De wereld beweegt snel weg van fossiele brandstoffen naar duurzame energiebronnen. Elektrische auto’s zijn al volop in opmars, maar ook de industrie staat aan de vooravond van grote veranderingen. Ondernemers zien daarbij van alles op zich afkomen. Wat moeten ze doen? Elektrificatie staat op de agenda, natuurlijk, maar wellicht is waterstof wel een veel beter alternatief. Wat het ook wordt – waarschijnlijk een combinatie van de mogelijkheden – er ligt een duidelijke taak voor de overheid om de overgang te faciliteren. Daarvoor is veel geld nodig, maar het is ook een kans voor Nederland om voorop te lopen met de energie-infrastructuur.
- ‘De overheid moet het netwerk voor de toekomst ontwikkelen.’
- ‘Helaas is vooraf investeren politiek gezien lastiger dan achteraf compenseren.’
- ‘Nu zie je dat waterstof voortdurend in de vertraging schiet, omdat er geen concrete stappen worden gezet.’
- ‘Welke het wordt, elektriciteit of waterstof, hangt af van de toekomstige kostenontwikkelingen.’
Zon en wind zijn serieus uit de startblokken. Als duurzame alternatieven van fossiele brandstoffen haalt de wereld daar in de toekomst primair de energie vandaan. Andere opties zijn er wel – denk aan biomassa, geothermie, kernenergie, waterkracht of zelfs getijdenenergie – maar in het grote geheel der dingen is dat klein bier. Alleen in zeer specifieke gevallen en op de juiste locaties voegen die wat toe. Nee, zonnecellen en windmolens gaan de aarde laten draaien.
Die bronnen hebben echter een vervelende eigenschap: er komt alleen energie uit als de zon schijnt of de wind waait. Dat is heel veel minder voorspelbaar dan de oude vertrouwde gas- of kolengestookte energiecentrales. Aan de andere kant is er soms te veel energie. Want in de zomer is er meer zonneschijn dan we op kunnen. Volgens netbeheerder TenneT gaat het op zonnige dagen om een overschot van ongeveer 12 gigawatt. Een groot deel daarvan gaat naar het buitenland, maar dan blijft er nog altijd zo’n 4 gigawatt aan duurzame stroom over. Systemen kunnen dan worden uitgeschakeld (dat heet curtailing) – maar dat is natuurlijk heel zonde – of de leveranciers zijn zelfs bereid te betalen om hun geproduceerde elektriciteit kwijt te raken.
Mattijs Slee van Battolyser Systems: ‘We kunnen niet simpelweg zon en wind bijplaatsen zonder wat aan de systeemintegratie te doen.’ Foto: Battolyser Systems
Elektriciteit of waterstof: wat wordt de motor van onze toekomst?
‘Prijskannibalisatie’, noemt Mattijs Slee het. Als ceo van Battolyser Systems, een Schiedams bedrijf dat een geïntegreerd batterij- en elektrolysesysteem ontwikkelt en produceert, volgt hij de energiemarkt op de voet. ‘Op een zonnige of winderige dag hebben we in Nederland te maken met negatieve prijzen.’ Dat klinkt utopisch. Toch kleeft er een groot probleem aan, want het staat de bouw van alle benodigde windparken en zonnevelden behoorlijk in de weg. ‘In Nederland wordt – afhankelijk van hoe je meet – ongeveer de helft van de stroom duurzaam opgewekt. Stroom is echter maar zo’n 20 procent van het energiesysteem. Dus terwijl nog slechts 10 procent van de energie uit zon en wind komt, lopen we nu al tegen negatieve prijzen aan. Investeren in een nieuw zonneveld of windpark wordt zo steeds moeilijker.’
