Samen met organisaties, bedrijven en mede-overheden hebben ministeries 37 voorstellen ingediend voor een administratieve en procedurele toetsing door de Toegangspoort van het Nationaal Groeifonds. Opvallend zijn dat er twee waterstofprojecten meedingen, maar ook een groeiplan watertechnologie.

Afgelopen voorjaar maakten de ministers van Economische Zaken en Klimaat (EZK) en Financiën bekend dat zij 646 miljoen euro investeren en 3,5 miljard euro reserveren voor tien projecten die moeten zorgen voor meer economische groei in Nederland.

Uit 244 ideeën, zijn nu 37 voorstellen geselecteerd. De volgende stap is dat de voorstellen worden voorgelegd aan de commissie. Naar verwachting wordt in januari bekend welke voorstellen hiervoor in aanmerking komen. De commissie licht deze selectie inhoudelijk door met behulp van experts. Per voorstel brengt de commissie advies uit aan het kabinet om wel of geen bijdrage te leveren. Het kabinet maakt naar verwachting in april 2022 bekend welke voorstellen een investering zullen ontvangen. Het parlement moet vervolgens nog goedkeuring verlenen voordat de bijdragen definitief worden toegekend.

Bij de voorstellen zitten ook voor de industrie interessante projecten. Zoals een voorstel voor een honder megawatt elektrolyzer, een offshore waterstofleiding, een groeiplan watertechnologie, duurzame materialen voor duurzame energie en circulaire plastics. En de verduurzaming van de luchtvaart zal gepaard gaan met de bouw van fabrieken voor synthetische vliegtuigbrandstof.

Groenvermogen II

Waterstof speelt een belangrijke rol in onze economie. Nederland is met 16,5 miljard m3 per jaar, de op één na grootste speler in Europa. Om die positie te behouden in een klimaatneutrale wereld moet groene waterstofproductie worden opgeschaald. Dit programma maakt dat mogelijk door een tender uit te schrijven voor elektrolysefaciliteiten van minimaal 100 MW. Enerzijds bieden deze elektrolysers direct groene waterstofproductie, maar ze zijn ook essentieel om te leren hoe de opschaling van waterstof naar de uiteindelijk benodigde 1000 MW schaal mogelijk is.

H2opZee

Voor de Nederlandse energietransitie is duurzame energie uit de Noordzee essentieel. Aanlanding en integratie van die energie is een belangrijke barrière voor het tijdig, betaalbaar en optimaal benutten van de Noordzee. Het ver weg op zee produceren van groene waterstof met additionele

windenergie en die aanlanden met een (bestaande) pijpleiding zal helpen de energietransitie te versnellen en kostenefficiënter te maken. Eén pijpleiding vervoert immers evenveel energie als 5-10 elektriciteitskabels, die in realisatie kostbaar en complex zijn.

Groeiplan Watertechnologie

Waterschaarste vormt wereldwijd een van de grootste bedreigingen voor de welvaart (World Economic Forum). Dit betekent een grote kans voor de op exportgerichte Nederlandse watertechnologiesector. Het Groeiplan Watertechnologie geeft een belangrijke impuls aan uitbreiding en export van de sector. Het plan zorgt er tevens voor dat in Nederland voldoende schoon water beschikbaar is, zowel voor drinkwater en natuur als voor de veel waterverbruikende (exporterende) land- en tuinbouw en industrie.

Duurzame materialen NL

Opschaling van duurzame materiaalinnovaties biedt oplossingen voor de energietransitie en duurzaamheidsvraagstukken en tegelijkertijd een enorme economische kans. Op weg naar een duurzame toekomst is er dringend behoefte aan innovatieve manieren om CO2-emissie en materiaalverspilling terug te dringen. Functionele, duurzame en circulaire materiaalinnovaties zijn hiervoor essentieel. Met dit Groeifondsvoorstel pakken meer dan 300 samenwerkende partijen drie belangrijke materiaalsectoren met grote economische en duurzaamheidspotentie aan: Energiematerialen, Constructieve materialen en Circulaire plastics. Het voorstel ontwikkelt 12 Demonstrators voor nieuwe technologieën waarmee duurzame materialeninnovaties van het lab naar de praktijk kunnen worden gebracht.

Luchtvaart in Transitie

De Nederlandse luchtvaartsector heeft de kans om als pionier in Europa te acteren in de transitie naar duurzame luchtvaart. Hiervoor ontwikkelt Luchtvaart in Transitie technologie, producten en kennis waarvoor sterk toenemende vraag uit de wereldmarkt bestaat. Dit programma lost deze knelpunten op door de luchtvaartsector te verenigen en bouwt hiervoor een open innovatie-infrastructuur door het realiseren van fabrieken voor synthetische vliegtuigbrandstof. Ook wil men duurzame ultra-efficiënte demonstratievliegtuigen ontwikkelen met doorbraaktechnologie voor waterstofaandrijving, materialen en systemen.

