Waterstof

Waterstof langs de waterweg

Op het nieuwe land van de Tweede Maasvlakte komt de kraamkamer van de industriële activiteiten in de Rotterdamse haven. Daar, waar de elektriciteit van windmolens op zee aan land komt, gaan waterstoffabrieken gebouwd worden. Shell bouwt mee aan die toekomst.

Door Rob van 't Wel op 08 jul. 2020

Sommige zaken zijn geen toeval. Op dezelfde dag dat Shell bekendmaakte mee te bieden op de bouw van een groot windpark op zee, meldde het energiebedrijf ook plannen te hebben voor een waterstoffabriek in de Rotterdamse haven. Diezelfde dag ook presenteerde het Havenbedrijf Rotterdam – de huisbaas van de Rotterdamse haven – het plan om een speciale pijpleiding voor waterstof aan te leggen. Deze backbone loopt vanaf de Maasvlakte dwars door het hele industriële havencomplex richting stad en sluit dan aan op de leiding van Gasunie richting de rest van Nederland en daarbuiten.

De gedachte erachter is simpel. De grote hoeveelheden stroom die nieuwe windparken op zee opwekken, zijn te gebruiken voor het maken van zogeheten groene waterstof. Dat gebeurt in waterstoffabrieken, ook wel elektrolyzers genoemd. Deze installaties splitsen met behulp van elektriciteit water (H2O) in zuurstof (O2) en waterstof (H2). Die waterstof kan vervolgens dienen als energiedrager en als grondstof. Wat daarmee ontstaat is een keten zonder koolstof en dus een keten zonder CO2. Alle aankondigingen van 7 mei onderstrepen dat waterstof hot is.

GEEN COMPLIMENT

Het Havenbedrijf Rotterdam heeft alle redenen om die ontwikkeling te steunen, zo blijkt uit de toelichting van directeur New Business Development Nico van Dooren. De grootste haven buiten Azië leunt in meerdere opzichten zwaar op fossiele koolwaterstoffen. Niet voor niets noemen Belgische collegahavens Rotterdam ’een oliehaven’ en dat is niet direct bedoeld als compliment.

Momenteel komt aan energie in Rotterdam jaarlijks ongeveer drie keer het totale verbruik van Nederland binnen. Dat staat gelijk aan 13% van de gehele energiebehoefte van de Europese Unie.

Nu bestaat die energie vooral uit ruwe olie, voor ongeveer de helft doorgevoerd naar België, Duitsland en verder. Het overige deel gaat naar de Rotterdamse petrochemische industrie die er producten en brandstoffen van maakt. Dat maakt dat het Rotterdamse havencomplex niet alleen behoorlijk afhankelijk is van olie, maar ook nog eens goed is voor ongeveer 17% van alle CO2-uitstoot in Nederland. Dat moet veranderen en waterstof speelt daarin de sleutelrol, zowel als grondstof en als energiedrager.

Grijs, blauw, groen

De ene waterstof is de andere niet. Op dit moment wint de industrie de meeste waterstof uit aardgas of kolen. Waterstof is op zichzelf een schone energiedrager, maar omdat er in dit geval bij de productie CO2 vrijkomt in de atmosfeer, kreeg dit de naam ‘grijze waterstof’. Ook voor zogeheten ‘blauwe waterstof’ zijn aardgas of kolen de grondstof. Maar de CO2 die bij de productie vrijkomt, gaat voor het overgrote deel via afvang in lege gasvelden op zee. Hiermee is blauwe waterstof CO2-neutraal. Energie uit duurzame bronnen, zoals en zonne- en windenergie, is de basis voor ’groene waterstof’. Elektrolyse zet water (H2O) onder stroom, waardoor de moleculen gaan splitsen. Daardoor ontstaan zuurstof (O2) en waterstofgas (H2). Groene waterstof is de meest duurzame vorm van waterstof.

