Productie waterstof optimaliseren met elektrolyse

Bij de productie van waterstof stoten we nu veel CO2 uit. Om productie en gebruik van groene waterstof, volledig verkregen uit zon en wind, te stimuleren moet nog veel gebeuren. Elektrolyse, het splitsen van water in zuurstof en waterstof, met elektriciteit uit wind en zon is de belangrijkste optie.

We werken op verschillende manieren aan het optimaliseren en goedkoper maken van de productie van groene waterstof. Elektrolyse is een bewezen technologie. Maar er zijn nog verschillende uitdagingen en kansen voor de maakindustrie om het op grote schaal in te zetten.

Elektrolyse opschalen met factor duizend

De capaciteit van de elektrolysers, die we op dit moment in gesubsidieerde pilots neerzetten, is niet meer dan 1 tot 10 megawatt. Om ons land van CO2-vrije waterstof te voorzien moeten we toe naar elektrolysers op gigawattniveau. Dat betekent opschaling met een factor duizend. Als die elektrolysers er eenmaal zijn, moeten we ze bij voorkeur inzetten:

  • in moeilijk te verduurzamen sectoren, zoals aan de staalindustrie, zwaar wegverkeer, lucht- en scheepvaart
  • voor het leveren van elektriciteit op momenten dat we geen wind en zon hebben
  • om de grote hoeveelheid wind op zee in te passen in ons energiesysteem door een deel om te zetten in waterstof

Kosten drastisch omlaag

Ook de kosten van de productie van groene waterstof zijn nog een factor 2 tot 3 te hoog om te concurreren met grijze waterstof, verkregen uit aardgas. De vergelijking met het huidige aardgas, zonder CO2-afvang, is op de langere termijn niet meer relevant omdat hier enorm veel CO2 bij vrijkomt.

De elektrolysers moeten erg in prijs omlaag omdat ze maar een deel van de tijd in gebruik zijn, alleen op duurzame stroom. Bij wind op zee is dat zo’n 4.000 uur per jaar. Met fabrikanten en toeleveranciers werken we aan nieuwe componenten, alternatieve materialen en circulaire ontwerpen om de kosten fors omlaag te krijgen en de levensduur te verlengen. Dat zou de drempel wegnemen die nu grootschalig produceren van duurzame waterstof in de weg staat. Wil je ook samenwerken als fabrikant of toeleverancier? Neem dan contact met ons op.

Doorbraak ontwikkeling elektrolysers: 200 keer minder iridium gebruikt

Onderzoekers van TNO zijn er als eerste in geslaagd een methode te ontwikkelen waarmee 200 keer minder iridium nodig is waarbij nu al een performance van 25% - 46% van de huidige generatie elektrolysers behaald kan worden.

Onderzoek en proefinstallaties

In het project Gigawatt Elektrolyser werken we samen met bedrijven en universiteiten in ons land en daarbuiten aan het ontwerp van een nieuwe elektrolyser. Deze moet nog vóór 2030 gebouwd kunnen worden.

In Groningen werken we aan de Hydrohub. Dit is een open onderzoekscentrum waar 13 partijen waaronder het Institute for Sustainable Process Technology (ISPT) en wij samenwerken aan het optimaliseren en opschalen van elektrolyse.

In het EU-project H2FUTURE zijn we nauw betrokken bij een demonstratieproject. Hierin is een PEM-elektrolyser van 6 megawatt geïnstalleerd bij een Oostenrijks staalbedrijf.

In Petten hebben we de grootste waterstofonderzoeksfaciliteit van Europa: het Faraday laboratorium. Faraday is een open innovatielab dat zich richt op het optimaliseren van elektrolyse technologieën op lage temperatuur (PEM, alkaline, AEM) en op hoge temperatuur (SOE). In het Faraday laboratorium werken we aan technologische doorbraken voor opschaling. Er is nauwe samenwerking met de Hydrohub in Groningen en bedrijven in de keten die hier materialen en componenten laten testen en gezamenlijk doorontwikkelen. Ze hoeven dus niet zelf in testfaciliteiten te investeren.

Elektrolyse op zee

Een andere ontwikkeling is het onderzoek naar elektrolyse op zee. Project PosHYdon is een demo-installatie op het olie- en gasplatform Q13a van Neptune Energy voor de kust van Den Haag. Dit project gaat groene waterstof produceren uit duurzame elektriciteit opgewekt door wind en zon. De uitdaging is hier elektrolysers te bouwen die, anders dan op land, bestand zijn tegen de veel extremere omstandigheden op zee.

Productie elektrolysers: kans voor de Nederlandse maakindustrie

Waterstof vormt een van de pijlers van de energietransitie én kan de groeimotor zijn voor een nieuwe economie. Nederland staat voorop om internationaal een koploperpositie in te nemen als leverancier van elektrolysers. Dit blijkt uit een verkenning (pdf) die we samen deden met FME, de ondernemersorganisatie voor de technologische industrie. Maar hier is nog wel wat voor nodig. Op dit moment ontbreekt het Nederland aan een volwaardige industrie die op grote schaal elektrolysers kan produceren. Een van de aanbevelingen uit de verkenning is om een landelijk ‘Elektrolyser Makersplatform (pdf)’ op te richten.

Vervolgrapport Elektrolyse: kansen voor de maakindustrie

Het rapport projecteert een plausibele toekomst waarin TNO in het Voltachem programma de verbetering en opschaling van elektrolysetechnologie hand in hand gaan. De drie verschillende gepresenteerde technologiegeneraties zijn geenszins vanzelfsprekend. Ze vertegenwoordigen kansen die, om manifest te worden, moeten worden aangepakt.

Laat je verder inspireren

17 resultaten, getoond 1 t/m 5

Nederland wereldwijde hub voor waterstofimport, transport en opslag

Informatietype:
Insight
7 augustus 2023
De eerste waterstofketen vanuit het buitenland naar Nederland is een feit. Spanje wordt een belangrijke leverancier van groene waterstof aan Noordwest-Europa en ons land gaat een hubfunctie vervullen in het verder exporteren.

Waterstof ontwikkelingen in volle gang in de energie- en materialentransitie

Informatietype:
Insight
20 juli 2023

Tijdmakers: 200 keer minder iridium nodig voor groene waterstof productie

Informatietype:
Insight
1 juni 2023

Nederland neemt voortouw in ontwikkeling derde generatie electrolyser

Informatietype:
Insight
31 mei 2023

Combinatie offshore wind en drijvende zonnepanelen om kosten groene waterstof te verlagen

Informatietype:
Nieuws
28 februari 2023