GROHW project

Waterstof lokaal produceren, opslaan en gebruiken

Wanneer je waterstof lokaal produceert en gebruikt, brengt dat verschillende voordelen met zich mee. De reststromen van een elektrolyser (warmte en zuurstof) kunnen bijvoorbeeld direct benut worden én het overvolle elektriciteitsnet wordt ontlast. In Deventer werd het op pilotschaal in de praktijk gebracht. Het project, genaamd GROHW, wordt dit jaar afgerond, maar vervolgstappen staan al op de agenda. En die zijn een stuk ambitieuzer.

GROHW staat voor GReen Oxygen, Hydrogen and Wasteheat, ofwel groene zuurstof, waterstof en restwarmte. En dat is ook precies waar het concept over gaat. Vaak wordt groene waterstof op grote schaal en op centrale plekken geproduceerd, waarna het wordt getransporteerd naar afnemers. Maar eigenlijk is dat zonde, vonden de bedenkers van GROHW bij advies- en ingenieursbureau Witteveen+Bos. Groene waterstofproductie gaat namelijk altijd gepaard met energieverlies in de vorm restwarmte. En op de centrale plekken waar het nu vooral wordt geproduceerd, wordt die restwarmte zelden benut.

Hoe kan het anders? Het antwoord bleek simpel: waterstof lokaal produceren, op plekken waar vraag is naar zowel waterstof als warmte. Samen met partners werd een concept ontwikkeld: GROHW. Bijkomend voordeel van dat concept: lokale waterstofproductie kan een belangrijk puzzelstukje zijn in de strijd tegen netcongestie. Sinds 2022 wordt het op pilotschaal getest op het Gasfabriek-terrein in Deventer.

Waterstofproductie, -opslag én -gebruik

Aan de basis van de pilotopstelling staat een elektrolyser van 50 kilowatt. Die produceert groene waterstof met de elektriciteit die zonnepanelen op omliggende daken opwekken. De geproduceerde waterstof wordt tijdelijk opgeslagen in een buffervat van 1,5 kuub, op een druk van 30 tot 40 bar. De waterstof wordt gebruikt voor drie Superhybrid-warmtepompen van tech-startup Cooll, die op een mengsel van aardgas en waterstof kunnen draaien. De waterstof die overblijft, wordt via tubetrailers getransporteerd naar andere afnemers, zoals lokale industrie- en transportbedrijven.

Ondertussen gaat de restwarmte van de elektrolyser via een ondergrondse leiding naar een gebouw in de buurt, waar het eveneens wordt ingezet voor verwarmingsdoeleinden. De warmtepomp van Cooll springt bij als dit nodig is. “De restwarmte van een elektrolyser heeft een temperatuur van 50 tot 60 graden Celsius, ideaal voor bijvoorbeeld een middentemperatuur-warmtenet”, zegt Hans van ’t Spijker, projectleider van GROHW. “Maar je kan natuurlijk ook waterstofgeschikte warmtepompen inzetten voor verwarming als er geen warmtenetten liggen.”

De pure zuurstof die de elektrolyser in Deventer produceert, heeft vooralsnog geen bestemming. Maar daar liggen wel kansen, vervolgt Van ’t Spijker: “Waterzuiveringsinstallaties kunnen pure zuurstof bijvoorbeeld goed gebruiken om hun processen te optimaliseren. En staalproducenten gebruiken het om staal te zuiveren.”

Het elektriciteitsnet ontlasten

Van ’t Spijker is tevreden over de resultaten van de pilot in Deventer. “Het is een vrij kleine opstelling, maar het laat zien dat de techniek werkt.” En het laat zien dat de potentie van het concept enorm is, vervolgt hij: “Ten eerste werkt een concept als dit de lokale energietransitie in de hand. Het zorgt voor beweging en betrokkenheid bij deelnemende partijen in de regio merken wij. Ten tweede benut je waardevolle reststromen die anders verloren zouden gaan.”

