Systeemintegratie op de Noordzee bespaart miljarden

Dat is een van de belangrijke conclusies van het onderzoek van het North Sea Energy programma (NSE). Dit samenwerkingsverband van ruim dertig partijen is sinds 2017 actief om kennis te ontwikkelen voor systeemintegratie op de Noordzee.

Doel is door koppeling van energiesystemen op de Noordzee versneld over te schakelen op hernieuwbare energiebronnen, significant kosten te besparen, CO2-uitstoot te verlagen en de ruimte op de Noordzee optimaal te benutten. TNO heeft mede de basis gelegd voor het publiek-private North Sea Energy programma.

Elektrificatie olie- en gasplatforms

Door energiesystemen op de Noordzee te koppelen versterken ze elkaar en besparen we zo kosten en ruimte. Het consortium onderzoekt hiervoor verschillende opties. Zo zijn er veelbelovende combinaties te maken tussen de huidige olie- en gasinfrastructuur en de bestaande en komende windparken.

De olie- en gasplatforms stoten nu nog CO2 en NOx uit. Door ze te elektrificeren kunnen deze emissies sterk omlaag: jaarlijks is tot een miljoen ton uitstoot van CO2 te voorkomen. In de naaste toekomst leveren windparken op zee de elektriciteit aan de platforms. In het onderzoek is berekend wat er moet gebeuren om een belangrijke groep platforms van stroom te voorzien.

Het beoogde gezamenlijke elektriciteitsnetwerk op zee kan een kostenbesparing van 65% opleveren ten opzichte van een scenario waar deze platforms één op één worden aangesloten. Per saldo betekent dat al honderden miljoenen minder maatschappelijke uitgaven.

Offshore wind voor elektriciteit en waterstof

Offshore wind zal na 2030 onze belangrijkste bron van duurzaam opgewekte elektriciteit zijn. Transport van windenergie naar land gebeurt nu en in de toekomst vooral in de vorm van elektronen. Het energiesysteem op land kan echter op een geven moment de toestroom van elektronen moeilijk aan. Er ontstaat file-vorming op het net en opslag van elektriciteit op grote schaal is lastig.

Een andere optie die het consortium onderzoekt is het op zee converteren van een deel van de offshore windenergie naar waterstof. Dan zijn bestaande of nieuwe gaspijpleidingen te gebruiken voor het transport, wat in de vorm van gasmoleculen veel goedkoper is dan als elektronen. Daarbij is grootschalige opslag van waterstof wel goed mogelijk en relatief goedkoop.

Aan land is de groene waterstof nuttig in te zetten in industrie, gebouwde omgeving of voor transport. Naar verwachting wordt het na 2030 commercieel interessant waterstof op zee te produceren.

Energie-eilanden

TNO doet met partners al een proef, PosHYdon, om op een platform op de Noordzee groene waterstof te gaan produceren. Dat zou in de toekomst ook op energie-eilanden in de Noordzee kunnen, waarbij bestaande of nieuwe pijpleidingen worden gebruikt voor transport naar land. In het onderzoek is berekend hoeveel eilanden er nodig zijn en hoeveel waterstof uit wind er dan op een eiland geproduceerd moet worden om een rendabel alternatief te vormen naast elektronen.

De afweging is steeds dat transport van waterstof weliswaar goedkoper is dan dat van elektronen, maar ook dat offshore productie en transport van waterstof hoge kosten met zich meebrengt. Beide energievormen lijken hoe dan ook op grote schaal nodig om de industrie CO2-arm te maken.

CO2-uitstoot verminderen

Elektrificatie van platforms kan op korte termijn resulteren in een belangrijke afname van CO2-uitstoot. De komende tien jaar zijn daarbij essentieel omdat veel platforms aan het einde van hun levensduur zijn en op termijn moeten worden afgebroken.

Daarnaast zijn er het komende decennium stappen nodig voor afvang van CO2 en opslag in lege gasvelden. Zo zijn er in de Rotterdamse haven plannen voor productie van blauwe waterstof door CO2 af te vangen (H-vision) en om CO2 van de industrie te transporteren en op te slaan in lege gasvelden onder de Noordzee (Porthos).

Systeembenadering

In het rapport zijn kosten en opbrengsten van systeemintegratie op de Noordzee in tal van varianten becijferd. Door alle offshore mogelijkheden in een systeembenadering te optimaliseren wordt duidelijk dat systeemintegratie tot kostenbesparing leidt. De kosten van de energietransitie vallen miljarden euro’s lager uit wanneer wind op zee en CO2-opslag ten volle worden benut.

Afzonderlijk zijn niet alle investeringen rendabel, maar in samenhang wel waardoor het ook interessanter wordt voor marktpartijen om aan te sluiten. Vandaar dat het consortium pleit voor nationale en internationale afstemming en regievoering om de energiefuncties op de Noordzee te integreren.

Kweekvijver

Het programma is al vrij snel een kweekvijver gebleken van nieuwe ideeën en spin-offs als PosHYdon. Het is ook nodig innovaties vooraf in de praktijk te testen en te demonstreren zodat deze tijdig in commerciële projecten zijn toe te passen.

In de volgende fase zal North Sea Energy zich daarom ook richten op het identificeren en voorbereiden van concrete projecten en pilots. Die zullen met name gericht zijn op de koppeling van productie van elektriciteit, waterstof en CO2-afvang, transport en opslag.

Voor Nederland zal de focus liggen op het identificeren van offshore gebieden waar deze energiefuncties goed te combineren zijn. Die zullen dan gekoppeld worden aan industriële clusters aan de kust in en rond Rotterdam, Amsterdam/IJmuiden, Terneuzen, Eemshaven en Zuid-Limburg.

Ook het internationale perspectief zal een grote rol gaan spelen in de volgende fase, omdat internationale samenwerking van groot belang is bij het koppelen van energiesystemen en het uitrollen van nieuwe energie-infrastructuur voor elektriciteit, waterstof en CO2.