Welvaart behouden
Hoewel er ‘gelukkig’ nog twee investeerders zijn gevonden voor het nieuwste offshore windpark IJmuiden Ver, is het tijd voor een systeemverandering, vindt Slee. ‘We kunnen niet simpelweg zon en wind bijplaatsen zonder wat aan de systeemintegratie te doen. Tot voor kort ging de stroomvoorziening op basis van: “u vraagt, wij draaien”. Het netwerk was eenrichtingsverkeer, van centrale naar gebruiker, en heel goed te plannen. Maar nu is het aan de opwekkant heel variabel. Ook hangen er steeds meer batterijen aan het netwerk, die een teveel aan stroom opslaan en het weer teruggeven als de vraag stijgt. Goed om de netcongestie te verminderen, maar je moet wel twee keer betalen. Dat slaat nergens op; het is de oude manier van denken.’
‘De overheid wacht op de markt, en de markt op de overheid’
Voor Slee is de oplossing duidelijk: ‘De overheid moet het netwerk voor de toekomst ontwikkelen. Net zoals in de negentiende eeuw kanalen werden gegraven, moet er nu weer aan die infrastructuur worden gebouwd. Het is echt een investering voor de lange termijn. Helaas is vooraf investeren politiek gezien lastiger dan achteraf compenseren. Zo heeft de overheid na de inval in Oekraïne 24 miljard euro voor het energieplafond uitgetrokken, maar durft het niet uit algemene middelen in het netwerk te investeren.’
Slee voegt daar gelijk een belangrijk argument aan toe: ‘Bedrijven hebben nu last van de netcongestie, kunnen niet altijd uitbreiden als ze dat willen. Die gemiste kansen zie je nergens terug op de begroting van Nederland, hooguit als minder belastingen, maar dat is niet te correleren. De nieuwe infrastructuur is nodig om Nederland competitief te houden, om de-industrialisatie te voorkomen.’
Drie opties
Martien Visser, lector Energietransitie aan de Hanzehogeschool in Groningen, ziet drie oplossingsrichtingen voor de industrie om duurzaam en CO2-vrij te opereren. Alle drie zijn afhankelijk van de overheid. ‘De eerste is elektrificatie, waarop de overheid op twee manieren invloed heeft. De ene pijler is de mate waarin we stroom uit zon en wind kunnen realiseren; en dus de hoeveelheid subsidie die daarin wordt gestoken, onder meer in de vorm van zeekabels. De twee pijler is het elektriciteitsnetwerk dat door overheidsbedrijven als TenneT moet worden uitgebreid, en onder toezicht staat van de ACM (Autoriteit Consument & Markt, red.) – eveneens overheid.’
De tweede optie is het gebruik van een koolstofvrije energiedrager zoals waterstof. ‘Maar de waterstofeconomie moet nog grotendeels van de grond komen. Ook dat hangt voor een belangrijk deel samen met subsidies en overheidsinvesteringen’, weet Visser. De derde oplossingsrichting is carbon capture and storage (CCS), waarbij vrijgekomen CO2 wordt afgevangen en opgeslagen, zodat het niet als broeikasgas in de atmosfeer komt. ‘Daar heeft de overheid wellicht het minste directe invloed, maar het zijn staatsorganisaties zoals Energie Beheer Nederland en Gasunie die op dat gebied stevig aan de weg timmeren.’
EU mist doelen
Is het een slechte zaak dat de industrie zo afhankelijk is van de overheid? ‘Als de overheid het goed doet en ontwikkelt, is het allemaal prima’, antwoordt Visser. ‘Het risico is echter dat het beleid zich op één oplossing richt, en een paar jaar later weer op een ander. Zo is er heel lang niets ontwikkeld aan CCS, omdat ze dat in Den Haag niet wilden. En nu zie je dat waterstof voortdurend in de vertraging schiet, omdat er geen concrete stappen worden gezet. De overheid wacht op de markt, en de markt op de overheid.’
Ook op Europees niveau is er olie nodig om alles gesmeerd te laten lopen. Zo concludeerde de Europese Rekenkamer onlangs dat de EU ontzettend lang heeft gedaan om marktregels vast te leggen voor groene waterstof (geproduceerd met duurzame energie). Voor blauwe waterstof (geproduceerd met fossiele bronnen in combinatie met CCS) zijn die er zelfs nog steeds niet. De doelstellingen voor 2030 zijn daardoor inmiddels uit het zicht verdwenen, aldus de ERK.
