“Groene waterstof is een duurzame optie, maar het is geen Zwitsers zakmes”
Groene waterstof is hét gespreksonderwerp van het moment. Ondertussen worden in de praktijk de eerste stappen gezet. VisionH2 heeft een vergunning op zak voor twee groene waterstoffabrieken in Vlissingen en Terneuzen. Studie- en adviesbureau Sweco staat in voor het ontwerp van de fabrieken en de opmaak van de aanvragen voor vergunningen en subsidies.
Susanovamagazine maart 2022
Waterstof is niets nieuws onder de zon. Het is bijvoorbeeld de geliefkoosde energiedrager voor raketten. Waarom wordt er nu zoveel over gepraat?
André Jurres, oprichter en algemeen directeur van VisionH2: “De waterstof die we vandaag gebruiken, wordt hoofdzakelijk gemaakt uit aardgas. Maar je kunt waterstof ook produceren door water op te splitsen in zuurstof en waterstof via elektrolyse. Om van groene waterstof te spreken, moet de elektriciteit die daarvoor gebruikt wordt afkomstig zijn uit hernieuwbare bronnen. Het grote voordeel? Waterstof is een efficiënte energiedrager die energie voor langere tijd kan opslaan. Het kan overtollige zon- en windenergie stockeren voor wanneer het windstil is of de zon niet schijnt. Groene waterstof speelt daarom een cruciale rol in de energietransitie.”
“Waterstof is bovendien een belangrijke bouwsteen in de chemiesector. Ook vanuit die hoek is er vraag naar. En in de toekomst zullen we groene waterstof nodig hebben als basis voor synthetische of biobrandstoffen voor zwaar vrachtverkeer en de luchtvaartsector. Ten slotte is het interessant voor de bouwsector. Nu maken ze op werven nog gebruik van dieselgeneratoren.”
Welke expertise heeft Sweco met betrekking tot groene waterstof?
Sara Vander Beken, Operationeel Manager bij Sweco: “We hebben al tientallen jaren ervaring met waterstof. Een vijftal jaren geleden hebben we ons verdiept in de groene variant. Voor industriële klanten bestuderen we bijvoorbeeld of het haalbaar en efficiënt is om groene waterstof in te zetten om hun processen te verduurzamen. We bekijken ook of we voor syngasstromen (gasmengsel van koolstofmonoxide en waterstofgas, red.) die nu in sommige processen als restproduct verwerkt worden een nuttige toepassing kunnen vinden. Daarnaast hebben we voor de transportsector geanalyseerd of groene waterstof een alternatief kan zijn voor diesel.”

"De Gentse site van ArcelorMittal zou ongeveer 4 gigawatt aan elektrolyse moeten plaatsen om voldoende waterstof te produceren. Met lokale initiatieven alleen komen we er niet."
Razendsnel proces
Het is de eerste keer dat Sweco een groene waterstoffabriek ontwerpt. Wat was de grootste uitdaging?
Davy Didden, Energy Consultant bij Sweco: “De elektrolyser kiezen, was niet eenvoudig. Die installatie splitst met behulp van hernieuwbare elektriciteit water op in zuurstof en waterstof. Elk type elektrolyser heeft andere randvoorwaarden, maar ook andere voor- en nadelen. Dat heeft gevolgen voor het ontwerp en heeft een impact op de businesscase en de uitbating van de installatie.”
Vander Beken: “Een uitdagende oefening is de zoektocht naar een mogelijke synergie met andere bedrijven in de buurt. Bij de productie van groene waterstof komt er bijvoorbeeld ook veel zuurstof vrij. Kunnen we die leveren aan een lokale waterzuiveringsinstallatie? Om het elektrolyseproces efficiënt te kunnen houden, moet er voldoende gekoeld worden. Misschien kunnen we de warmte kwijt aan serres in de buurt of koppelen we het aan een lokaal warmtenet. Dat hangt natuurlijk af van waar de fabriek gelegen is.”
De Nederlandse overheden hebben de bouw- en milieuvergunningen verleend voor de fabrieken in Vlissingen en Terneuzen (de fabriek in Terneuzen is gebouwd in partnerschap met Virya Energy). Hoe snel is dat gegaan? En wanneer opent de fabriek in Vlissingen haar deuren?
Vander Beken: “De vergunningsprocedure verliep razendsnel. We hebben in januari 2021 een contract getekend met VisionH2, eind april hebben we de ontwerpvergunning voor de fabriek in Vlissingen ingediend en in oktober 2021 werd die verleend. Dat is verrassend als je weet dat VisionH2 een van de eerste is die een vergunning aanvraagt voor een groenewaterstoffabriek op deze schaal.”
Jurres: “Alles is bijzonder efficiënt verlopen. We hopen de subsidies rond te krijgen tegen eind 2022, om dan vanaf midden 2024 te kunnen proefdraaien.”
