De rol van waterstofgas in de energietransitie | Technisch Weekblad
Partner content

De rol van waterstofgas in de energietransitie

Armand van Wijck | maandag 28 september 2020

De Nederlandse netbeheerders zijn druk bezig met de energietransitie. Ze willen aardgas vervangen door warmtenetten en woningen opleveren die all-electric zijn. Een veel minder gehoord onderwerp is waterstof. Volgens Elbert Huijzer, Asset Manager en Strateeg bij netwerkbedrijf Alliander, zal ook waterstofgas een belangrijke rol gaan spelen bij het verduurzamen van onze energie.

Tijdens de energietransitie verdwijnt het aardgas en krijgt duurzaam opgewekte elektriciteit steeds meer functies. Waterstofgas kan daarbij ondersteunen. ‘De betaalbaarheid van de energievoorziening staat steeds meer onder druk. De hoge kosten voor verzwaring van het net, de uitdagingen in systeembalans en het feit dat we in 2050 duizenden kilometers gasleiding ‘over’ hebben, maken van waterstof een interessante oplossing. Als aanjager van vooruitgang kijken we voortdurend hoe we het bestaande net met innovatieve oplossingen zo optimaal mogelijk kunnen benutten. Zo houden we de energievoorziening voor iedereen betrouwbaar, bereikbaar en betaalbaar. Aan de ene kant willen we de elektriciteitsproductie van zon en wind kunnen opslaan. Ten tweede denken wij dat het vervangen van aardgas niet alleen lukt met elektriciteit, warmtepompen en warmtenetten', vertelt Huijzer. 'We zijn daarom begonnen met pilots waarin we de mogelijkheden van waterstof willen onderzoeken en welke randvoorwaarden we daarvoor nodig hebben.'

Groene gassen zoals waterstof zijn volgens Huijzer wel de laatste oplossingen in de energietransitie. Waar het nu al kan, is het altijd nog het verstandigste om woningen eerst zo goed mogelijk te isoleren, zoveel mogelijk te verduurzamen met elektriciteit en aan te sluiten op een warmtenet. Voor nieuwbouwwoningen zal waterstof sowieso niet interessant zijn. Daarvan zal de warmtevraag zo laag zijn, dat dit op te lossen is met elektriciteit. 'Maar we verwachten dat een deel van de al bestaande woningen het niet gaat redden op deze manier. Daar waar een warmtenet en een all-electric oplossing niet praktisch zijn of teveel kosten met zich meebrengen voor constructie- en installatiewerk.'

Monumentale panden

Dit is ook het geval bij een pilotproject van Alliander in Lochem. Hier staat een wijk met alleen maar monumentale panden die onder een beschermd stadsgezicht vallen. Het plaatsen van bijvoorbeeld een warmtepomp aan de gevel is daardoor geen optie. Het zijn daarnaast woningen met een grote warmtevraag. 'Dit is typisch zo'n wijk waar duurzaam gas zoals waterstof een oplossing kan bieden', aldus Huijzer. Alliander zal hier als proef een klein deel van het aardgasnet omzetten naar een waterstofgasnet, waardoor zo'n vijftien huizen straks waterstof geleverd krijgen voor verwarming.

Huijzer licht toe: 'Het is een heel nieuw concept. Je zoekt je partners, het gaat over materialen, hoe meet je het gas, hoe weet je zeker dat er binnenshuis geen lekkages zijn, heb je een leverancier voor de toestellen, hoe ontwikkel je de normen? In Lochem werken we de komende jaren met lokale partners concreet aan dit soort vraagstukken. Er is een terrein nodig waar tankwagens met waterstof naartoe moeten om het vervolgens veilig te lossen. De installaties en het transport dat we daarvoor nodig hebben, maken dat zo'n pilot commercieel gezien nooit een business case zal zijn.'

Toch is er al een bepaalde urgentie, ook met een transitie naar waterstofgebruik. Om de duurzaamheidsambities van Nederland waar te maken, moeten er in dertig jaar tijd ongeveer zes miljoen woningen van het aardgasnet af. Voor nieuwere woningen en wijken dichtbij duurzame warmtebronnen zijn all-electric en warmtenetten een logische oplossing. 'Maar voor oudere huizen die lastig tot label A te isoleren zijn en minder geconcentreerd liggen, is een duurzaam gas als waterstof een interessante optie', aldus Huijzer. 'De invoer van waterstof zal wel pas over zo'n tien jaar een rol gaan spelen, want met veel andere woningen kunnen we nu al van start met isolatie, warmtenetten en all-electric.'