Emeritus-hoogleraar en ‘waterstofprofessor’ Ad van Wijk: ‘Voor elektriciteit ligt er een landelijk dekkend netwerk, maar voor waterstof ligt die er net zo goed.’
Spannend
En dat terwijl Visser de oplossing juist op Europees niveau zoekt. ‘Elektrolyse, nodig om waterstof om te zetten in stroom, is nu heel erg duur’, weet de Groningse lector. ‘In de eerste plaats is er een tekort aan duurzame elektriciteit voor de productie van groene waterstof. En in de tweede plaats worden elektrolyzers geconfronteerd met enorm hoge tarieven voor het stroomnetwerk. Beide zaken zouden we op Noordwest-Europese schaal moeten oppakken. Dan ontstaat een businesscase voor elektrolyzers, kunnen de kosten omlaag en het rendement omhoog, net zoals dat eerder gebeurde met zonne- en windenergie. En dat moet kunnen; de prijs kan echt fors omlaag, zo zeggen alle deskundigen.’
Ook moet er dan voldoende elektriciteit zijn om waterstof te maken. Fijntjes voegt Visser eraan toe: ‘Die elektriciteit moeten we vervolgens niet zomaar gaan exporteren. Want als ik de plannen van Planbureau Leefomgeving lees, houden we straks onvoldoende elektriciteit over voor de waterstofbehoefte van onze eigen industrie.’
De benodigde grote groei van elektriciteitsproductie van zon en wind vereist op veel plaatsen netwerkverzwaringen. Hoe snel netbeheerder TenneT die heeft doorgevoerd, durft Visser niet te zeggen, maar ‘het is een enorme klus en ook best spannend. Zeker als je je bedenkt dat de verduurzaming van de gebouwde omgeving en de elektrificatie van het wagenpark na 2030 ook echt vaart gaan krijgen.’
H2 is de sleutel
Hoewel de waterstofeconomie in grote lijnen nog moet opstarten, zet de Delftse emeritus-hoogleraar Ad van Wijk zijn geld nadrukkelijk op H2. ‘We willen af van bronnen die CO2 uitstoten, zeker als dat bij het eindgebruik gebeurt, zoals via de uitlaat van auto’s of uit de schoorsteen van fabrieken. De opties zijn elektriciteit – want bij gebruik is er geen emissie – en waterstof – want als je dat verbrandt, is water het eindproduct’, schetst Van Wijk, die her en der bekendstaat als de ‘waterstofprofessor’. ‘Voor elektriciteit ligt er natuurlijk een landelijk dekkend netwerk, maar voor waterstof is dat er net zo goed.’
Want, zo betoogt Van Wijk, het bestaande aardgasnetwerk kan redelijk eenvoudig worden omgetoverd tot een prima transportsysteem voor waterstof. De pijpleidingen sowieso, en dat komt goed uit want het zou bakken met geld kosten om alle straten in Nederland daarvoor open te breken. ‘Alleen’ compressoren moeten worden vervangen, zodat ze ook met waterstof overweg kunnen.
Waarom gelooft Van Wijk zo sterk in waterstof als sleutel in het energiesysteem? ‘Er zit een weeffout in veel beleidsplannen. We willen namelijk meer elektrificeren, maar het netwerk kan dat helemaal niet aan.’ Van Wijk heeft het dan niet zozeer heeft over netwerkcongestie, maar over de energiecapaciteit. ‘Via stroomkabels kun je tien tot vijftien keer minder energie transporteren dan via gasleidingen. Een huis heeft gemiddeld een aansluitcapaciteit van zo’n 3 kW aan stroom, maar de aansluitcapaciteit voor gas is wel 30 kW. Als je al die energie via stroom wil binnenhalen, en misschien nog meer als alles elektrisch wordt, moet dat netwerk gigantisch veel groter worden. Terwijl het gasnet er al ligt, dus die optie is sneller en goedkoper.’
