In Alkmaar is vandaag een proefinstallatie gepresenteerd die op zee groene waterstof gaat produceren. Het project PosHYdon begint met enkele maanden van testen aan land, waarna de installatie dit najaar op de Noordzee wordt opgebouwd. Nog dit jaar moet die daar kleine hoeveelheden waterstof produceren.

 

De installatie is een van de eerste ter wereld die op zee waterstof kan maken. Het idee is dat over een jaar of tien deze technologie is getest en geperfectioneerd. Bij de tegen die tijd overvloedig aanwezig windparken wordt een deel van de opgewekte stroom dan gebruikt om ter plaatse waterstof te produceren door elektrolyse van zeewater.

‘Het vermogen aan groene stroom dat dan wordt opgewekt is zo groot, dat het te duur is om daarvoor allemaal nieuwe stroomkabels naar het vasteland aan te leggen’, zei René Peters van TNO bij de perspresentatie. Hij is business director gas technologies bij de onderzoeksorganisatie.

‘Te meer daar nieuwe windparken steeds verder uit de kust worden gebouwd, tot wel honderd kilometer. Dat maakt stroomverbindingen te duur, terwijl tegelijkertijd oude aardgasleidingen beschikbaar komen.’
 

Moleculen

Het idee is dat de elektriciteit van een windpark wordt omgezet in moleculen – waterstof – die door de bestaande aardgasleidingen naar land stromen. Bijkomend voordeel: de energiedichtheid van gasleidingen is veel groter dan van stroomkabels; er kan meer energie doorheen. In het begin wordt het op zee geproduceerde waterstof bijgemengd bij aardgasstromen. Maar op termijn – over een jaar of tien à vijftien – is het plaatje dat pure waterstof door de leidingen stroomt.
 

Uit de kust bij Scheveningen

De proefinstallatie komt te staan op een bestaand platform waar aardgas wordt gewonnen, dat eigendom is van Neptune Energy, EBN en TAQA Offshore. Platform Q13a-A staat dertien kilometer uit de kust bij Scheveningen en is bij helder weer net te zien vanaf het strand. Het consortium, dat inmiddels bestaat uit vijftien bedrijven en organisaties, koos voor dit platform omdat het een van de weinige is dat met een stroomkabel met de wal is verbonden.
 

Testen op land

Eerst gaan de betrokken bedrijven de installatie testen op het land, bij InVesta in Alkmaar. Op de elektrolyse-stacks na is de installatie compleet. Zodra die zijn geplaatst, gaan de tests van start, vertelde René van der Meer, head new energies van Neptune Energy, bij een rondleiding. In de maand mei, met een uitloop in juni, worden nog de losse systemen getest. In juli produceert de installatie een week lang voor het eerst waterstof. In augustus wordt de installatie afgebroken en in onderdelen vervoerd naar Den Helder, waar deze met schepen naar het platform gaan. In oktober moet de installatie weer in elkaar zitten voor de eerste tests op zee.
 

Detail van de installatie. Door de schoorsteen wordt de gevormde zuurstof afgeblazen. Foto De Ingenieur


Ontleden van water

De installatie gaat eigenlijk precies hetzelfde doen wat waterstoffabrieken op land doen: het ontleden van water in waterstof en zuurstof. Het gas waterstof is een belangrijke grondstof voor chemische processen, zoals het maken van kunstmest. Ook hebben sommige fabrieken waterstof nodig om hoge temperaturen voor hun processen te verkrijgen, zoals bij het maken van staal of glas.

De installatie heeft een ontziltingsinstallatie aan boord, die het zout uit het zeewater haalt. Vervolgens is het water nog niet zuiver genoeg voor elektrolyse, dus een extra unit haalt resterende mineralen eruit. De elektrolyse-cellen zijn van het type PEM (proton-exchange membrane). ‘Dat is een veel gebruikt type dat compact is én goed bestand is tegen de wisselende belasting die een windpark nu eenmaal met zich meebrengt’, zegt Van der Meer van Neptune Energy. Het ene moment waait het hard, even later wat minder.
 

Zout en vochtig

De locatie van het waterstoffabriekje levert extra uitdagingen met zich mee. Op zee is de omgeving zout en vochtig, wat vraagt om extra afscherming voor de onderdelen. En het kan op zee hard waaien, wat aan de constructie extra eisen stelt. ‘Al deze zaken zijn onderdeel van ons proefproject’, zegt Peters. ‘Van alle subsystemen weten we dat ze goed werken, maar hoe doen ze het samen in één groot systeem?’ Op land zouden alle onderdelen naast elkaar staan, maar op een platform op zee is de ruimte beperkt en worden de containers dus op elkaar gestapeld.
 

Mengsel van aardgas en waterstof

Wanneer de installatie straks op zee waterstof produceert, gaat dat met een omweg in een bestaande aardgasleiding naar de Maasvlakte bij Rotterdam. Het mengsel van aardgas en waterstof stroomt daar een leidingennetwerk in waar grote bedrijven gebruik van maken. Vanwege het lage waterstofgehalte – maximaal 0,5 procent – zullen die daar geen nadelige gevolgen van ondervinden. 

‘Daar hebben we uitgebreid aan gerekend’, zegt Peters van TNO. ‘Bij gasturbines in elektriciteitscentrales blijft de extra NOx-vorming binnen de perken. De hoge-temperatuurbranders voor glas- of staal producenten worden misschien een paar graden warmer, maar zullen stabiel werken. En ook waar methaan een grondstof is voor chemische industrie blijkt de invloed van dat beetje waterstof acceptabel.’
 

Vergunningen

Het project PosHYdon loopt al sinds 2019. Dat het praktische gedeelte pas nu van start kan, heeft te maken met het aanvragen van vergunningen. En, in sommige gevallen, het verkrijgen van een uitzondering op de wet. Peters: ‘In de wet is bijvoorbeeld vastgelegd dat je maar 0,02 procent waterstof mag bijmengen bij aardgas. Maar wij willen gaan tot 0,5 procent. Technisch gezien blijkt dat geen enkel probleem, maar daarvoor moesten we wel een uitzondering op de wet krijgen.’

 

Partners
Het PosHYdon-consortium bestaat uit vijftien publieke en private organisaties: Nel Hydrogen, InVesta, Hatenboer, Iv-Offshore & Energy, Emerson, Nexstep, TNO, Neptune Energy Netherlands (Eni), Gasunie, Noordgastransport, NOGAT, DEME, TAQA, Eneco en EBN.

 

Openingsbeeld: De installatie van PosHYdon bij InVesta in Alkmaar. Foto PosHYdon