De installatie in Vlissingen heeft een capaciteit van 25 megawatt. Dat is een relatief kleine fabriek?
Jurres: “Ja en nee. Als je het bredere energieplaatje bekijkt, is het inderdaad weinig. We hebben veel meer nodig om de energietransitie te doen slagen. Maar vergelijk je het met soortgelijke initiatieven in het buitenland, dan is deze fabriek gigantisch. Er zijn plannen voor nog grotere fabrieken van honderden megawatt, al vraag ik me af hoe realistisch die zijn. Om groene waterstof te maken heb je heel veel hernieuwbare energie nodig en die is er vandaag nog niet in overvloed. Om je een idee te geven: als je een elektrolyser van 100 megawatt continu moet laten draaien, heb je ongeveer 800 gigawattuur groene stroom nodig. Dat stemt overeen met het energiegebruik van 230.000 gezinnen.”
De grote doorbraak is nog niet voor morgen?
Jurres: “De grootverbruikers zullen we nog niet volledig kunnen bedienen met groene waterstof. Technisch is dat trouwens niet mogelijk. Eerst moeten we nog een aantal obstakels overwinnen. Fabrikanten van elektrolysers moeten zelf nog opschalen. Megaprojecten zijn dus voor de verdere toekomst en zullen waarschijnlijk in het Verre Oosten gebouwd worden. Maar dat betekent niet dat we daarop moeten wachten. Vlaanderen en Europa staan achter het verhaal. En als we in Europa het pad effenen, volgt de rest van de wereld. Het momentum is er nu om er werk van te maken. En stap voor stap boeken we vooruitgang.”

"Bij de productie van groene waterstof komt er veel zuurstof vrij. Kunnen we die leveren aan een lokale waterzuiveringsinstallatie?"
Importeren
De federale regering wil zo’n 80 procent van de groene waterstof importeren uit landen als Oman, en Chili. Vinden jullie dat een goed idee?
Didden: “We weten dat we erg veel groene waterstof nodig hebben in België en Nederland, onder meer in de regio’s rond North Sea Port en de haven van Antwerpen. Om je een idee te geven: de Gentse site van ArcelorMittal zou alleen al ongeveer 4 gigawatt aan elektrolyse moeten plaatsen om voldoende waterstof te produceren om zijn staalproductie te verduurzamen. Met lokale initiatieven alleen komen we er niet.”
Jurres: “De ambitie is nobel. Toch is het vandaag niet duidelijk hoe ze die waterstof gaan transporteren. Je kunt groene waterstof van Noord-Afrika en het Midden-Oosten via pijpleidingen vervoeren naar Europa. Maar dat is momenteel nog niet mogelijk vanuit landen die veel verder liggen, zoals Oman, Chili en Namibië. Het gas vloeibaar maken en vervoeren via schepen is ook niet realistisch want dat kost erg veel energie. En de schepen die we daarvoor nodig hebben, moeten zeven keer groter zijn dan die voor lng.”
Hoe zal de groene waterstof vanuit Vlissingen en Terneuzen vervoerd worden naar de afnemers?
Jurres: “We weten dat Fluxys, die verantwoordelijk is voor het transport van aardgas, en de Nederlandse tegenhanger Gasunie eraan denken om een snelweg voor waterstof te maken. Het is nog niet zeker of die er komt. Tankstations kunnen daar niet op aansluiten omdat de zuiverheidsgraad van waterstof voor transport heel hoog moet zijn.”
Didden: “In een studie voor Sibelga, de distributienetbeheerder voor gas en elektriciteit in Brussel, bekijken we momenteel de technische haalbaarheid om waterstof in het aardgasnet te injecteren. Aan de hand van verschillende scenario’s wordt de verwachte vraag naar waterstof in de verschillende deelgemeenten van Brussel in kaart gebracht. Vervolgens onderzoeken we of het technisch haalbaar en economisch wenselijk is om met de huidige infrastructuur die gebieden van waterstof te voorzien. Er zijn voor- en nadelen aan elk scenario, en voorlopig liggen ze nog allemaal open. Het zal interessant zijn om te zien hoe alle technische en financiële puzzelstukjes in elkaar vallen.”

"Als je deze fabriek vergelijkt met soortgelijke initiatieven in het buitenland, dan is die gigantisch”
Duur(zaam)
Groene waterstof is duurzaam, maar veel duurder dan de fossiele variant.
Jurres: “Fossiele brandstoffen zijn inderdaad goedkoper omdat de overheden de prijs kunstmatig laag houden in het voordeel van de economie. Je hebt de chaos gemerkt toen de gasprijzen enkele maanden geleden ineens pijlsnel de hoogte in schoten. Dan vallen volledige sectoren stil. De echte kost wordt echter nooit doorgerekend. Daarmee bedoel ik de impact van fossiele brandstoffen op het milieu en het klimaat.”