Bekijk hier alle projectvoorstellen

Het groene waterstof proefproject PosHYdon krijgt 3,6 miljoen euro uit het Demonstratie Energie- en Klimaatinnovatie (DEI+) subsidiefonds. PosHYdon is de eerste offshore groene waterstofpilot op een operationeel platform ter wereld. Met deze subsidie kan het consortium met de pilot van start gaan.

PosHYdon integreert drie energiesystemen op de Noordzee: offshore wind, offshore gas en offshore waterstof en zal plaatsvinden op het Q13a-A platform van Neptune Energy. Dit producerende productieplatform is het eerste volledige geëlektrificeerde platform op de Nederlandse Noordzee en ligt circa dertien kilometer voor de kust van Scheveningen.

Om groene waterstof te kunnen maken, zal zeewater op het platform worden omgezet in gedemineraliseerd water. Dit water wordt vervolgens door middel van elektrolyse omgezet in waterstof. Daarbij wordt stroom van wind gebruikt om deze groene waterstof te produceren. De pilot heeft als doel om ervaring op te doen met het integreren van werkende energiesystemen op zee en het vervaardigen van waterstof in een offshore omgeving. Daarnaast testen de onderzoekers de efficiency van een elektrolyzer met een variabele voeding vanuit offshore wind en bouwt men kennis op in de kosten, van zowel de installatie offshore als van het onderhoud.

De groene waterstof zal worden bijgemengd met het gas en via de bestaande gaspijpleiding richting de kust getransporteerd worden. De 1 MW electrolyser zal maximaal 400 kilo groene waterstof per dag produceren.

Systeemintegratie Noordzee

René Peters, Business Director Gas Technologies TNO: ‘PosHYdon is het ultieme voorbeeld van systeemintegratie op de Noordzee. In veel studies wordt waterstof ‘the missing link’ voor de energietransitie genoemd en wordt er veel over de mogelijkheden gesproken. Maar hier, voor de kust van Scheveningen, gaat het daadwerkelijk plaatsvinden. PosHYdon zal ons veel leren over de te zetten vervolgstappen richting grootschalige groene waterstofproductie op zee.’

Peters vervolgt: ‘Groene waterstofproductie offshore maakt het ook mogelijk dat grootschalige windparken ver op zee kunnen worden ontwikkeld. Offshore elektrolyzers zetten dan windenergie direct om naar groene waterstof, dat vervolgens via bestaande gasinfrastructuur de kust bereikt. Daardoor kunnen offshore windprojecten sneller gerealiseerd worden tegen significant lagere kosten voor de maatschappij.’

Jacqueline Vaessen, Managing Director Nexstep, nationaal platform voor hergebruik en ontmanteling: ‘Samen met een aantal operators en TNO is dit idee zo’n jaar of twee geleden voortgekomen uit een brainstormsessie van de ‘Re-purpose’ werkgroep binnen Nexstep. Vervolgens hebben we gekeken wat de beste locatie zou zijn en zijn toen op de Q13a-A van Neptune Energy uitgekomen. Aangezien dat platform al geheel middels groene stroom geëlektrificeerd is.’

 

Een consortium van Nouryon, Gasunie en vier partners ontvangt elf miljoen Europese subsidie voor het groene waterstofproject ‘Djewels’. De partners installeren een twintig megawatt elektrolyser in Delfzijl voor de productie van waterstof als basis voor groene methanol.

De subsidie komt van de Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (FCH-JU). Dit is een samenwerking tussen de Europese Commissie en de industrie dat de ontwikkeling van nieuwe waterstoftechnologie stimuleert. Het project krijgt ook vijf miljoen euro subsidie van het Waddenfonds. De twintig megawatt elektrolyser van Nouryon en Gasunie zou de eerste in haar soort zijn die op deze schaal in Europa wordt geïmplementeerd.

Bij het Djewels-project zijn nog vier andere partners betrokken. McPhy levert innovatieve alkaline elektrolysers om hernieuwbare elektriciteit om te zetten in drieduizend ton groene waterstof per jaar. BioMCN combineert deze waterstof met CO2 uit andere processen om hernieuwbare methanol te produceren. Dit levert een CO2-reductie op van 27.000 ton per jaar. DeNora levert daarnaast elektroden en Hinicio is betrokken als consultant met een specialiteit in waterstof.