Zoutkoepels
Waterstof sluit ook goed aan bij de flexibiliteit waar het moderne energiesysteem om vraagt. ‘Je kunt overtollige energie natuurlijk opslaan in batterijen, maar dat is een tijdelijke oplossing want die dingen lopen uiteindelijk leeg’, weet Van Wijk. Batterijen zijn interessant voor de korte termijn, hooguit enkele uren, maar niet als je de opgevangen zomerzon wil bewaren voor de winter als de energievraag piekt. ‘Dat wordt veel te weinig onderkend.’
‘Regel de infrastructuur. En geef de industrie opties’
Voor de lange termijn is het beter en goedkoper om de stroom bijvoorbeeld met elektrolyzers om te zetten in waterstof en dat op te slaan. Van Wijk: ‘Dat kan in zoutkoepels. Rond Veendam hebben we die, een overblijfsel van de zoutwinning aldaar. Nu wordt daar aardgas opgeslagen, maar vijf staan er leeg. Laten we die gebruiken voor de opslag van waterstof. De investeringskosten per kWh opslagcapaciteit daarvoor zijn bovendien meer dan een factor 100 lager dan voor batterijen.’
Gebrek aan ruimte
Van Wijk plaatst een aantal vraagtekens bij zon en wind als voornaamste energiebronnen voor Nederland. ‘De productiekosten zijn hier relatief hoog als je dat vergelijkt met gebieden met meer zon of betere wind’, weet hij. ‘Zonnestroom kost in Nederland zo’n 6 tot 8 cent per kWh. In Marokko is dat hooguit 2 cent per kWh.’
En dan wonen we ook nog in een dichtbevolkt land dus er is veel competitie om de ruimte, beargumenteert Van Wijk. ‘Natuurlijk kunnen we ervoor kiezen om zonnecellen op daken te plaatsen in plaats van op bijvoorbeeld landbouwgrond. Daar is misschien genoeg ruimte, maar dat maakt het wel duurder. En als je windturbines wilt neerzetten, moeten veel mensen daarvoor worden gecompenseerd. Daar wordt windenergie natuurlijk niet goedkoper van.’ Ook offshore wordt de beschikbare ruimte steeds beperkter, omdat windparken op zee conflicteren met de belangen van onder meer de scheepvaart en visserij.
Het zou logisch zijn om zonne- en windenergie elders op te wekken en vervolgens naar Nederland te transporteren. ‘Maar de transportkosten voor elektriciteit zijn 10 keer hoger en de opslagkosten zelfs 100 keer hoger dan voor waterstof’, zegt Van Wijk. ‘Het is verstandiger om de energie eerst om te zetten in waterstof voordat het hierheen komt. Ook daarvoor zijn overigens geen nieuwe leidingen nodig, want de pijpen liggen al in de grond. Voor aardgas weliswaar, maar een deel daarvan kunnen we uitstekend voor waterstof gebruiken.’ En als het gas eenmaal in Nederland is? ‘Dan kunnen we het weer omzetten in elektriciteit, maar het is veel logischer om het direct in ons energiesysteem te laten stromen. Dat is nog beter voor de netcongestieproblematiek ook.’
De keerzijde van waterstof(?)
Als waterstofprofessor is Van Wijk uiteraard een fervent pleitbezorger van de waterstofeconomie. Kleven er dan helemaal geen nadelen aan H2? ‘Sommige critici beweren dat het een indirect broeikasgas is. Als waterstof in de lucht komt, reageert het met de OH-radicalen. Die deeltjes kunnen echter ook methaan – een sterk broeikasgas – afbreken. Maar ja, wiens probleem is dat nou? Natuurlijk van degenen die verantwoordelijk zijn voor de methaanemissie’, aldus Van Wijk. ‘Bovendien wordt waterstofgas niet als CO2 zomaar de lucht in gepompt, het is geen afvalproduct. Waterstof kan alleen vrijkomen bij lekkages, maar die wil je juist voorkomen want dat zijn directe verliezen.’
