Duits-Nederlands onderzoek: gemeenschappelijke waterstofmarkt en -infrastructuur leveren kansen op voor beide landen

In dit HY3-project namen TNO en partners de verschillende facetten van de waterstof waarde -ketens onder de loep om te kijken hoe de waterstofproductie op zee en aan de Nederlandse en Duitse Noordzeekust kan worden verbonden met vraagcentra in zowel Nederland als Duitsland, en dan met name Noordrijn-Westfalen.

Ontwikkelen waterstofmarkt en infrastructuur

Tussen nu en 2050 kan een gemeenschappelijke Duits-Nederlandse waterstofmarkt uitgroeien tot zeven maal de huidige omvang. In het scenario van Forschungzentrum Jülich, Dena en TNO worden vraagcentra in zowel Nederland als Noordrijn-Westfalen (NRW) via een backbone van ruim 5000 km aaneengesloten leidingen voorzien van maximaal 7,1 miljoen ton waterstof geproduceerd met offshore windenergie. Om vraag en aanbod gedurende het jaar in evenwicht te houden, zal er echter ook waterstof geïmporteerd moeten worden en zijn er bijna 60 zoutcavernes nodig voor ondergrondse opslag. Zo zou een transnationale waterstofeconomie er volgens hen in 2050 uit kunnen zien als de belangrijkste maatregelen worden genomen.

Samenwerking ontsluit grootschalige markt voor groene waterstof

Vooral in de industrie en de vervoerssector liggen veel kansen voor het gebruik van groene waterstof. De huidige vraag naar waterstof voor toepassingen in de petrochemische industrie in Noordrijn-Westfalen (NRW) en Nederland is aanzienlijk, respectievelijk 17 TWh en 41 TWh per jaar. In 2050 zal de totale vraag voor de onderzochte sectoren met een factor 7 gestegen zijn, namelijk 162 TWh in NRW en 239 TWh in Nederland. In het betreffende scenario wordt de mogelijke vraag naar waterstof van NRW en Nederland bij een gezamenlijke markt ruim twee keer zo groot, waardoor een grootschalige markt voor groene waterstof meer kans van slagen heeft. Een Duits-Nederlandse samenwerking is gunstig om de waterstofmarkten in NRW en Nederland op te bouwen en op elkaar aan te laten sluiten.

Sterke toename van binnenlandse productie en import van waterstof

Bij dit onderzoek is het team ervan uitgegaan dat groene waterstof wordt geproduceerd door middel van elektrolyse van zoet water of ontzilt zeewater, met behulp van in de Noordzee geproduceerde offshore windenergie. Tegen 2050 komt de jaarlijkse waterstofproductie met behulp van offshore wind uit op 54-139 TWh voor Nederland en 37-100 TWh voor Duitsland.

Om te kunnen voldoen aan de toekomstige vraag naar waterstof in Nederland en NRW zal alleen de in de Noordzee geproduceerde groene waterstof niet voldoende zijn; er zijn ook andere bronnen nodig. Eén optie is het importeren van waterstof. Er werd uitgegaan van een toename van de import van waterstof via Nederlandse en Duitse havens van 6-21 TWh per jaar in 2030 naar 162-310 TWh in 2050.

Aaneengesloten infrastructuur voor transport en opslag

De beheerders van zowel het Nederlandse als het Duitse aardgastransportnet hebben hun visie op een nationale waterstofbackbone gepubliceerd. Deze publicaties zijn gebruikt als uitgangspunt voor de analyse van een eventuele transnationale waterstofinfrastructuur. De beoogde toekomstige infrastructuur omvat ruim 5000 km aangepaste aardgasleidingen. Uit het onderzoek bleek dat er door grotendeels gebruik te maken van bestaande aardgasleidingen voor het transport van waterstof in Nederland en Duitsland tot 2030 voldoende transportcapaciteit is. Na 2030 zouden er knelpunten kunnen ontstaan in bepaalde gebieden rond importhavens voor waterstof.

