Wordt dit het decennium van waterstof?

Zonder koolstof achter te laten

Waterstof komt in tal van tinten : blauw, bruin, groen - om er maar enkele te noemen. Terwijl bij sommige productiemethoden van waterstof koolstof vrijkomt als onderdeel van het proces, is dat bij andere niet het geval.

De technologie om waterstof te produceren uit koolstofvrije hernieuwbare energiebronnen, zoals wind- en zonne-energie, is nu beschikbaar. De elektrolysers, die de hernieuwbare energie omzetten in waterstof, zijn zo ver geëvolueerd dat ze snel kunnen aan- en afschakelen, rekening houdend met de wisselvalligheid van hernieuwbare energiebronnen, om de opgewekte energie op te vangen. Het Britse ITM Power is leider in de ontwikkeling van elektrolytische cellen met protonuitwisselingsmembraan (PEM). Die zetten hernieuwbare energie om in koolstofvrije groene waterstof. Het is bezig met de uitbreiding van de productiecapaciteit in zijn fabriek in Sheffield.

Een belangrijke technologie is de brandstofcel. Daarin wordt de waterstof weer omgezet in een bruikbare energievorm, zoals elektriciteit. Traditionele voertuigen met een verbrandingsmotor vervangen door waterstofvoertuigen is vandaag de dag nog steeds duurder. Maar de kosten blijven dalen. Het Britse Ceres Power ontwikkelt haalbare brandstofcellen en heeft de kosten daarvan drastisch verlaagd dankzij een innovatief ontwerp. Daarbij wordt de brandstofcel gemaakt van 90% staal en de rest voornamelijk keramiek. Met deze innovatie heeft het bedrijf het gebruik van dure grondstoffen, zoals metalen uit de platinagroep, overbodig gemaakt.

Naar verwachting zullen vrachtwagens op waterstof de komende vijf jaar goedkoper in aanschaf en gebruik zijn dan de huidige vrachtwagens met verbrandingsmotor.

De toeleveringsketen

Hoewel de elektrolyser en de brandstofcel cruciale componenten zijn bij de productie en omzetting van waterstof, moet er een volledige toeleveringsketen bestaan om dit proces te laten werken en economisch levensvatbaar te maken. Van producenten van hernieuwbare energie, industriële gaspijpleidingen en vervoer, tot fabrikanten van stroomafwaartse producten die waterstof zullen gebruiken ter vervanging van fossiele brandstoffen.

De investeringen in de infrastructuur en de toeleveringsketen zijn reeds begonnen. Zo is 's werelds grootste producent van offshore-windenergie, Orsted, een alliantie aangegaan met ITM Power om bij wijze van proef elektrolysers aan hun windparken te koppelen. Bedrijven zoals het Italiaanse pijpleidingenbedrijf SNAM en het mondiale bedrijf voor industriële gassen Linde hebben rechtstreekse belangen genomen in ITM Power en contracten ondertekend om samen te werken bij de integratie van elektrolysers in de eigen infrastructuur.

Olieconcern Shell is nu de grootste klant van ITM Power, waarbij Shell aanzienlijke bedragen investeert in de bouw van waterstoftankstations, anticiperend op de geleidelijke afschaffing van voertuigen met verbrandingsmotor.

Hetzelfde geldt voor Ceres Power: het Chinese industriële conglomeraat Weichai en het Duitse engineering- en technologiebedrijf Robert Bosch hebben beide een direct belang genomen en contracten afgesloten voor een licentie op de intellectuele eigendom (IP) van Ceres Power.

Bovendien hebben wereldwijde fabrikanten van voertuigen en zware machines zoals Honda, Toyota en Doosan ook overeenkomsten met Ceres Power ondertekend om hun intellectuele eigendom in licentie te geven en de innovatieve brandstofcellen in hun voertuigen te integreren.

De toekomst van groene waterstof

De markt voor groene waterstof vertegenwoordigt vandaag een waarde van ca. 2 Gigawatt (GW) of 1,6 miljard dollar. De EU alleen al mikt op ca. 6 GW in 2024 en ca. 40 GW tegen 2030. De Britse koolstofstrategie zal naar verwachting begin 2022 worden aangekondigd. Nu de VS en China de klimaatdoelstellingen van Parijs hebben onderschreven, verwacht men dat de wereldwijde koolstofstrategieën zich van hieruit verder zullen ontwikkelen. In de aanloop naar de COP26-conferentie in Glasgow in november van dit jaar verwachten we de aankondiging van nog veel meer nationale doelstellingen waarin waterstof wordt opgenomen.

De grootste hinderpalen voor de invoering van groene waterstof zijn nog steeds de ontwikkeling van de infrastructuur en het huidige kostenniveau. Veelbetekenend is dat de prijzen van offshore-windenergie de afgelopen tien jaar met 89% zijn gedaald - omdat er meer in is geïnvesteerd toen het de belangrijkste kanshebber werd voor de vervanging van energieopwekking op basis van fossiele brandstoffen.

Er is alle reden om aan te nemen dat groene waterstof een soortgelijke leercurve zal volgen, vooral nu men erkent dat waterstof het beste alternatief is voor activiteiten die niet kunnen worden geëlektrificeerd. Wat de infrastructuur betreft, hebben bedrijven die risico's lopen door de decarboniseringstrend, al het voortouw genomen om hun bedrijfsmodellen "toekomstbestendig" te maken. Dit is meestal de beste blijk van vertrouwen die een nieuwe technologie kan krijgen.