Grootschalige waterstofproductie in de Benelux

Air Liquide plant bouw van 200 MW ELYgator & CurtHyl elektrolyzers

David Cinque is Senior Business Owner for Elektrolyzer Investments bij Air Liquide's Noord-Europese cluster. Als investeringsdirecteur is hij verantwoordelijk voor elektrolyzer projecten en ontwikkelt hij ze tot solide business cases. Dit maakt hem de ideale persoon om de uitdagingen en kansen te bespreken die eigen zijn aan lokaal geproduceerde hernieuwbare waterstof op basis van elektrolyse.

"Elektrolyzers maken gebruik van innovatieve technologie en vereisen daarom een nieuw industrieel model en een nieuw bedrijfsmodel," legt David uit. "Als we RFNBO (Renewable Fuels of Non-Biological Origin) conforme waterstof willen maken, hebben we grote hoeveelheden hernieuwbare energie nodig. De uitdaging is om de beste manier te vinden om deze energie in te kopen en te beheren, en er tegelijkertijd voor te zorgen dat het economisch haalbaar blijft. Een andere uitdaging is dat de regelgeving zich voortdurend blijft ontwikkelen en we daarom vaak het bedrijfsmodel en onze klantenstrategie moeten aanpassen."

"Een ander belangrijk punt is dat je bij het gebruik van hernieuwbare waterstof in een
industriële omgeving te maken krijgt met het feit dat er niet altijd voldoende hoeveelheden hernieuwbare energie beschikbaar zijn. Dat kan worden opgelost door je waterstofdistributienetwerk grote en variërende hoeveelheden waterstof te laten absorberen. Makkelijk gezegd, maar in de praktijk is dat een hele uitdaging. Maar omdat we in de afgelopen decennia veel ervaring en expertise hebben opgebouwd, is dit wel één van de punten waarop we ons kunnen onderscheiden van de concurrentie."

Sterk toegenomen vraag naar hernieuwbare waterstof

Het is een feit dat er grote hoeveelheden hernieuwbare waterstof nodig zullen zijn voor het koolstofvrij maken van de industrie in de EU. Maar wanneer we waterstof lokaal willen produceren, moeten we rekening houden met de beschikbaarheid van hernieuwbare energie. Want aangezien onze samenleving in hoog tempo elektrificeert, zal niet alle hernieuwbare energie beschikbaar gemaakt kunnen worden om waterstof mee te produceren. 

"Om die reden is lokale productie allicht niet voldoende en zullen we een mix van lokale en geïmporteerde waterstof nodig hebben. Daarom heeft Air Liquide ook technologieën ontwikkeld (zie hieronder, - n.v.d.r.) om grote hoeveelheden hernieuwbare waterstof te kunnen importeren.”

ELYgator & CurtHyl

“Tegen 2030 wil Air Liquide haar totale elektrolysecapaciteit opvoeren tot 3 GW. Op dit moment ontwikkelen we het eerste 200 MW elektrolyseproject in Nederland, genaamd 'ELYgator'. Daarna willen we ‘CurtHYL’ bouwen, een tweede 200 MW elektrolyzer. Daartoe zijn er twee geschikte locaties in Nederland gevonden: Terneuzen en het Maasvlakte 2 conversiepark in Rotterdam. Beide projecten worden ondersteund door het Nederlandse Ministerie van Economische Zaken en Klimaatbeleid via het Important Project of Common Interest (IPCEI) Hy2Use programma, terwijl ELYgator ook wordt medegefinancierd door de Europese Unie. Het is de bedoeling dat ELYgator en CurtHyl samen ongeveer 40.000 ton aan hernieuwbare waterstof per jaar gaan produceren.

Lokaal geproduceerd versus geïmporteerd

Er is in principe geen verschil tussen geïmporteerde en lokaal geproduceerde hernieuwbare waterstofmoleculen. Elders geproduceerde waterstof zal echter in het land van herkomst worden omgezet in ammoniak – of in een andere drager – en vervolgens in het land van bestemming weer worden 'gekraakt' tot waterstof. Dat komt omdat er al een wereldwijde toeleveringsinfrastructuur voor ammoniak bestaat en dat het een efficiënte methode is om waterstof over langere afstanden te transporteren.

