Het kabinet wil dat er een landelijk transportnetwerk voor waterstof komt. Het is een opdracht waarmee Hynetwork Services aan de slag gaat. De eerstvolgende stap voor deze volle dochter van Gasunie is het verbinden van vijf grote industriële clusters. ‘Het is nu van belang dat we een markt op gang brengen’, stelt Eddie Lycklama à Nijeholt.

De aanleg van een infrastructuur voor waterstof vraagt om een nuchtere blik. Want zo nieuw en technisch ingewikkeld is het ook weer niet, stelt Eddie Lycklama à Nijeholt, programma manager Hydrogen Backbone Netherlands bij Gasunie. Tot zestig jaar geleden was stadsgas een belangrijke energiedrager in Nederland en daarbuiten. ‘Dat bestond al gauw voor de helft uit waterstof’, stelt hij. In Nederland verdwenen de gasfabrieken, waarin de mengsels van waterstof, methaan en koolmonoxide werden geproduceerd met de opkomst van aardgas.

Juist de aardgasinfrastructuur die toen werd aangelegd, biedt momenteel een springplank voor de wederopstanding van waterstof. Lycklama à Nijeholt: ‘Om de vijf grote industriële clusters in Nederland aan elkaar te verbinden, is circa twaalfhonderd kilometer leiding nodig. Daarvoor kan meer dan duizend kilometer bestaande infrastructuur worden ingezet. Dat voorkomt al veel overlast voor de omgeving. Zie het als een snelweg, die moet worden gerenoveerd. We vervangen alleen de toplaag.’

50 bar

Nadat een deel van de aardgasinfrastructuur wordt losgekoppeld, is slechts een beperkt aantal aanpassingen nodig. ‘Natuurlijk inspecteren we de leidingen en vervangen we delen waar nodig. Ook maken we ze schoon en moeten we afsluiters vervangen. Echter, bij waterstof is niet zoals bij aardgas elke tien kilometer een afsluiter nodig, maar maximaal elke tachtig kilometer. Dus dat scheelt alvast.’

Doordat de moleculen van waterstof lichter zijn dan die van aardgas, is in Nederland geen extra compressie onderweg nodig. De druk die bij de invoer wordt meegegeven, kan zelfs lager zijn dan bij aardgas. Zelfs dan gaat waterstof ongeveer drie keer zo snel door de buis. Lycklama à Nijeholt: ‘Aardgas krijgt een druk mee van 66 bar. Waterstof krijgt straks bij de invoer 50 bar mee. Dat is genoeg om aan de grens met Duitsland nog 30 bar over te houden. Dat is voldoende. Gaan we waterstof straks exporteren, dan is wellicht op de grens wel extra compressie nodig.’

tekst gaat verder onder de afbeelding

Lycklama

Eddie Lycklama à Nijeholt (Gasunie): ‘Hoe meer waterstof je naar Chemelot brengt, hoe minder CO2 je hoeft af te voeren.’

Hydrogeneren

Het ministerie van EZK heeft Gasunie aangewezen om in Nederland een waterstofinfrastructuur aan te leggen, de zogenoemde backbone. Die handschoen heeft Gasunie opgepakt. Dat gebeurt echter wel onder een andere naam en juridische entiteit. ‘Gasunie is indertijd opgericht om aardgas te transporteren. Willen we waterstof of bijvoorbeeld CO2 transporteren, dan moeten we daar andere organisaties voor oprichten. Voor CO2 is dat bijvoorbeeld onder meer Porthos.’

Voor waterstof is de nieuwe entiteit Hynetwork Services. ‘Al eerder hebben we deze honderd procent dochter opgericht voor transport van waterstof tussen Dow in Terneuzen en Yara in Sluiskil.’ Sinds eind 2018 wisselen de twee chemiebedrijven waterstof uit via een niet meer in gebruik zijnde gastransportleiding van Gasunie. De oprichting van een nieuwe entiteit is dus niet meer nodig. ‘Binnen Hynetwork Services gaan we ook de backbone uitrollen.’