‘Ondernemers moeten kunnen kiezen wat het beste bij hun business past’
Overigens erkent Van Wijk dat waterstof niet de enige energiedrager wordt. ‘Maar het gaat ook zeker niet alleen elektriciteit zijn. De slimste, goedkoopste en snelste oplossingen zijn altijd combinaties. Ik rij in een waterstofauto, maar ik weet ook dat dat in Nederland maar een beperkt aandeel in de toekomst is. In een klein land kun je prima met een elektrische auto uit de voeten. Aan de andere kant, in Duitsland, met zijn grotere afstanden, zijn mensen minder bereid om steeds bij een lader te moeten stilstaan.’ Bijvoorbeeld bij de Olympische Spelen in Parijs reden duizend waterstoftaxi’s rond, om de grotere afstanden in die wereldstad te kunnen overbruggen.
Van Wijk maakt nog een rekensommetje: ‘Als je nu bij een benzinepomp staat, tank je met een energiecapaciteit van 3000 kW. Een snellader van Tesla komt niet verder dan 350 kW. Dat verschil krijg je met geen mogelijkheid overbrugd, want dan moet je het elektriciteitsnet wel heel sterk uitbreiden.’
Energiemix
Hanze-lector Visser sluit zich aan bij Van Wijks visie: ‘Uit alle langetermijnstudies blijkt dat het een mix gaat worden van elektriciteit en waterstof. CCS zal tot 2050 nog een rol spelen, maar wordt daarna afgebouwd.’ Voor elke situatie moet worden bekeken wat de beste energiedrager is. ‘Er bestaat weliswaar een waterstoffiets, maar dat kun je beter elektrisch oplossen. En de productie van bijvoorbeeld staal gaat straks met waterstof, omdat je dat met elektriciteit niet redt. Daartussen zit een heel groep aan toepassingen die met beide kan worden opgelost. Welke het dan wordt, elektriciteit of waterstof, hangt af van de toekomstige kostenontwikkelingen. Waterstof zal in de basis altijd duurder zijn, maar is qua transportkosten en flexibiliteitsvoordelen juist veel gunstiger dan elektriciteit.’
Overheid, schiet op
Mattijs Slee van Battolyser Systems vergelijkt de energietransitie met de bouw van de Deltawerken. ‘Daar hebben we een sterke offshore- en maritieme industrie aan overgehouden. Ik zie absoluut kansen om de maakindustrie in Nederland mee te nemen in de energietransitie. Natuurlijk moeten we het in een Europese context invullen, maar we moeten het niet helemaal aan de markt overlaten. In de aanzwengeling kunnen we nieuwe kampioenen bouwen.’ Voorlopig ziet Slee nog niet dat Den Haag die handschoen oppakt. ‘In Frankrijk heerst er meer protectionisme en marktcoördinatie, dus het gaat heel lekker nu de globalisering een andere afslag heeft genomen. Ook Duitsland is veel steviger in zijn industriepolitiek. Nederland laat het allemaal graag “aan de markt over”, terwijl die markt totaal geen level playing field meer is, omdat hij is verstoord door regulering en overheidsingrijpen. Dat vind ik naïef, en tegelijkertijd is het een gemiste kans.’ Zijn oproep aan het nieuwe kabinet is duidelijk: ‘Durf in te zetten en risico te nemen. Neem het roer in handen en gebruik subsidiegelden niet alleen om klimaatdoelen te halen, maar tegelijk om die nationale kampioenen te bouwen.’
Visser benadrukt dat het een planeconomie is. ‘Wind op zee bijvoorbeeld, daar komt geen businesscase aan te pas. De overheid bepaalt gewoon hoeveel turbines er moeten komen, waar dat zal zijn en wanneer. Maar het zijn lange trajecten, net als voor de netwerkuitbreiding, waterstof en CCS.’ Ook Visser roept de overheid op om haast te maken: ‘Schiet eens op met die investeringen en regel de infrastructuur. En geef de industrie opties. Ze moeten in Den Haag goed beseffen dat ondernemers moeten kunnen kiezen wat het beste bij hun business past. Jaag ze vooral niet nodeloos op kosten door ze één ideologische richting op te duwen, want ze moeten mondiaal kunnen blijven concurreren.’