Door bestaande en nieuwe zoutcavernes in Nederland en Duitsland te ontwikkelen voor waterstofopslag, ontstaat er nuttige en noodzakelijke flexibiliteit binnen het energiesysteem. In 2030 zijn er 1-5 cavernes nodig, die elk ruimte bieden voor de opslag van ongeveer 250 GWh aan waterstof. Tot 2050 loopt dit aantal op naar ten minste 49-57 cavernes, uitsluitend voor waterstofopslag.

Maatregelen nodig

Om de geïdentificeerde mogelijkheden te realiseren, is het nodig om:

• Vaart te zetten achter gezamenlijke initiatieven om een gemeenschappelijke markt op te zetten;
• Obstakels als gevolg van wet- en regelgeving weg te nemen;
• Een gezamenlijke visie te ontwikkelen voor de waterstofinfrastructuur;
• Grensoverschrijdend samen te werken aan de industriële transformatie;
• Gezamenlijke initiatieven voor R&D en innovatie op te zetten en binationale projecten te initiëren die onder de streep gunstig zijn voor het Nederlandse en het Duitse energiesysteem.

HY3-project

Drie onderzoeksinstituten; Forschungzentrum Jülich (Duitsland), het Duitse energieagentschap - Dena en TNO (Nederland) werken samen in het project HY3 om inzicht te verschaffen in hoe een transnationale waterstofeconomie er in 2050 uit zou kunnen zien. Het onderzoek is uitgevoerd in opdracht van het ministerie van Economische zaken en Klimaat in Nederland, Noordrijn-Westfalen (NRW) en de Bondsrepubliek Duitsland waaronder het Duitse ministerie van Economische Zaken en Klimaatbescherming (Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz), het NRW-ministerie van Economie, Innovatie, Digitalisering en Energie (Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie) en het Nederlandse ministerie van Economische Zaken en Klimaat.

Andreas Kuhlmann, CEO van DENA:

"Uit het HY3-onderzoek is gebleken dat er op Europees niveau kan en moet worden gestreefd naar de uitbreiding van het gebruik van waterstof. De gezamenlijke inzet van productiecapaciteit en infrastructuur in het kader van grensoverschrijdende samenwerking regio's helpt bij de transformatie van hun samenleving en industrie. Daarnaast toont HY3 aan dat de toevoer van near- en offshore geproduceerde waterstof kan worden aangevuld met import via havens in Nederland en Duitsland. Behalve een gedeelde visie is er voor sector- en grensoverschrijdende projecten een bijzondere mate van samenwerking en ondersteuning nodig en moeten obstakels als gevolg van wet- en regelgeving worden weggenomen. Wat dat betreft zijn we ook erg blij met de recente aansporing van bondsminister Robert Habeck in Brussel om de Europese samenwerking op het gebied van baanbrekende groene waterstoftechnologie uit te breiden."

René Peters, directeur Gastechnologie bij TNO:

"Het gebruik van waterstof om de industrie en vervoerssector CO2-vrij te maken zal waarschijnlijk eerder versnellen als het op Noordwest-Europese schaal kan worden toegepast. Het HY3-onderzoek laat niet alleen zien hoe waardevol het is om een aaneengesloten infrastructuur voor waterstoftransport aan te leggen op basis van de bestaande gasleidingen in Nederland en Noordrijn-Westfalen, maar ook dat beide regio's veel voordeel zouden hebben van het ontwikkelen van de productie van groene waterstof op basis van offshore wind, het importeren van waterstof in bepaalde havens en opties voor grootschalige waterstofopslag in zoutcavernes in de grensregio's. Nederland en Duitsland kunnen de grootschalige inzet van waterstof versnellen door aan de slag te gaan met het ontwikkelen van een onderling verbonden infrastructuur voor waterstoftransport en -opslag."

Disclaimer

In dit onderzoek werd nog geen rekening gehouden met de ambities van de nieuwe regeringen en het 'Fit for 55'-pakket van de Europese Commissie. Fit for 55 verwijst naar het doel van de EU om de netto uitstoot van broeikasgassen vóór 2030 met ten minste 55% terug te dringen.