De bijdrage van groene waterstof aan de energietransitie

Waterstof wordt door velen gezien als een van de belangrijkste aanjagers van de energietransitie. Mirthe Lantman, Senior Consultant bij JBR, legt uit welke bijdrage waterstof kan leveren, en kijkt in het bijzonder naar de kansen en mogelijkheden rondom groene waterstof.

Er kan in de waterstofmarkt onderscheid worden gemaakt tussen drie typen waterstof: grijze, blauwe en groene waterstof.

Grijze waterstof is waterstof gewonnen uit aardgas of kolen. Bij de productie hiervan komt CO2 vrij, waardoor we over grijze waterstof spreken. Het grootste gedeelte van de huidige geproduceerde waterstof is grijze waterstof. Bij blauwe waterstof vormen eveneens aardgas of kolen de grondstof. De CO2 die bij de productie vrijkomt wordt echter afgevangen en opgeslagen. Hierdoor is blauwe waterstof CO2-neutraal

Groene waterstof is waterstof die wordt gemaakt uit duurzame bronnen, zoals zonne- of windenergie. Naast de meest duurzame, is groene waterstof tevens de duurste vorm van waterstof. Momenteel vormt groene waterstofproductie circa 1% van de totale waterstofproductie.

DNV verwacht dat waterstof als energiedrager in 2050 circa 24 Exajoule (EJ) per jaar zal bijdragen. De belangrijkste markten zijn maritiem en transport. Andere sectoren zullen naar verwachting met enige vertraging volgen. 

Klimaatakkoord

In het klimaatakkoord staan verschillende doelen over de inzet van waterstof, waaronder:

• In 2025 kan er in Nederland circa 75.000 ton waterstof geproduceerd worden uit water. Hiervoor is een elektrolysecapaciteit van 500 MW nodig;
• In 2030 is de elektrolysecapaciteit 3 à 4 GW en rijden er 300.000 auto’s op waterstof.

De Rijksoverheid onderzoekt of het huidige gasnetwerk in de toekomst kan worden gebruikt voor transport van waterstof. 

Begin juli 2021 heeft de cross-sectorale werkgroep waterstof voorgesteld om onder andere in te zetten op de snelle opschaling van de offshore-productie van duurzame elektriciteit uit wind, en in de toekomst mogelijk uit zon.

Offshore wind

Naar verwachting groeit de offshore windmarkt de komende jaren sterk; van circa 29 GW geïnstalleerd vermogen in 2019 naar meer dan 200 GW in 2030 en zelfs circa 1.000 GW geïnstalleerd vermogen in 2050. Hiermee zal offshore wind naar verwachting bijna 20% van de totaal geïnstalleerde windcapaciteit voor haar rekening nemen.

Europa is de koploper op het gebied van de productie van offshore wind. Azië is sterk opkomend en zal in de toekomst meer offshore wind gaan produceren dan Europa, met een mogelijke offshore windproductie van >600 GW in Azië tegen >200 GW in Europa in 2050. Daarnaast is voorzien dat er ook veel offshore windcapaciteit in Noord-Amerika zal komen. Europa en Oost-Azië zijn tevens de regio’s waar de meeste waterstofprojecten gepland staan. 

Verder lezen: Waterstof uit wind-op-zee biedt Nederland grote kansen in energietransitie. 

Capaciteit

Met name in Europa en het oosten van Azië zijn voorgestelde waterstof projecten gepland. Daarnaast zijn er initiatieven in Noord-Amerika en Australië en in mindere mate Zuid-Amerika.

70% van de aangekondigde productiecapaciteit komt van hernieuwbare energiebronnen. De overige 30% komt van koolstofarme waterstof gegenereerd door fossiele brandstoffen in combinatie met carbon capture & storage (CCS). Gecombineerde zon- en windenergie zullen de voornaamste bron van elektriciteit voor waterstofproductie vormen, gevolgd door offshore wind en zon.

De ambitie van de Europese Unie is om 40 GW elektrolyse capaciteit te installeren voor 2030 in de Europese Unie en nog eens 40 GW in Noord-Afrika.

Een voorbeeld van een nieuw project waarbij offshore wind en waterstof gecombineerd worden is NortH2, een consortium van Equinor, Gasunie, Groningen Seaports, RWE en Shell. Het betreft productie van grootschalige groene waterstof met behulp van wind op zee. Doelstelling van NortH2 is de productie van 4GW in 2030 en 10GW rond 2040.

Toekomst groene waterstof

Naar verwachting vormt groene waterstof in de toekomst een groter aandeel in het totaal aan geproduceerde waterstof. Het vermogen om qua kosten concurrerend te zijn is momenteel de belangrijkste uitdaging voor groene waterstof. Onder andere locatie en omvang van het project zullen bepalend zijn voor de prijs, evenals de elektriciteitsprijs.

Daarnaast is de snelheid waarmee overheden de energietransitie vormgeven van belang voor het tempo van adaptatie van groene waterstof. Op enig moment zal schaalvergroting en kostenreductie in hernieuwbare energie en elektrolyse groene waterstof meer competitief maken.