Alkaline

Er zijn twee waterelektrolyse-technologieën die commercieel verkrijgbaar zijn op MW-schaal: alkaline technologie en PEM (proton exchange membrane) technologie. Over het algemeen geldt dat alkaline elektrolyzers relatief groot en inflexibel zijn, terwijl PEM elektrolyzers klein, compact en flexibel zijn. Daar staat echter tegenover dat PEM elektrolyzers relatief veel dure en zeldzame materialen bevatten, terwijl dit bij alkaline elektrolyzers veel minder het geval is. Het consortium koos voor alkaline technologie vanwege de lagere investeringskosten en het een lagere energieverbruik. De hogere flexibiliteit en het lagere gewicht van de PEMtechnologie zijn momenteel niet voldoende om dit kostentechnisch te compenseren.

Opschalen

Alhoewel 3.5 kiloton een significante hoeveelheid waterstof is, is het nog steeds slechts een klein gedeelte van de totale waterstofvraag in Nederland (110 PJ wat correspondeert met 775 kiloton). Bovendien wordt verwacht dat deze vraag richting 2050 flink zal toenemen. Op termijn zullen dan ook veel grotere waterelektrolysefabrieken nodig zijn met vermogens van meer dan één gigawatt. De eerste fabriek kan gezien worden als een kleine maar belangrijk opstap naar deze grotere fabrieken.

Nouryon en Gasunie nemen in 2020 een definitief investeringsbesluit voor de fabriek. Tegelijkertijd onderzoeken beide bedrijven mogelijkheden om de capaciteit van de installatie te verhogen van twintig megawatt tot zestig megawatt om te kunnen voldoen aan de vraag naar groene waterstof voor de productie van duurzame vliegtuigbrandstof.

Doel van het waterstofproject is om de vragen te beantwoorden die gepaard gaan met een dergelijke opschaling van elektrolysetechnieken. Behalve de keuze voor de juist elektrolysetechniek, is de inpassing van een dergelijk grote elektrolyser in een industriële omgeving ook een uitdaging. Zo moet er voldoende capaciteit zijn op het elektriciteitsnet, en moet er voldoende demiwater aanwezig zijn om te kunnen splitsen.

Daarnaast willen de Djewels partners ook weten hoe flexibel ze het systeem kunnen inzetten. Alkaline elektrolysers staan namelijk niet zo bekend om hun flexibiliteit. De toegepaste elektrolysers van het Franse McPhy lijken beter te kunnen omgaan met verschillende deellasten.

Het is wetenschappers gelukt om waterstof uit afvalwater te produceren met behulp van zonlicht. In een gatenkaas van zwart silicium splitsen ze water in zuurstof en waterstof. De fotokatalytische techniek combineert waterzuivering met waterstofproductie en is daarbij behoorlijk efficiënt.

Wetenschappers van het Andlinger Center for Energy and the Environment, ontwikkelden een fotokatalitisch systeem dat organische componenten in afvalwater afbreekt en omzet in waterstof.

De techniek gebruikt een speciaal ontworpen kamer met een Zwitserse kaas-structuur van zwart silicium voor de splitsing van water en de isolatie van waterstofgas. Het proces wordt ondersteund door bacteriën die elektrische stroom opwekken wanneer ze organisch materiaal in het afvalwater verbruiken. De stroom helpt op zijn beurt het watersplitsingsproces.

Het team, geleid door Zhiyong Jason Ren, hoogleraar civiele en milieutechniek , koos afvalwater uit bierbrouwerijen voor de test. Ze stuurden het afvalwater door de kamer en gebruikten een lamp om zonlicht te simuleren. Vervolgens zagen ze hoe de organische verbindingen uiteen vielen en de waterstof omhoog borrelde.

Organische vervuiling

De technologie zou goed kunnen worden ingezet in de raffinagesector en petrochemie, waar veel organische afvalstromen zijn. Volgens de onderzoekers is dit de eerste keer dat afvalwater, en geen op het laboratorium gemaakte oplossingen, is gebruikt om waterstof te produceren met behulp van fotokatalyse. Het team produceerde het gas continu gedurende vier dagen tot het afvalwater op was.  Vergelijkbare systemen die chemicaliën uit water produceren werkten tot nog toe niet langer dan een paar uur.

Energiepositief

De onderzoekers maten de waterstofproductie door de hoeveelheid elektronen te meten die de bacteriën produceerden. De resultaten waren zeer positief en de opbrengst was volgens de onderzoekers tweemaal zo hoog als vergelijkbare technologieën.

De technologie is bovendien schaalbaar omdat de kamer die wordt gebruikt om de waterstof te isoleren modulair is. Hoewel de onderzoekers nog geen levenscyclus analyse konden uitvoeren, denken ze dat het proces op zijn minst energieneutraal, zo niet energiepositief, zal zijn.