HyDelta: Nieuw onderzoeksprogramma voor waterstofinfrastructuur

Een van de klimaatdoelen is het terugdringen van het broeikasgas CO₂ in Nederland met 49% in 2030. Hiervoor is een energietransitie nodig o.a. in de industrie. Wind- en zonne-energie leveren groene stroom, maar niet alle processen in de industrie kunnen geëlektrificeerd worden. Hoge temperaturen voor de productie van bijvoorbeeld glas, plastic, staal en cement kunnen alleen met gas bereikt worden. Groene waterstof is een aantrekkelijke optie om de industrie van het aardgas af te krijgen en de CO₂ uitstoot te verminderen.

Maar netbeheerders zien ook steeds meer waarde voor waterstof in de gebouwde omgeving, met name in oude stadskernen en slecht geïsoleerde gebouwen. Gasunie, Netbeheer NL en TKI Nieuw Gas financieren het onderzoeksprogramma HyDelta dat een looptijd van 1 jaar heeft. Het programma wordt geleid door New Energy Coalition in Groningen.

Productie, import en opslag groene waterstof

TNO doet binnen HyDelta onderzoek naar transport en opslag van waterstof over grote afstanden via pijpleidingen of schepen. De productie van groene waterstof zal plaatsvinden in speciale fabrieken in Nederland of het buitenland. Hier wordt wind- en zonne-energie via elektrolyse omgezet naar waterstof. Deze elektrolyse kan in de toekomst ook plaatsvinden dichtbij windparken op zee, zoals in het PosHYdon project.

Vervolgens moet groene waterstof worden getransporteerd en opgeslagen. TNO onderzoekt op welke manier dat het beste kan. Zo is ondergrondse opslag mogelijk in zoutvelden en lege gasvelden, maar ook bovengronds in tankopslag. Onderzocht wordt in welke vorm groene waterstof het beste kan worden getransporteerd over grote afstanden, bijvoorbeeld in vloeibare vorm zoals gekoelde waterstof of gebonden aan een drager, zoals methanol of ammonia.

Transport en distributie groene waterstof

Ook het gasleidingennetwerk is onderwerp van onderzoek. Via deze infrastructuur kan waterstof niet alleen aan de industrie, maar ook aan huishoudens worden geleverd. Binnen HyDelta onderzoekt TNO samen met Kiwa, DNVGL en NEC zowel het transportnetwerk van Gasunie als de distributienetten van de netbeheerders zoals Alliander, Stedin en Enexis. Zo kan een woning verwarmd worden met een hybride warmtepomp, gevoed met elektriciteit en groene waterstof. Dit kan aantrekkelijk zijn voor woningen met hoge warmtevraag en laag energielabel.

De bestaande aardgaspijpleidingen kunnen ook gebruikt worden voor het importeren en exporteren van waterstof. Maar hoe veilig zijn die pijpleidingen als er groene waterstof doorheen gaat? Kunnen bestaande kleppen en flowmeters nog gebruikt worden of moeten die worden vervangen? Zijn er aanpassingen nodig aan de branders of gasturbines in de industrie en de verwarmingsketels in huis?

TNO, DNVGL, NEC en KIWA werken samen aan dit veiligheidsonderzoek en maken daarvoor gebruik van hun testlocaties. In het onderzoek kijkt TNO specifiek naar de effecten van hoogfrequent geluid en trillingen bij de verandering van aardgas naar waterstof in de installaties.

Versnelling energietransitie

Een grote hoeveelheid wind- en zonne-energie wordt dagelijks aan het elektriciteitsnetwerk toegevoegd. Netbeheerders waarschuwen dat nieuwe wind- en zonneparken over een paar jaar niet meer aangesloten kunnen worden vanwege de beperkte capaciteit van het elektriciteitsnet. Op sommige locaties in Nederland is de capaciteit van het net nu al een belemmering. Het risico bestaat dat het net overbelast raakt en instabiel.

De oplossing is een deel van de groene elektriciteit via elektrolyse om te zetten naar groene waterstof. Die wordt vervolgens via het gasleidingennet getransporteerd als tweede vorm van moleculen en kan ook langdurig worden opgeslagen. Door het teruglopende gasverbruik is hiervoor voldoende capaciteit beschikbaar in de gasleidingen en kunnen zelfs transportleidingen volledig worden vrijgemaakt voor puur waterstof transport. Zo kan wind- en zonne-energie blijven groeien en de energietransitie versnellen.