeien, omdat grote industrieën wel zullen móeten overstappen op het gas om cruciale processen mee te laten verlopen. Neem het maken van staal. Daarbij worden nu nog grote hoeveelheden steenkool verstookt, maar recente ontwikkelingen laten zien dat dat proces vervangen kan worden door met waterstof gestookte ovens. Peters: ‘In het Ruhrgebied zit ThyssenKrupp dat dit gaat doen, maar ook ArcelorMittal stapt over op waterstof.’ Ook Tata Steel in IJmuiden heeft recent deze draai gemaakt.
 

Dieseltreinen vervangen

Een andere groeimarkt voor waterstof is die van het transport. In Duitsland rijden nog veel dieseltreinen die vervangen kunnen worden door waterstof-aangedreven locomotieven. Ook voor vrachtwagens op de langere afstand wordt waterstof gezien als kansrijke oplossing. Brandstofcellen zetten het gas om in elektriciteit, waarop de truck rijdt. 

Er zijn ook vervoermiddelen die niet uit de voeten kunnen met pure waterstof. Zo gaat de lucht- en de scheepvaart zijn fossiele brandstoffen waarschijnlijk voor een groot deel vervangen door synthetische varianten die ofwel zijn gemaakt met biologische materialen ofwel met CO2 die uit de lucht is gehaald. In dat laatste geval is waterstof nodig om de synthetische brandstof te maken.
 

Kaart van de gebouwde offshore windparken in 2025 (links) en in 2050 (rechts). Hoe donkerder rood de kleur van het windpark, hoe hoger het aantal vollasturen per jaar, een maat voor de te verwachten energieopbrengst. Illustratie ‘Hy3 – Large-scale Hydrogen Production from Offshore Wind to Decarbonise the Dutch and German Industry’, TNO et al.

 

Aanbevelingen

Dat alles gaat niet vanzelf. Om de geschetste gezamenlijke Nederlands-Duitse markt voor waterstof tot bloei te laten komen, doen TNO en zijn partners een aantal aanbevelingen. De beide landen zouden snel moeten beginnen die gemeenschappelijke markt op te zetten; obstakels in wet- en regelgeving weg moeten nemen; een gezamenlijke visie moeten ontwikkelen voor waterstofinfrastructuur; grensoverschrijdend samen moeten werken aan de industriële transformatie; en gezamenlijke projecten voor R&D en innovatie op moeten zetten die uiteindelijk gunstig zijn voor het Nederlandse en het Duitse energiesysteem.

Aan de slag dus, maar dat kan Nederland dus wel het beste doen samen met grote broer Duitsland.

 

Openingsfoto. Windpark voor de kust bij IJmuiden op een heldere dag. Foto Depositphotos