Ons werk

Blauwe waterstof effent weg voor groene waterstof

Waterstof speelt een sleutelrol in de energietransitie omdat bij het gebruik ervan geen broeikasgassen in de atmosfeer komen. Groene waterstof is echter momenteel nog niet in grote volumes beschikbaar en nog kostbaar. Blauwe waterstof biedt een goedkoper alternatief dat emissies voorkomt doordat CO2 die bij productie vrijkomt ondergronds wordt opgeslagen. Daarmee maakt blauwe waterstof de weg vrij voor groene waterstof op de langere termijn.

15 dingen over waterstof

klik hier

Wat is blauwe waterstof

Om onderscheid te maken tussen verschillende productiemethoden van waterstof kende men kleuren toe aan hetzelfde molecuul. Net als energiebedrijven grijze en groene stroom aanbieden, produceren bedrijven ook grijze en groene waterstof. Groene waterstof produceert men door watermoleculen (H2O) via elektrolyse te splitsen in waterstof (H2) en zuurstof (O2). Alleen indien de hiervoor benodigde stroom van duurzame bronnen komt, wordt dit groene waterstof genoemd. Bij grijze waterstof splitst men aardgas (CH4) met stoom (H2O) in waterstof (H2) en kooldioxide (CO2). De kooldioxide die vrijkomt bij de productie van grijze waterstof gaat nu nog de lucht in. Als je dit broeikasgas ondergronds opslaat, voorkomt dit extra opwarming van de aarde. Het op deze manier geproduceerde waterstofgas heet blauwe waterstof.

Hoe werkt de Productie van blauwe waterstof

De productie van blauwe waterstof wijkt in principe niet af van grijze waterstof. De industriële steam methane reformers (SMR) of auto thermal reformers (ATR) die nu grijze waterstof maken, kunnen ook blauwe waterstof maken. Er zijn inmiddels wel efficiëntere systemen beschikbaar om synthesegas te scheiden. Zoals de SEWGS-technologie van TNO, die niet alleen kosten bespaart, maar ook meer CO2 verwijdert.

Het SEWGS-proces combineert twee processtappen in één reactor: een water-gas shift reactie en CO2-afvang met een vast absorbtiemiddel. De combinatie zorgt voor een energie-efficiëntere conversie en zo goed als volledige CO2 verwijdering.

TNO demonstreerde de werking van het SEWGS proces al succesvol op industriële schaal bij het Zweedse SSAB. In het door de Europese Unie ondersteunde STEPWISE project verwerkte een SEWGS installatie 800 kubieke meter hoogovengas per uur van een van de staalfabrieken.

co2-afvang en CCS

De grootste uitdaging voor blauwe waterstof is het transporteren en ondergronds opslaan van de afgevangen CO2. Dit wordt ook wel carbon capture and storage (CCS) genoemd. Men vervoert de CO2 via pijpleidingen naar lege gasvelden, en injecteert het gas in diepe ondergrondse zandsteenlagen. De CO2 kan ook als voedingsstof in kassen worden ingezet of als grondstof voor chemische producten en kunststoffen. Dit heet carbon capture and usage (CCU).

Projecten rondom blauwe waterstof

Inmiddels bekijken meerdere partijen de mogelijkheden van blauwe waterstof en CCS. Zo wil H-Vision, een samenwerkingsverband van de Rotterdamse industrie en TNO, snel grote hoeveelheden CO2-reductie realiseren met blauwe waterstof. Bedrijven als BP, Shell en ExxonMobil willen grootschalige blauwe waterstofproductie mogelijk maken.

Onderdeel van de plannen is het Porthos-project dat afgevangen CO2 per onderzeese pijpleiding afvoert naar een gasproductieplatform in de Noordzee. Vanaf het platform pompt men de CO2 in een leeg gasveld. Porthos kreeg onlangs een subsidie toegekend van de Nederlandse overheid die kan oplopen tot twee miljard euro.

In het Noordzeekanaalgebied onderzoekt een consortium met onder andere TNO ook de haalbaarheid van CCS onder de naam Athos. Consortiumpartner Tata Steel kan blauwe waterstof inzetten bij de productie van staal. Het bedrijf kan bovendien blauwe waterstof maken van zijn eigen procesgassen die ontstaan bij de verbranding van cokes.

Het H2Gateway Consortium ontvouwde eveneens plannen voor een waterstof-faciliteit. De plannen richten zich op een blauwe waterstoffabriek in Den Helder. Port of Den Helder werkt bovendien samen met Port of Amsterdam en Groningen Seaports in Hydroports met als doel om bij te dragen aan het optimaliseren van infrastructuur voor de waterstofeconomie.

Kosten voor productie blauwe waterstof

Blauwe waterstof bezit momenteel de betere kaarten voor een snelle en betaalbare energietransitie. Groene waterstof is namelijk pas echt duurzaam als de stroom voor het elektrolyseproces van duurzame bronnen komt. Voorlopig is er nog te weinig groene stroom beschikbaar. Stroom is bovendien twee keer zo duur als aardgas. Ook de hoge kostprijs van de elektrolyzers die het water splitsen, maakt de technologie voorlopig minder aantrekkelijk.

Blauwe waterstof blijft in alle scenario’s goedkoper dan groene en is de enige vorm van waterstof die CO2-emissies direct reduceert. Er is voldoende aardgas voor jaren en ook restgassen uit de raffinage of bijvoorbeeld biogas kunnen op dezelfde manier worden gesplitst in waterstof en CO2.

De verwachting is wel dat dichter naar 2050 het aanbod groene stroom toeneemt terwijl elektrolyzers goedkoper worden door innovatie en massaproductie. Tot die tijd baant blauwe waterstof de weg voor een volwassen, betaalbare waterstofmarkt met bijbehorende infrastructuur.

Meer weten over CO2 afvang?

Alles over de revolutionare SEWGS technologie

klik hier
Ons werk

H-vision: versneld CO2-arme industrie met blauwe waterstof

De industrie in het havengebied Rotterdam heeft forse ambities om te verduurzamen. In 2025 wil het de uitstoot van CO2 door toepassing van CO2 afvang en opslag met twee megaton hebben teruggebracht, oplopend... Lees verder
Kennis

CO2-uitstoot terugdringen door afvang, gebruik en opslag

De industrie staat voor een grote opgave om de CO₂-uitstoot drastisch te verminderen. Vooral sectoren als staal, cement, afvalverwerking, raffinage en petrochemie produceren voorlopig nog grote hoeveelheden... Lees verder
Ons werk

15 dingen die je moet weten over waterstof

Waterstof kan een belangrijke bijdrage leveren aan de energietransitie. Samenwerking is essentieel om waterstof succesvol in te kunnen zetten om bijvoorbeeld bij te dragen aan: CO2-reductie in de industrie,... Lees verder
Contact

Dr. ir. René Peters

  • Waterstof
  • Gas
  • LNG
  • Transitie
  • Offshore Energie

Volg TNO op social media

Blijf op de hoogte van het laatste nieuws, de vacatures en activiteiten

Op TNO.nl maken we gebruik van cookies. De daarin opgeslagen informatie kan bij een volgend bezoek weer naar onze servers teruggestuurd  worden.