We weten het allemaal: om verschillende redenen zijn gas en fossiele brandstof geen optie meer. De klimaatcrisis wordt steeds meer zichtbaar en de plannen van verschillende overheden steeds ambitieuzer. Ook de industrie moet CO2-neutraal worden en deelnemen aan de energietransitie. Een goede hernieuwbare energiedrager, zoals groene waterstof, is broodnodig.  

Waterstof is de beste schone vervanger van gas tot nu toe en biedt de industrie veel mogelijkheden voor de toekomst. Momenteel wordt waterstof vooral gebruikt voor verschillende soorten producten in de chemische industrie. Maar in de toekomst zal het ook steeds meer worden gebruikt voor processen met hoge temperaturenDenk dan bijvoorbeeld aan staalproductie, waar momenteel aardgas of steenkool voor wordt gebruikt. 

Welkom in de omgekeerde wereld  
Bij het opwekken van waterstof is elektrolyse - het proces waarmee je waterstof opwekt - het toverwoord. Door gebruik te maken van waterstof in de industrie wordt in feite de huidige cyclus om producten te maken omgedraaid. Nu worden er lange koolstofmoleculen ‘gekraakt’ in raffinaderijen tot het gewenste eindproduct, maar in het geval van elektrolyse zullen deze producten juist opgebouwd worden uit kleine moleculen die op een groene manier geproduceerd zijn.  

Wat er al mogelijk is  
Elektrolyse kent momenteel twee marktrijpe technologieën: 

  1. De alkalinesystemen die al jaren grootschalig (6-100 MW) worden toegepast, vooral bij de productie van chloor. 
  2. De Proton Exchange Membrane (PEM) systemen. Die hebben een kleinere fysieke footprint, produceren waterstof op druk en zijn geschikt voor koppeling aan een fluctuerende energiebron zoals een windpark. De grootste PEM-systemen hebben een vermogen van ca. 10 MW. 

Het net is verboden toegang 
De PEM-systemen zijn tot nu toe het meest geschikt voor groene waterstofJe kunt ze goed gebruiken voor energie uit zonnepanelen en windturbines. Het is echter wel belangrijk dat dit zonder toevoeging van energie uit het openbare elektriciteitsnet gebeurt, in verband met capaciteitsproblemen in het openbare elektriciteitsnet. Tevens kan hierdoor ook geen energie aan het net worden teruggeleverd. 

Elektrolyse geschikt voor schommelingen 
Gelukkig is elektrolyse wel uitermate geschikt voor het opvangen van de fluctuatie tussen de energieproductie en -consumptie. Belangrijk voor de toekomst daarin zijn de ontwikkeling van nieuwe vermogenselektronica, nieuwe regelsystemen om de stroomvoorziening van de elektrolyse af te stemmen op de beschikbaarheid van zonne- en windenergie en de schommelingen. Voor de veiligheid, kwaliteit en beschikbaarheid van elektriciteit moet het systeem snel kunnen reageren op fluctuaties in het elektriciteitsnet en snel kunnen schakelen tussen verschillende bronnen. Dit wordt ook wel peak shaving genoemd. 

Switch naar island mode 
Maar is er genoeg capaciteit om elektrolyse met groene stroom uit te voeren? Wel als er een installatie wordt ontwikkeld waarbij de energiestromen in evenwicht blijven tussen de opwekkers en de verbruikers van energie.Island mode is een nieuw alternatief voor ‘peak shaving. Op momenten waarop meer duurzame energie wordt opgewekt dan door het elektriciteitsnet kan worden opgenomen, kunnen de energiebronnen ook worden losgekoppeld van het publieke net en volledig worden ingezet voor waterstofproductie in een zelfstandig lokaal elektriciteitsnet. Dit lokale netwerk heeft, net als een eiland, geen verbinding met het publieke net. 

In de toekomst 
Waterstofproductie in ‘island mode’ is een innovatieve en ambitieuze oplossing voor grootschalige productie van groene waterstof uit hernieuwbare energie. Sterker nog, groene waterstof kan op deze manier ook naar nabijgelegen landen worden geëxporteerd via een Europees netwerk van waterstofleidingen.  

KHE 23004 mock up whitepaper new energie

 

Meer weten over het potentieel van elektrolyse en de laatste ontwikkelingen rond groene waterstof? Download hier onze whitepaper 'Naar een duurzamere industrie met groene waterstof'

Benieuwd hoe wij industriële opdrachtgevers helpen met het realiseren van hun klimaatdoelstellingen? Klik hier en maak kennis met onze New Energy & Infrastructure groep.