KOPLOPER IN EUROPA

”Shell bouwt graag mee aan die overgang naar schonere energie”, zo geeft Shell–manager Ruben van Grinsven aan. Hij is verantwoordelijk voor de waterstoffabriek die Shell op de Tweede Maasvlakte wil laten verschijnen. Het definitieve besluit zal uiterlijk volgend jaar vallen; de eerste waterstof moet in 2023 uit de fabriek komen. Het is de bedoeling dat het een waterstoffabriek wordt met een vermogen van rond de 200 MegaWatt (MW). Daarmee kan de fabriek naar verwachting dagelijks tussen 50.000 tot 60.000 kg groene waterstof produceren, waarmee in principe iedere dag 2.300 vrachtwagens van waterstof zijn te voorzien. De installatie is op dat moment koploper in Europa.

“De schoonheid van dit plan is echter dat we niet op die duizenden vrachtwagens hoeven te wachten om te beginnen”, zegt Shell’er Van Grinsven. “We kunnen waterstof leveren aan de raffinaderij in Pernis. Die Shell-locatie is een grote producent en gebruiker van waterstof en de nieuwe elektrolyzer op de Maasvlakte kan daar een deel van gaan leveren.” Maar wat nou als Shell geen nieuwe windparken op zee kan gaan bouwen? “Dan is er geen man overboord”, zegt Van Grinsven. “Dan moeten we die duurzame elektriciteit op een andere manier zien in te kopen.”

NIET ELEKTRIFICEREN

Shell was niet de eerste die aankondigde een waterstoffabriek op de Maasvlakte te willen bouwen. BP-Nouryon kondigde iets eerder aan te willen bouwen, maar uiteindelijk zal die fabriek waarschijnlijk later klaar zijn. Beide fabrieken gaan waarschijnlijk gebruikmaken van de fabriek voor gedemineraliseerd water, die al om de hoek staat. Maar dan moet de pijpleiding die onder regie van het Havenbedrijf Rotterdam en Gasunie tot stand zal komen, om de waterstof door de haven te voeren, natuurlijk wel klaar zijn om de eerste waterstof te transporteren.

“Het is allemaal kort dag, maar het gaat ons lukken”, zegt Van Dooren. Uiteindelijk is het aanleggen van een pijpleiding voor waterstof gemakkelijker en goedkoper dan het leggen van stroomkabels voor dezelfde hoeveelheid energie”. Voor veel bedrijven in de Botlek is de beschikbaarheid van waterstof trouwens noodzaak, weet Van Dooren. “Nogal wat processen in de zware industrie laten zich niet elektrificeren”, legt hij uit. “De gewenste temperaturen voor de industriële processen liggen simpelweg te hoog. Waterstof fungeert dan als vervanger van aardgas.” “En daarmee gaat waterstof een sleutelrol spelen”, aldus Van Dooren. Hij verwacht dat de totale waterstofstroom door de Rotterdamse haven in 2050 op 20 Megaton per jaar zal liggen, dat is 5.000 keer meer dan er nu aan waterstof door de haven van de Maasstad gaat.

Waterstofstroom door Rotterdam groeit sterk door import

De komende decennia geeft een groei te zien van blauwe en groene waterstof. Om aan de nationale en internationale vraag te kunnen voldoen, komt in 2050 verreweg het grootste deel uit import.

“Waterstof is voor de industrie zowel een grondstof als een energiebron”, zegt hij. “Bovendien kan je waterstof – al dan niet vloeibaar gemaakt of chemisch ingebouwd in Liquid Hydrogen Organic Cariers – gebruiken als een vloeibare batterij waarin je duurzame energie opslaat.” Daarnaast ziet hij mogelijkheden voor waterstof in het transport van personenauto’s tot treinen en in de bebouwde omgeving. Niemand kent precies de toekomst, maar vast staat dat waterstof in combinatie met wind op zee een sleutelrol zal spelen.

LICHTE JALOEZIE

De directeur New Business Development van het Havenbedrijf wordt daarom niet zenuwachtig van andere plaatsen met waterstofambities, zoals bijvoorbeeld NorthH2 in Groningen. “Integendeel”, zegt Van Dooren. “We wensen alle initiatieven heel veel succes. Iedereen moet gebruik maken van de eigen specifieke kwaliteiten. En die van Rotterdam is dat we boven alles een heel sterk logistiek knooppunt zijn. De vraag zal de komende decennia zo groot worden dat we het grootste deel van de waterstof moeten gaan importeren.”