Deze extra productiestappen zullen echter onvermijdelijk energie verbruiken. En vervoer over zee leidt natuurlijk tot koolstofemissies. Aan de andere kant kunnen de opbrengsten van duurzame productiemiddelen in sommige delen van de wereld aanzienlijk hoger liggen dan in de Benelux.

"Al met al is het nog te vroeg om te zeggen of lokaal geproduceerde hernieuwbare waterstof duurzamer is dan geïmporteerde waterstof of andersom," voegt David toe. "In ieder geval verwachten we dat geïmporteerde waterstof op één of andere manier ook als RFNBO-conform kan worden gekwalificeerd."

Wat met het economisch perspectief?

Vanuit economisch perspectief is het belangrijk om rekening te houden met de prijsverschillen voor hernieuwbare energie tussen de meeste Europese landen (met uitzondering van Scandinavië en enkele landen in Zuid-Europa) enerzijds en andere delen van de wereld anderzijds. Deze prijsverschillen kunnen oplopen tot €50/MWh, wat best significant is.

"Hernieuwbare energie is inderdaad vrij duur in de Benelux. Offshore windturbines vergen aanzienlijke investeringen en de zon schijnt niet bepaald onbeperkt in dit deel van de wereld. Aan de andere kant maakt het transport van waterstof van buiten de EU de kosten hoger. En bovendien vereist het omzetten van waterstof naar ammoniak extra veiligheidsmaatregelen, waardoor de kosten verder oplopen. Het komt er dus op neer dat de productie van hernieuwbare waterstof met onze lokale ELYgator en CurtHyl elektrolyzers economische voordelen biedt."

Kraker dient twee doelen

Air Liquide bouwt momenteel de eerste pilot plant voor het kraken van ammoniak (NH₃) op industriële schaal in de haven van Antwerpen. De fabriek combineert een efficiënt nieuw proces met Air Liquide's eigen technologieën om grote hoeveelheden ammoniak om te zetten in waterstof.

"De kraakinstallatie zal tevens functioneren als een aanvullende productie-eenheid, in tandem met onze elektrolyzers. Het punt is dat elektrolyzers alleen maar hernieuwbare energie mogen gebruiken om RFNBO-compliant te zijn, maar hernieuwbare energie is niet altijd beschikbaar. Daar staat tegenover dat industriële klanten een constante waterstoftoevoer willen. En dus gaan we grotere volumes ammoniak kraken op momenten dat er minder hernieuwbare energie beschikbaar is. Zo kunnen we een constante aanvoer garanderen voor onze industriële klanten, alsook voor mobiliteit (vrachtwagens) en binnenvaarttoepassingen."

Elektrolyzer technologieën 

Air Liquide zal zowel PEM (Proton Exchange Membrane) als AEL (Alkaline Electrolyse) technologie gebruiken in ELYgator.

"Dankzij onze samenwerking met Siemens Energy kunnen we samen PEM-stacks met een grote capaciteit produceren, waardoor we een betrouwbare waterstofleveringsketen aan onze klanten kunnen bieden. Het AEL-ontwerp, dat we eveneens gebruiken, is conventioneler maar is omwille van de grote schaal al even uitdagend. Hoe dan ook maakt onze samenwerking met Siemens de weg vrij voor het repliceren en opschalen van elektrolyseprojecten."

"Hoewel we erkennen dat er niet één enkele oplossing bestaat om de klimaatverandering aan te pakken, zijn we er trots op dat we een voorloper zijn in de recente ontwikkelingen op het gebied van koolstofarme en hernieuwbare waterstof”, besluit David. “Vandaag worden we beschouwd als een leider in waterstof, omdat we al meer dan 60 jaar de volledige waterstofwaardeketen beheersen. Hoe dan ook blijven we ons inzetten om de industrie op elke mogelijke manier koolstofvrij te maken, met inbegrip van repliceerbare elektrolyzer projecten, kraakinstallaties voor ammoniak, enzovoort."