Nadat hij in 2015 in dienst was getreden van TNO, hield Lennart van der Burg zich aanvankelijk vooral bezig met warmtenetten en smart grids. Vanaf 2018 kwam daar waterstof bij, eerst parttime maar inmiddels focust hij zich als ‘Program & Business Development Manager Renewable Hydrogen’ samen met een groeiend aantal collega’s fulltime op het meest voorkomende element in het universum én het lichtste gas dat we kennen. Waterstof is niet alleen licht ontvlambaar, maar ook ‘hot’. Zo speelt het gas een essentiële rol in alle toekomstscenario’s in het rapport ‘Het Energiesysteem van de Toekomst’, de in april verschenen Integrale Infrastructuurverkenning 2030-2050 van onder andere Gasunie, TenneT en Stedin.
Van der Burg is de eerste om te erkennen dat waterstof een belangrijke bijdrage kan leveren aan de energietransitie, maar hij voegt er direct aan toe dat het een middel is en geen doel op zich: Dat is de CO2-reductie die in 2050 tot een klimaatneutrale samenleving moet leiden. “Waterstof is de laatste tijd uitgegroeid tot een hype. Zozeer zelfs dat het soms het zicht wat lijkt te ontnemen op energie-efficiëntie en duurzaam opgewekte elektriciteit, dé primaire aanjagers van de energietransitie. In het verlengde daarvan moet de rol van waterstof niet worden onderschat, met het oog op ‘moeilijke sectoren’ als de staalindustrie, de luchtvaart en de scheepvaart en als middel om duurzaam opgewekte elektriciteit in het energiesysteem te krijgen, maar zeker ook niet worden overschat.”
“De grootschalige toepassing van waterstof in de gebouwde omgeving is nog toekomstmuziek”
Dat laatste lijkt volgens Van der Burg soms wel te gebeuren, bijvoorbeeld in de warmteplannen waarin alle Nederlandse gemeenten uiteen vouwen hoe ze ‘van het gas af’ willen. “Dat ze daarin aandacht besteden aan waterstof of zelfs concrete capaciteitsdoelen stellen, is nu echt nog een brug te ver. Hoewel TNO wel betrokken is bij een project dat moet uitwijzen of de bestaande gasinfrastructuur in Stad aan het Haringvliet geschikt kan worden gemaakt voor waterstof, is de grootschalige toepassing van waterstof in de gebouwde omgeving nog toekomstmuziek. In hun warmteplannen kunnen gemeenten zich beter focussen op oplossingsrichtingen en technieken die al veel verder zijn en zich al in de praktijk bewezen hebben. Warmtenetten en hybride warmtepompen bijvoorbeeld. En zonne- en windenergie en een goede woningisolatie, niet te vergeten: Dat is en blijft in de gebouwde omgeving voorlopig de basis van alles.”
Dat ‘energietransitie’ en ‘waterstof’ de laatste jaren steeds vaker in één adem worden genoemd, komt volgens Van der Burg door het groeiende besef dat ook de CO2-uitstoot van ‘moeilijke sectoren’ versneld moet worden gereduceerd. “Een paar jaar geleden werd over de staalindustrie, de luchtvaart en de scheepvaart nog gezegd: Dat komt vanaf 2040 wel, tot die tijd blijven we ons behelpen met fossiele brandstoffen en richten we ons op andere sectoren en de gebouwde omgeving. Inmiddels is duidelijk dat de doelen niet worden gehaald als de CO2-uitstoot van dergelijke moeilijke sectoren niet versneld wordt gereduceerd. Waterstof is daarbij een belangrijke optie. Wat heet: de belangrijkste optie.”