Daarom is het Havenbedrijf samen met een andere partij in gesprek over de bouw van een waterstofterminal aan de Waterweg. “Er valt geen specifieke informatie te delen maar het is erg serieus”, zo laat Van Dooren weten.

Het in Rotterdam geproduceerde en geïmporteerde gas gaat dan vanaf 2023 door de nieuwe Rotterdamse backbone. “Door die samen met Gasunie te ontwikkelen, kan de waterstof vanuit de haven snel naar de gebruikers in het traditionele achterland. “Het hoofdleidingennetwerk voor aardgastransport is namelijk dubbel uitgevoerd”, vertelt Van Dooren. “Dat was voor de leveringszekerheid, maar die veiligheidsmaatregel maakt het nu relatief gemakkelijk een deel meteen voor waterstof te gaan gebruiken. Maar we voorzien ook de noodzaak om nieuwe pijpleidingen aan te leggen, met name naar locaties zoals het chemiecomplex Chemelot in Limburg of de Duitse industrie in Noordrijn-Westfalen.”

Of er door die nieuwe leiding ook zogeheten blauwe waterstof gaat vloeien, is nog de vraag. Van Dooren: “De ontwikkelingen gaan heel snel. Natuurlijk hebben we in de overgang naar grootschalig gebruik ook behoefte aan blauwe waterstof in combinatie met ondergrondse opslag van CO₂ (CCS). Het lijkt erop dat de specificaties net iets van elkaar verschillen. Het tekent de snelheid die we nu maken met de ontwikkeling van waterstof. We zijn zowel druk bezig met het realiseren van plannen als met het vastleggen van standaarden.”

Het voelt als werken aan een nieuwe wereld met minder koolwaterstoffen en CO₂. Het toch wat denigrerende 'oliehaven’ is dan te vervangen door het nieuwe etiket ‘waterstofhaven’ – en dat mogen genoemde collegahavens met lichte jaloezie uitspreken.

Waterstof in beweging

De waterstofeconomie spreekt al twintig jaar tot de verbeelding. En bij die verbeelding hoorde het beeld dat waterstofauto’s met een brandstofcel de snelwegen zouden gaan bevolken. Toch wil het met de groei van het aantal waterstofauto’s in Nederland niet zo vlotten. Toch mikt het Nederlandse Klimaatakkoord op 300.000 voertuigen die in 2030 op waterstof rijden. Anders dan in het verleden lijken de beste groeikansen nu in het zware transport te liggen. Vrachtwagens voor internationaal transport lopen bij stekker-elektrisch vooralsnog aan tegen de grenzen van accu’s. Die kosten immers ruimte en daarmee vracht en rendement. Zowel het Havenbedrijf Rotterdam als Shell werken samen met producenten van motoren en vrachtwagens om de bouw van de schonere transportmiddelen van de grond te krijgen. Het Havenbedrijf ziet tegelijkertijd ook kansen voor waterstof in de binnenvaart. Shell op haar beurt is betrokken bij de bouw van veertig waterstofstations langs de belangrijkste Europese snelwegen.

Meer Shell

Waterstof

Het Nederlandse Klimaatakkoord ziet voor waterstof een ‘cruciale rol’ weggelegd in de Nederlandse energietransitie. Shell wil de kansen pakken die de energietransitie biedt in Nederland, ook op het gebied van waterstof.

Energiedragers

Waterstof speelt een sleutelrol bij het slagen van de Nederlandse energietransitie. En dan bij voorkeur groene waterstof, gemaakt met stroom uit wind of zon en zonder uitstoot van CO2. Shell-ers Lisa Montanari en Ruben van Grinsven werken aan de plannen voor het grootste waterstofproject in Europa.

Wie, wat, waterstof

Wat is waterstof? En hoe maak je het? Twaalf weetjes over waterstof.