Sinnewetterstof

In Oosterwolde benadert Alliander de transitie met waterstof van de andere kant. Hier werkt het netwerkbedrijf in pilotproject Sinnewetterstof – samen met zonneparkenexploitant GroenLeven – aan het omzetten van zonne-energie naar waterstof. Dit om piekbelasting van het elektriciteitsnet te voorkomen en tegelijkertijd een energievorm te hebben die over de seizoenen heen is op te slaan. Deze seizoensopslag is volgens Huijzer cruciaal voor het doorkantelen naar een volledig duurzaam energiesysteem. 'Er komen zoveel wind- en zonne-energieparken bij dat wij op den duur onze elektriciteitsnetten niet meer doelmatig kunnen versterken. Dit vanwege de hoge piekbelasting op momenten in het voorjaar en de zomer terwijl de capaciteit in de winter nauwelijks wordt gebruikt', legt hij uit. 'Alle netbeheerders staan voor ditzelfde probleem. We denken dat het inzetten van waterstof hier een goede oplossing kan bieden.' Dit was ook de reden voor het opstarten van Sinnewetterstof. De exploitant gaat een deel van de elektriciteit gebruiken voor het produceren van waterstofgas. 'Hoe dit precies zal uitwerken is nog onduidelijk', licht Huijzer toe. 'We weten bijvoorbeeld nog niet hoe de interactie en handel zal lopen tussen elektriciteit- en waterstofproductie. Wanneer produceer je waterstof en wanneer elektriciteit? We willen daarvoor beslisalgoritmen bedenken die de zonne-energieproductie volgen en pieken afvangen. Maar wat gebeurt er vervolgens met de elektrolyser (omzetter voor waterstofgas) en de aansturing daarvan? Leidt dit misschien ook tot netproblemen? Wat is de ideale plek voor een elektrolyser: lokaal in het zonnepark of misschien meer regionaal in een onderstation?'

Wat dit alles betreft zijn er ook nog technische innovaties denkbaar die de inzet van waterstofgas kunnen versoepelen. Zo zijn elektrolysers momenteel ontworpen om continu te draaien op een gelijk niveau. Maar wanneer een elektrolyser bijvoorbeeld pieken van zonne-energie moet opvangen en onregelmatig moet op- en afschakelen, staan de meeste producenten ervan niet meer garant voor hun apparatuur. Huijzer: 'Dit is iets dat we met deze pilot ook verder willen onderzoeken. En dat staat nog los van zaken zoals de rolverdeling: want wie bepaalt nu wanneer een elektrolyser aan mag? De netbeheerder heeft daar momenteel geen zeggenschap in, maar we zijn wel verantwoordelijk voor een systeembalans. Hier lopen we dus tegen reguleringsvraagstukken aan.'

Daar komt nog bij dat elektrolysers dure apparaten zijn, evenals de bijbehorende randapparatuur en de productie en toevoer van waterstof voor de huizenmarkt. Volgens Huijzer is het een kwestie van massaproductie en -afname om het financieel interessant te krijgen. 'De basistechnieken zijn allemaal al bekend en de installaties bestaan. De mobiliteitswereld heeft al veel gedaan voor rijden op waterstof. De toevoer van waterstof naar huizen in plaats van een tankstation zal niet heel anders zijn. En in waterstofgasketels zitten veelal dezelfde componenten als in aardgasketels. Maar zolang deze ketels niet massaal in productie zijn en de productie van waterstof maar op een beperkt aantal locaties plaatsvindt, blijft waterstof te duur. We zitten momenteel nog echt in een pilotfase en er zit nog een lange termijn tussen voordat alles groter wordt. Dat zullen we met zijn allen moeten doen.'

De komende tijd zal het voor Alliander daarom vooral gaan over opschalen en samenwerken. Bijvoorbeeld in de Green Village met de TU Delft, Enexis en Stedin. 'Dit is een levend lab op het terrein van de TU Delft waar we gezamenlijk een waterstofgasnet hebben aangelegd', vertelt Huijzer. 'Het is een bijzondere omgeving waar we onafhankelijk alles kunnen onderzoeken. We verwachten dat er binnen twee maanden waterstofgas doorheen zal lopen.' Er is ook aandacht voor veiligheid. Zo zal Alliander eind dit jaar een trainingswoning bij KIWA in gebruik nemen, waar installateurs en monteurs een opleiding krijgen in het aansluiten van waterstofinstallaties. Naar verwachting zal Sinnewetterstof volgend jaar gaan draaien en is eind 2021 de proefwijk in Lochem klaar voor de waterstoftoevoer. Huijzer: 'Komend jaar wordt dus heel belangrijk voor ons. Dan gaan de pilots echt draaien.'

Werken bij Alliander? Kijk op: werkenbij.alliander.com

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je nu aan!

Gratis proefabonnement TW

Bestel nu 2 gratis proefnummers TW