Zoeken

Zet SMR’s in voor verduurzaming zware industrie

Auteur

Arjen Kingma

Small Modular Reactors (SMR’s) genieten volgens Arjen Kingma steeds meer belangstelling. Hij pleit ervoor om deze SMR’s in te zetten om waterstof voor de zware industrie te gaan produceren. “Er zijn volgens mij weinig realistische alternatieven.”

Small Modular Reactors (SMR’s) staan de afgelopen tijd volop in de belangstelling, mede omdat een aantal nieuwe provinciebesturen liever SMR’s dan windtutbines in de provincie hebben. Ik zal niet ingaan op de vraag of ik het zinvol acht om een tweede SMR in Gelderland te bouwen (het is verdedigbaar dat de – gesloten – kerncentrale bij Dodewaard de eerste is). In plaats daarvan wil ik een lans breken om SMR’s te gebruiken om waterstof voor de zware industrie te gaan produceren, aangezien er volgens mij weinig realistische alternatieven zijn.

Neem als voorbeeld Tata Steel IJmuiden, een bedrijf dat hard op weg is het Nationale Symbool van de Oude Vervuilende Industrie te worden. Juist hierom gebruik ik Tata nu als voorbeeld, ondanks recente berichten dat Tata zelf twijfelt aan de toekomst in Nederland. Op dit moment wordt er gewerkt om een deel van de installaties te modificeren, zodat waterstof steenkool kan vervangen in het procedé om staal te maken. Nog afgezien van alle technische uitdagingen die dit met zich mee brengt (met waterstof staal maken is nog nooit op zo’n schaal gedaan), staat er nog een kleine maar belangrijke vraag open: waar komt de benodigde waterstof vandaan?

“Als waterstof op basis van aardgas geen duurzame optie is, kan het wellicht met electrolyzers gebeuren”

Tata heeft namelijk serieuze hoeveelheden waterstof nodig: voor de jaarlijkse productie van 7 miljoen staal is ca. 400.000 ton waterstof nodig. Dit produceren op basis van aardgas is een optie. De benodigde techniek (‘steam reforming’ in goed Nederlands) wordt al volop toegepast in de petrochemische industrie, dus daar ligt het niet aan. Echter, tijdens dit proces komt nog steeds CO2 vrij. Idealiter wordt de CO2 afgevangen en opgeslagen en is er daarmee sprake van blauwe waterstof. Punt is alleen dat dit dan wel moet gebeuren; iets waar voor zover ik weet geen aanstalten voor wordt gemaakt.

Als waterstof op basis van aardgas geen duurzame optie is, kan het wellicht met electrolyzers gebeuren. Door gebruik te maken van groene stroom, kan waterstof gemaakt worden zonder dat er CO2-emissies plaatsvinden. Landen met een overschot aan bijvoorbeeld zonnestroom (Spanje, Namibië, Australië of Chili) kunnen waterstof duurzaam produceren en naar Nederland verschepen. Het verschepen van waterstof is echter geen sinecure. Veel waterstoftankers die nu worden ontworpen gaan er vanuit dat het waterstof in vloeibare vorm wordt vervoerd. Vergelijkbaar met het transporteren van LNG, maar dan zo’n 90 0C kouder (-163 0C vs. -253 0C). Er zijn genoeg ingenieurs die een dergelijke tanker ontwerpen een mooie uitdaging vinden, maar dit gaat eenvoudig, efficiënt noch goedkoop worden. Door de waterstof als ammoniak te transporteren kan een deel van de bezwaren worden vermeden, maar nemen ook de verliezen navenant toe.

“Ik zie landen in onze directe omgeving niet een dusdanig overschot aan groene waterstof hebben”

Als transport via schip niet ideaal is, is voor kortere afstanden transport via leidingen dat misschien wel. Net zoals met aardgas kunnen op deze manier grote hoeveelheden veilig getransporteerd worden. Punt is alleen: waar komt de waterstof vandaan? Ik zie landen in onze directe omgeving niet een dusdanig overschot aan groene waterstof hebben. Een pijplijn naar landen die wat verder van ons vandaan liggen (Spanje? Marokko?) kan technisch misschien, maar gaat zeker niet goedkoop zijn. Plus, in 2022 was er een akkefietje bij de Nord Stream pijpleidingen, waardoor het (strategisch) denken over dergelijke pijpleidingen in een ander daglicht is komen te staan.