Het verraadt meteen ook de volgorde van de eerste stappen die Hynetwork Services zet. Lycklama à Nijeholt: ‘Eerst onderzoeken we binnen grote industriële clusters zelf hoe we vraag en aanbod van waterstof aan elkaar kunnen koppelen. Zoals bij Dow en Yara. Als de één te veel heeft, dan brengen we dat bij een ander die juist waterstof kan gebruiken.’ Verschillende industriële clusters werken al aan een regionale waterstof infrastructuur.

De volgende stap is om dat ook landelijk te gaan doen. De aanleg van de zogenoemde backbone, de ruggengraat van het toekomstige waterstofnet. ‘Dat betekent dat we ons gaan richten op het verbinden van de vijf grote industriële clusters.’ Daarbij gaat het om de Rijnmond, de IJmond, het gebied van North Seaports (Zeeland en Gent), de Eemsdelta en Chemelot.

Het lijkt niet meer dan een logische stap. In de procesindustrie is al veel vraag naar waterstof, bijvoorbeeld voor de ontzwaveling van brandstoffen en de productie van kunstmest. En ook voor nieuwe ontwikkelingen is straks waterstof nodig. Denk aan de chemische recycling van afvalplastics. Hydrogeneren lijkt de aangewezen route om bijvoorbeeld chloor en fosfor uit de stromen te halen.

Elektronen

Bijzonder is de puzzel rond Chemelot, ziet ook Lycklama à Nijeholt. De andere vier clusters liggen aan zee, dus dicht bij bestaande en toekomstige offshore windparken. De productie van groene waterstof zal daar eenvoudiger zijn. Bovendien zijn daar ook meer mogelijkheden voor blauwe waterstof. CO2 kan dichtbij in uitgeproduceerde gasvelden worden opgeslagen. Chemelot en ook grote Duitse industrieclusters iets verderop, liggen wat dat betreft minder gunstig. Er wordt zelfs onderzocht of CO2 uit Limburg en Duitsland naar de Noordzee kan worden gebracht. ‘Dat kan natuurlijk ook. Echter hoe meer waterstof je naar Chemelot brengt, hoe minder CO2 je hoeft af te voeren.’

Chemelot en ook de Duitse chemiebedrijven onderzoeken daarom meer opties. Zo krijgt de turquoise route daar meer aandacht. Via methaanpyrolyse kan ook waterstof worden geproduceerd uit aardgas met koolstof als tweede product. Grootschalige aanvoer van aardgas is voor Chemelot vooralsnog geen probleem.

Ook elektrificatie van fabrieken is een belangrijke route. Niet voor niets zet Chemelot de lobby voor verzwaring van het elektriciteitsnet rond het cluster zwaar aan. Lycklama à Nijeholt begrijpt dat volkomen. ‘Je moet je altijd afvragen wat het meest efficiënt is. Dat kan per situatie verschillend zijn. In veel gevallen kan elektrificeren het meest voor de hand liggen.’

Wel wil hij het toch wat in perspectief zetten. ‘Momenteel wordt tachtig procent van ons energieverbruik geregeld met moleculen en slecht twintig procent met elektronen.’ De meeste auto’s rijden nog op benzine en diesel. Ook aardgas is nog steeds een belangrijke brandstof op heel veel plaatsen, stelt hij. ‘Het zou al heel knap zijn als het in 2050 fifty-fifty is.’

Scheiden

Bij het verbinden van de vijf clusters komt ook wat de projectdirecteur het zesde cluster noemt in beeld. ‘Dat zijn alle industrieën samen die niet in één van de vijf clusters liggen. Daar krijgen we als Gasunie ook veel vragen over. “Wanneer worden wij aangesloten op het waterstofnet?” Liggen de fabrieken toevallig op de route van de backbone, dan is een aansluiting relatief eenvoudig te realiseren. Het meest tricky is de afstand tot het hoofdnetwerk.’