Maar de belangrijkste bijdrage van GROHW: het helpt om het elektriciteitsnet te ontlasten. Van ’t Spijker: “Het net zit op veel plekken nu al vol. Zo vol zelfs dat er een streep gaat door nieuwe zonne- en windparken, omdat ze niet aangesloten kunnen worden. Wanneer je overschotten aan elektriciteit om kan zetten naar een andere energiedrager (in dit geval waterstof, red.), helpt dat natuurlijk enorm.”

Om dat voor elkaar te krijgen, ontwikkelde HanzeNet een softwareplatform op basis van blockchaintechnologie, die de waterstofproductie automatisch afstemt op de stroom die op dat moment beschikbaar is. “Produceren de zonnepanelen meer stroom dan er op dat moment direct gebruikt kan worden? Dan gebruiken we het overschot gebruikt voor groene waterstofproductie. Is er teveel elektriciteit op het net? Dan wordt dat automatisch ingekocht. Zo ontlast je het elektriciteitsnet, maar het is voor de businesscase ook interessant. Die elektriciteit is op dat moment immers nagenoeg gratis.”

Elektrolyser van 20 megawatt

Het pilotproject wordt aan het einde van dit jaar afgerond en dient als blauwdruk voor toekomstige, grootschaligere projecten. “Natuurlijk is elke locatie anders, met een andere waterstof- en warmtevraag, andere inpassingsmogelijkheden, noem maar op. Maar met de lessen die we in Deventer geleerd hebben, en de technieken die we er hebben getest, kunnen we die puzzel in de toekomst hopelijk vrij gemakkelijk leggen.”

De eerste stappen in die richting worden nu al gezet. “We gaan het GROHW-concept uitrollen op de schaal van een industrieterrein. Daar voeren we nu gesprekken over met een grote partij”, aldus Van ’t Spijker. “Ik kan er nog niet teveel over zeggen, maar we hebben al een locatie gevonden voor een elektrolyse-installatie van 5 megawatt. In een later stadium willen we de capaciteit uitbreiden naar 20 megawatt.”

Als alles volgens plan verloopt, produceert het GROHW-systeem straks groene waterstof met de stroom van een nabij gelegen zonnepark. Via waterstofleidingen gaat de groene waterstof vervolgens naar een industrieterrein. Daar zitten verschillende bedrijven die al interesse toonden om de waterstof af te nemen.

Uitdagingen genoeg

Het GROHW-concept op zo’n grote schaal uitrollen gaat natuurlijk gepaard met uitdagingen. De levertijd van de benodigde installaties kan bijvoorbeeld een bottleneck worden. Net als het vinden van de juiste professionals om ze te installeren en beheren. Maar Van ’t Spijker ziet vooralsnog geen échte dealbreakers: “Bestaande aardgasleidingen kunnen waterstof gewoon transporteren. Volgens de wet mag het alleen nog niet, daarom leggen wij aparte leidingen aan, maar op termijn gaat dit wel goedkomen. Wet- en regelgeving zal altijd een aandachtspunt blijven bij innovatieve concepten als deze. Wanneer je buiten de gebaande paden treedt, hobbelt de wetgeving er altijd een beetje achteraan.”

Ook daarom is het belangrijk om gemeenten vroeg te betrekken bij het project vervolgt Van ’t Spijker: “Het gaat veelal om nieuwe technieken en installaties, die ze nog niet kennen. Het is daarom heel belangrijk om ze in een vroeg stadium te betrekken en vergunningstrajecten tijdig in gang te zetten. ”

Vraag naar groene waterstof stijgt

Maar Van ’t Spijker is bovenal positief over de toekomst van GROHW. “We zien de vraag naar waterstof snel toenemen, vooral vanuit de industrie en zwaar transport. Dat stemt positief. Daarnaast kan dit een belangrijk puzzelstukje zijn om het elektriciteitsnet te ontlasten. Ik verwacht dat we het GROHW-concept op meerdere plekken in Nederland zullen terugzien.”

De GROHW-pilot werd gerealiseerd door een consortium bestaande uit Witteveen+Bos, Saxion Hogeschool, Han Hogeschool, MTSA, Vos Transport Group, HanzeNet, Asfalt Nu, HVE, Cooll, Brandeniers, Van Dorp, Rabobank en De Gasfabriek. Meer weten?Bezoek de website.