Volgens sommige bedrijfsleiders, experts en politici is groene waterstof dé sleutel tot de energietransitie. Klopt dat?
Vander Beken: “Bij Sweco vinden we het belangrijk om groene waterstof niet te beschouwen als een Zwitsers zakmes. Er zijn zoveel mogelijkheden. Al blijft het een energiedrager: je gaat van elektriciteit een product maken waarbij elke omzettingsstap een efficiëntieverlies met zich meebrengt. Gebruik je dat in een brandstofcel, dan verlies je veel energie. Voor andere toepassingen, zoals hoogwaardige warmte in de industrie, is groene waterstof wel een van de enige alternatieven omdat die hoge temperaturen niet elektrisch kunnen ingevuld worden. Ons uitgangspunt is: de initiële groene kilowattuur moet zo goed mogelijk benut worden. Het is onze rol om klanten daarin te adviseren.”
Jurres: “Realisme is inderdaad op zijn plaats, al moeten we natuurlijk af van fossiele brandstoffen. Daarvoor zullen we alles nodig hebben, zowel groene waterstof als hernieuwbare energie en warmtepompen.”
Staan er nog groene waterstofprojecten op stapel waar jullie aan meewerken?
Vander Beken: “Jazeker. Concrete namen mogen we niet noemen, maar we krijgen vragen van industriële klanten, producenten van wind- en zonne-energie, middelgrote verbruikers en steden en gemeenten die de eerste stappen richting fossielvrije wijken willen zetten. Er komen dus heel wat projecten aan in de komende jaren.”
Veiligheid boven alles
Waarom sommigen nog terugdeinzen voor waterstof? Het is uiterst brandbaar in bepaalde omstandigheden. Daar heeft Sweco rekening mee gehouden.
“Als lucht gemengd wordt met minstens 4 procent waterstof, is er heel weinig energie nodig om dat mengsel tot ontsteking te brengen”, aldus Davy Didden. “Om het met een metafoor te zeggen: onder de ‘juiste’ omstandigheden is de wrijving tussen twee sneeuwvlokjes al voldoende.” Veiligheidsprincipe nummer één is dus: voorkomen dat er lekken ontstaan. “Dat betekent dat we in de ontwerpfase ook de te gebruiken materialen bekijken. Waterstof tast bijvoorbeeld sommige metalen aan. Zo kiezen we bij hoge drukken resoluut voor lassen om installaties met elkaar te verbinden. Zo kunnen we lekken zoveel mogelijk vermijden.”
Als er toch een lek ontstaat, zorgt de ventilatie ervoor dat de waterstof wordt verdund. “Op die manier vermijden we een concentratie aan waterstof van 4 procent of meer, en zo ook het risico op brand of explosie.” Op plaatsen waar een explosieve atmosfeer kan ontstaan, worden componenten gebruikt die niet voor een ontsteking kunnen zorgen (ATEX). Verder plaatst Sweco de installaties op een veilige afstand van elkaar en worden sprinklers en brandmuren voorzien zodat een brand niet van de ene op de andere installatie overslaat. Bepaalde delen van de installaties kunnen bovendien uitgeschakeld worden wanneer zich een probleem voordoet. Op de site zelf is er ook bluswater aanwezig om brand tegen te gaan en te bestrijden. Sara Vander Beken: “We betrekken de brandweer al vroeg in de ontwerpfase omdat die vaak belangrijke feedback heeft waar we rekening mee moeten houden.”
Waterstof in (bijna) alle kleuren van de regenboog
Waterstof kun je op verschillende manieren produceren met van verschillende energiebronnen. We sommen de belangrijkste types op:
Grijze waterstof: onstaat via steam reforming waarbij aardgas (of een andere fossiele brandstof) reageert met stoom tot waterstof en CO2, waarbij CO2 in de atmosfeer vrijgelaten wordt.
Blauwe waterstof: de waterstof wordt gemaakt met aardgas en de vrijgekomen CO2 wordt grotendeels afgevangen en opgeslagen, bijvoorbeeld in lege gasvelden. Uit bepaalde studies blijkt wel dat blauwe waterstof minder duurzaam zou zijn dan aardgas.
Turquoise waterstof: ook hier is aardgas de basisgrondstof. Sara Vander Beken, Operationeel Manager bij Sweco: “Die wordt door middel van pyrolyse (methaanpyrolyse om exact te zijn) omgezet in vaste koolstof en waterstofgas. De koolstof kan dan gebruikt worden voor allerlei toepassingen. Er wordt dus geen CO2 uitgestoten, maar de input blijft een fossiele brandstof.”
Roze waterstof: water wordt gesplitst in waterstof en zuurstof via elektrolyse. De energie is afkomstig van kerncentrales.
Groene waterstof: de elektriciteit die gebruikt wordt voor de elektrolyse, is afkomstig van hernieuwbare energie.