Is lokale productie dan een optie? Om de benodigde 400.000 ton waterstof met electrolyzers te produceren, is ongeveer 20 TWh aan elektriciteit nodig. Dit wordt jaarlijks opgewekt door circa 4,5 GW windturbines op zee. Om dit in perspectief te plaatsen: dat is gelijk aan de 4 kavels van Hollandse Kust Zuid (I, II, III en IV), plus Hollandse Kust Noord V, plus Hollandse Kust West VI en VII, plus nog een beetje. Of, anders geformuleerd: alle wind-op-zeekavels die tussen vandaag en eind 2026 opgeleverd gaan worden. Dat roept natuurlijk de vraag op of het wenselijk is dat één partij zoveel van de elektriciteit die op zee geproduceerd is afneemt. Immers, door de elektriciteit te gebruiken om waterstof te produceren, kan deze niet gebruikt worden om huizen te verwarmen of auto’s op te laden.

En daarbij: Er zullen er ook voorzieningen moeten zijn voor de momenten dat het niet waait. ‘Even’ een hoogoven uitzetten omdat het niet waait, is namelijk geen optie. Kolen- of gascentrales gebruiken om op dergelijke momenten de elektriciteitsproductie over te nemen, kunnen een optie zijn, al is het geproduceerde waterstof dan verre van groen. Als alternatief kan er tijdens zulke momenten gebruik gemaakt worden van buffers waarin waterstof in is opgeslagen. Om ook dit in perspectief te plaatsen: de totale opslagcapaciteit van HYSTOCK (een waterstofcaverne die momenteel door Gasunie wordt ontwikkeld) is 6.000 ton waterstof; goed voor 5,5 dag staalproductie.

“Wanneer SMR’s zich tot een volwassen techniek ontwikkelen, kunnen zij hopelijk de patstelling rondom kernenergie doorbreken”

En dit is nog maar het begin. ‘Usual suspects’ zoals Yara (Sluiskil), Dow Chemicals (Terneuzen), Chemelot, Shell en BP (beide in de Rotterdamse haven) willen ook allemaal grote hoeveelheden waterstof gaan gebruiken. Als deze bedrijven allemaal vol in gaan zetten op waterstof, waar gaat die dan vandaan komen? Ik wil daarom een lans breken voor SMR’s te gaan gebruiken voor de elektriciteitsproductie, om daarmee via electrolyzers waterstof te gaan produceren. Kort gezegd zijn SMR’s het streven van de nucleaire industrie om efficiënter en goedkoper, meer en kleine centrales te bouwen. Hierdoor kan de bouw geoptimaliseerd worden, en de kosten per module afnemen. Vergelijk het met een willekeurig nieuw product dat op de markt komt: Hoe meer ervan geproduceerd worden, des te efficiënter het gaat en des te lager de kosten.

SMR’s gebruiken als basis voor de waterstofproductie heeft een aantal belangrijke voordelen. De gebruikers van waterstof hoeven niet langer op zoek naar onwaarschijnlijk grote hoeveelheden groene stroom. Verder is de (ruimtelijke) impact op de omgeving zeer beperkt, terwijl de beschikbaarheid en voorzieningszekerheid hoog zijn en is er geen uitstoot (CO2, NOx, SOx, roet, PAK’s), et cetera. Daar komt bij dat SMR’s enorm ingenieus zijn ontworpen, o.a. door passieve veiligheidssystemen te gebruiken (zie voor meer informatie hierover de Marktanalyse Small Modular Reactors van NRG) en dat Nederland reeds voordelen vele malen groter zijn dan de nadelen, zelfs in de dichtbevolkte gebieden van Nederland.

In een eerdere bijdrage gaf ik aan te verwachten dat ‘de politiek’ een belangrijke reden zal zijn waarom er in Nederland uiteindelijk geen grote nieuwe kerncentrales gaan komen. Daarentegen dicht ik partijen zoals Tata een grotere kans toe om dit mogelijk te maken, omdat zij veel minder afhankelijk zijn van ‘de politiek’. Wanneer SMR’s zich in de komende jaren tot een volwassen techniek ontwikkelen, kunnen zij hopelijk de patstelling rondom kernenergie doorbreken en kan de (uitstootvrije!) basisindustrie in Nederland blijven en kan Nederland de gedroomde rol op het gebied van de waterstofeconomie waarmaken.

Arjen Kingma

Arjen Kingma schrijft op persoonlijke titel.