Link magazine september 2024. Thema: Elektrificatie/waterstof.
Vraag exemplaar op: mireille.vanginkel@linkmagazine.nl
Focus op besparen
Van Wijk heeft advies voor ondernemers: ‘Leg de focus voorlopig op energiebesparing. Vaak zijn het relatief simpele dingen, maar zorg dat je ze wel doet. Investeer. En kijk voor de rest rustig wat het nieuwe kabinet gaat doen.’ Hij beseft dat bedrijven niet oneindig lang kunnen wachten. ‘Maar neem geen overhaaste beslissingen’, zegt hij. ‘Zet niet alle kaarten op elektrificatie. En forceer niet richting waterstof, want dat is nog duur en vaak niet eens beschikbaar. Steek je energie in besparingen; dat is toch wel de kern.’
ILLUSTRATIE JOSJE
Meer en meer systemen krijgen een stekker, want elektrificatie staat gelijk aan duurzaamheid. De stroom die ervoor nodig is, kan immers worden opgewekt uit niet-fossiele bronnen zoals de zon en de wind. Hoewel dat kwartje (al lang) is gevallen bij ondernemers, blijkt de transitie niet evident. Heel wat bedrijven hebben last van de huidige netcongestie; bij de aanvraag van een nieuwe elektriciteitsaansluiting krijgen ze regelmatig nul op rekest. En de drukte op het stroomnetwerk is niet eenvoudig opgelost. Dus dan maar zelf stroom opwekken, met zonnecellen op het dak, maar ook daar zitten allerlei haken en ogen aan. Is waterstof dan de oplossing? Die economie staat nog in de kinderschoenen, bovendien is er is ook stroom nodig om het gas te produceren. Toch zitten er daarna veel voordelen aan, zeker in vergelijking met batterijen, die vooral een kortetermijnoplossing zijn.
Kernenergie is niet meer goedkoop
Vijftien jaar geleden was kernenergie wellicht nog een interessante optie als onderdeel van het totale energiesysteem. ‘Inmiddels vind ik het een idee-fixe’, zegt Ad van Wijk, emeritus-hoogleraar aan de TU Delft. ‘Nog afgezien van de ideologische discussies zijn zon en wind veel goedkoper. Puur economisch gezien lijkt me het dus niet de juiste keuze. Daar komt nog bij dat je een kerncentrale niet snel uit en aan kunt zetten; dat is pure kapitaalvernietiging. Flexibel opereren is er dus niet bij, maar tegenwoordig wel nodig.’
De mythe van de ontplofte Hindenburg
Het is een iconisch beeld uit de vorige eeuw: de zwart-witfoto waarop de Hindenburg-zeppelin in brand staat en neerstort. Een ramp, zeker, tegelijkertijd heeft het ongeluk waterstof in een zeer kwaad daglicht gezet. Iedereen kon het zien: waterstof is levensgevaarlijk, dus dat moeten we nooit meer willen gebruiken. Onterecht, nuanceert professor Ad van Wijk: ‘Waterstof is het lichtste molecuul dat er bestaat. Als het ontsnapt, schiet het met 72 kilometer per uur omhoog. Voordat er een explosief mengsel kan ontstaan, is het al verdwenen.’ Het was het omhulsel van de zeppelin die brandde. Is het dan totaal niet gevaarlijk? ‘Natuurlijk wel. Voor waterstof geldt dat er maar 4 procent van nodig is in een luchtmengsel om het met een miniem vonkje te laten ontbranden. Voor aardgas ligt dat rond de 25 procent en heb je bovendien minder ontstekingsenergie nodig. Maar de risico’s zijn altijd recht evenredig met de hoeveelheid energie. Veiligheid is altijd een aandachtspunt. Bij waterstof, maar net zo goed bij aardgas, olie en batterijen.’