“In 2020 was er wereldwijd nog maar een geïnstalleerd waterstofvermogen van 300 MW”
Half juli werd dat nog eens onderstreept door het Green Deal-klimaatpakket dat de Europese Unie presenteerde en dat ambitieus voortborduurde op de in juli 2020 door de Europese Commissie vastgestelde Europese waterstofstrategie. Met ‘koolstofarme waterstof op basis van fossiele brandstoffen’ (blauwe waterstof) als transitiebrandstof, wordt op langere termijn al het EU-geld gezet op hernieuwbare of groene waterstof. Dat is waterstof die via elektrolyse is geproduceerd door, met behulp van duurzaam opgewekte elektriciteit, water te splitsen in waterstof en zuurstof. In de wetenschap dat waterstof wél kan worden opgeslagen, en dus kan helpen om energie te bufferen voor perioden met weinig zon en wind, moet in 2030 alleen Europa al een elektrolyse capaciteit van 40 GW hebben. Van der Burg: “In 2020 was er wereldwijd nog maar een geïnstalleerd vermogen van 300 MW, dus er moet gigantisch worden geïnvesteerd in zowel de technologische ontwikkelingen als het aantal gerealiseerde elektrolyseprojecten.”
De tekst loopt hieronder door.
Naast die opschaling is het volgens de TNO-waterstofexpert ook belangrijk dat de business case van waterstof sluitend wordt gemaakt. “Hoewel wind- en zonne-energie de laatste jaren steeds goedkoper zijn geworden, lukt dat alleen als fossiele brandstoffen duurder worden gemaakt. De beprijzing van CO2-emissie is daarvoor het meest effectieve en duurzame instrument. Door de prijs per ton CO2 met gericht beleid te verhogen, worden niet alleen eerst fossiele brandstoffen maar daarna ook grijze waterstof uit de markt geprijsd. Daardoor worden alternatieven als groene waterstof financieel aantrekkelijk voor bedrijven.”
“Groene waterstof stelt ons in staat om het windenergiepotentieel op de Noordzee ten volle te benutten”
Dat de afkorting TNO is ontleend aan de naam ‘Nederlandse Organisatie voor toegepast natuurwetenschappelijk onderzoek’, geeft op z’n minst stof tot nadenken. Veel beter beredeneerbaar is waarom waterstof binnen de energietransitie een speerpunt is geworden voor de onafhankelijke, in Nederland gewortelde onderzoeksorganisatie die in 2020 bij meer dan vijftig waterstof-gerelateerde projecten betrokken was. “Groene waterstof stelt ons in staat om het windenergiepotentieel op de Noordzee ten volle te benutten en is een goede oplossing voor sectoren die niet kunnen decarboniseren met behulp van duurzaam opgewekte elektriciteit”, legt Van der Burg uit. “Waterstof kan bovendien onder druk worden opgeslagen in de bestaande zoutcavernes en lege gasvelden waar Nederland over beschikt. Dankzij onze geografische positie met sterke havens kunnen we een goede hubfunctie vervullen voor import van waterstof voor de rest van Europa. Last but not least kan de sterke maakindustrie in Nederland in potentie een belangrijke rol spelen bij het maken van componenten voor steeds efficiëntere electrolysers.”
Aan dat laatste wordt volgens Van der Burg al hard gewerkt, in het
Faraday laboratorium van TNO in Petten, dat is vernoemd naar de
ontdekker van elektrolyse. “Na de elektrolyse van alkalisch water, dat
wat voordelen maar ook specifieke nadelen heeft, is
polymeerelektrolytmembraanelektrolyse (PEM) momenteel de meest
toegepaste techniek. Nadeel is dat er iridium voor nodig is, een heel
schaars overgangsmetaal. In Petten onderzoeken we onder andere of
hergebruik mogelijk is en of voor deze elektrolysetechniek ook andere
materialen als katalysator kunnen worden gebruikt. Van de andere
technieken die we onderzoeken, gooit de hoge temperatuur Solid-Oxide
elektrolyse (SOE) de hoogste ogen wat efficiency betreft. Maar dat
bevindt zich echt nog in de onderzoeksfase.”
“Met man en macht wordt in binnen- en buitenland gewerkt aan de volgende generatie elektrolysers”
Bottom-line, benadrukt Van der Burg, is dat de potentie van waterstof als een van de pijlers van de energietransitie alom wordt erkend. “Met man en macht wordt in binnen- en buitenland gewerkt aan de volgende generatie elektrolysers. Met de oprichting van het Elektrolyser Makersplatform NL, hebben we eerder dit jaar samen met FME en elf provincies onderstreept dat Nederland alles heeft om uit te groeien tot koploper, aanjager en middelpunt van de internationale waterstofindustrie en -economie.”