LycklamaHet levert weer nieuwe puzzels op. Regionale netwerken kunnen daarin een belangrijke rol spelen. Als verschillende andere bedrijven in een regio ook waterstof kunnen en willen gebruiken is dat natuurlijk een groot voordeel. ‘Bij ons geldt re-use before buy before build. Als we een bestaand regionaal gasnet kunnen inzetten voor waterstof, dan heeft dat natuurlijk voordelen.’ Maar ook dat is niet eenvoudig. Wat betekent het voor de leveringszekerheid? En wil en kan iedereen wel over? ‘We onderzoeken volop technieken om bijvoorbeeld aardgas en waterstof te scheiden. Dan kan na gemengd transport het aardgas bijvoorbeeld richting de huishoudens en waterstof richting een deel van de industrie.’

Eddie Lycklama à Nijeholt (Gasunie): ‘Bij ons geldt re-use before buy before build.’

Extra zuiveren

Een belangrijke doelgroep voor waterstof lijkt ook vrachttransport. Hoewel er al personenauto’s op waterstof op de markt zijn en Lycklama à Nijeholt er zelf ook één rijdt, heeft de batterijenauto een duidelijke voorsprong opgebouwd. Dat ligt wellicht anders bij zwaar vrachttransport over de weg, via het water en mogelijk zelfs via de lucht. Batterijen nemen al gauw veel gewicht en ruimte in, wat ten koste gaat van de lading. ‘Vrachtvervoer is naar ons idee de volgende stap, na de regionale industrie. Daarbij onderzoeken we of de distributie van waterstof dan via flessen moet gebeuren, of dat we daar de backbone ook al voor kunnen inzetten.’

Er zijn veel discussies over de gewenste zuiverheid. Elektrolyse van water levert zuivere waterstof op. Bij de gangbare productie van waterstof uit methaan ligt de zuiverheid echter op ongeveer 96 procent. ‘De brandstofcellen in vrachtauto’s vragen om 99,9 procent zuiverheid. In de industrie ligt dat anders. Uit een marktconsultatie blijkt dat de meeste klanten prima uit de voeten kunnen met 98 procent. Dan rijst natuurlijk de vraag: tot welk niveau ga je extra zuiveren? Het is nu van belang dat we een markt op gang brengen en dan is het wenselijk om de kosten zo laag mogelijk te houden en de toegankelijkheid open.’ Het lijkt hem daarom verstandiger dat waterstof indien gewenst na transport extra wordt gezuiverd.

Tien procent

Dan het huishoudelijke gebruik. Voor velen is het de vraag of waterstof ooit een belangrijke rol gaat spelen in onze huizen. Aardgas is niet op korte en middellange termijn weg te denken. Als vervanging wordt stevig ingezet op elektrificatie, warmtepompen, betere isolatie. ‘Vergeet biogas niet’, vult Lycklama à Nijeholt aan. Nu al is vijf procent van het aanbod biogas, en dat aandeel neemt alleen maar toe, is zijn overtuiging. Het is ook niet ondenkbaar dat het huishoudelijke gas in de toekomst weer een mengsel wordt, net als in de tijd van het stadsgas. ‘Volgens onderzoek kan het huidige aardgas voor huishoudelijk gebruik zonder problemen worden bijgemengd met tien procent waterstof. Sommige bronnen beweren al twintig procent. Maar daar durf ik mijn hand nog niet voor in het vuur te steken. Nu is 0,02 procent toegestaan. Het lijkt me logisch dat dat verandert.’

European Industry & Energy Summit 2021

Tijdens de European Industry & Energy Summit 2021 (7 en 8 december in Rotterdam Ahoy en online) is Eddie Lycklama à Nijeholt een van de podiumgasten in het onderdeel Next Steps in Hydrogen. Dan vertelt hij meer over de aanleg van het waterstofnetwerk in Nederland. Het is dan mogelijk om vragen te stellen, ook online.

Kijk voor het volledige programma op www.industryandenergy.eu