Waterstof is in opkomst. Een robuuste waterstofketen biedt grote kansen voor een duurzamer Nederland. Ondanks de goede uitgangspositie is er nog werk aan de winkel. Het bouwen van waterstofketens is complex en vraagt om strategische keuzes en innovatieve samenwerkingen. In deze blogreeks nemen we je mee naar Nederland Waterstofland, bezien vanuit het perspectief van een strategisch adviesbureau. In dit eerste blog brengen we het Nederlandse waterstoflandschap in kaart, waar we kijken naar kansen en uitdagingen. Dat doen we door naar waterstof te kijken als een innovatiesysteem in ontwikkeling.
Ook in Nederland zijn overheid en het bedrijfsleven enthousiast. Zo heeft het kabinet via het Nationaal groeifonds onlangs € 338 miljoen gereserveerd om waterstoftoepassingen te realiseren. Het afgelopen decennium investeerde de Europese Commissie en industrie gezamenlijk ook al € 1,4 miljard in waterstofontwikkeling. In dit eerste blog brengen we het Nederlandse waterstoflandschap in kaart. Dat doen we door naar waterstof te kijken als een innovatiesysteem in ontwikkeling. Hierbij spelen drie onderling afhankelijke elementen een belangrijke rol: de technologie zelf, de actoren en de instituties. Zo is de ontwikkeling van waterstof een samenspel tussen:
Technologie (zoals benodigde infrastructuur voor productie, transport en gebruik).
Verschillende belanghebbenden (zoals overheden, bedrijven, onderzoekers of maatschappelijke partijen).
Heersende instituties (de formele en informele spelregels zoals regelgeving, beleidsambities en verwachtingen).
Het doel van dit blog is om deze centrale elementen te beschrijven die bepalend zijn voor hoe het opkomende waterstofinnovatiesysteem functioneert.
Allereerst gaan we in op waterstof zelf. Waterstof is een energiedrager en kan worden gebruikt als grondstof, brandstof en opslagmedium. Waterstof kent toepassingen in de industrie, transportsector, energievoorziening en de gebouwde omgeving. Het grote voordeel is dat waterstof bij duurzame opwekking geen CO2 uitstoot. Het kan daarmee bijdragen aan verduurzaming van processen en sectoren waar CO2-reductie urgent maar ook lastig is, zoals energie-intensieve industrie of in de transportsector (respectievelijk verantwoordelijk voor ongeveer 30% en 20% van de CO2-uitstoot). Zo kan waterstof aardgas vervangen als brandstof in industriële productieprocessen met hoge temperaturen. Waterstof kan ook als brandstof dienen voor zware transportvoertuigen zoals vrachtwagens, bussen of schepen. In de energievoorziening kan waterstof als opslagmedium een cruciale rol spelen in het balanceren van het variabele aanbod in duurzame energie. Doordat je waterstof kunt opslaan (bijvoorbeeld in lege gasvelden of zoutcavernes) heb je altijd beschikking over duurzame energie, zelfs als de zon niet schijnt of de wind niet waait. Daar staat tegenover dat afhankelijk van de wijze van productie de investerings- en operationele kosten van waterstof (nog) hoog zijn.
Het produceren van waterstof – door elektrolyse – kan op verschillende manieren. Daarom spreekt men over waterstof in drie kleuren: grijs, blauw en groen. Grijze waterstof wordt gemaakt uit fossiele brandstoffen zoals aardgas, waardoor het CO2 uitstoot. Mede door grijze waterstofproductie (1,5 Mton/jaar) is Nederland op Duitsland na (2,5 Mton/jaar) de grootste waterstofproducent van Europa. Blauwe waterstof is duurzamer, omdat de CO2-uitstoot wordt afgevangen en opgeslagen. Groene waterstof is het meest duurzaam omdat deze wordt geproduceerd met duurzame elektriciteit.
De inzet en ontwikkeling van waterstof hangt dus nauw samen met andere duurzame energie technologieën en sectoren. Zo bezien is waterstof onderdeel van een ecosysteem van producenten, distributeurs en afnemers die onderling afhankelijk van elkaar zijn en waarin ook andere energiedragers en bronnen een rol spelen. Zonder wind op zee is er namelijk geen grootschalige groene waterstof; zonder CO2-opslag geen blauwe waterstof en zonder infrastructuur (via buisleidingen of voertuigen) geen transport naar de afzetmarkt. Om te kunnen profiteren van het duurzaamheidspotentieel van waterstof is daarom een robuuste keten van groot belang, van productie tot opslag tot distributie tot gebruik. Dat brengt wel uitdagingen met zich mee, aangezien zo’n waterstofketen in Nederland nog relatief nieuw is. In de praktijk wordt er dan gesproken over een kip-ei dilemma: wat ontwikkel je eerst? De waterstofbackbone – een landelijk hoofdnetwerk voor waterstof dat industrie, opslag, productie en ook omringende landen met elkaar kan verbinden – moet hieraan bijdragen. Voordeel is dat hiervoor grotendeels het bestaande aardgasnetwerk gebruikt kan worden. Daarnaast heeft Nederland nog meer gunstige uitgangspunten die kunnen bijdragen aan een robuuste waterstofketen: de ligging aan de Noordzee waar windparken de elektriciteit voor groen waterstof kunnen leveren; de ruime ervaring met CO2-opslag en de beschikbaarheid van lege gasvelden en zoutcavernes voor waterstofopslag.
Als tweede stap brengen we de belangrijkste belanghebbenden in kaart die betrokken zijn bij de ontwikkeling van waterstof in Nederland. Het speelveld kan grofweg onderverdeeld worden in overheden, infrastructuurbeheerders, bedrijven (van vraag tot aanbod) en kennisinstellingen (zie ook onderstaand figuur voor een uitgebreider overzicht).
Gevestigde energiebedrijven en infrastructuurbeheerders zijn ruim vertegenwoordigd in het waterstofdomein. Als traditioneel aardgasland zijn de kennis, ruime ervaring en competenties van deze bedrijven van groot belang voor de verdere ontwikkeling van waterstof in Nederland. Daarnaast zijn er ook nieuwe innovatieve bedrijven actief zoals start-ups die werken aan nieuwe toepassingen voor elektrolyse of windmolens ontwikkelen die direct waterstof produceren. Opvallend zijn de Nederlandse havens. Van Zeeland tot Groningen en van Rotterdam tot Amsterdam, zonder uitzondering hebben de havenbedrijven ambitieuze waterstofplannen. Zo zou de Zeeuwse haven dé waterstofhub van Nederland moeten worden. Door de ligging aan zee en verbinding met industrie zijn havens een belangrijke schakel in de toekomstige waterstofketen.
Interessant zijn de vele nieuwe waterstofcoalities die breed draagvlak laten zien voor waterstof. Publieke en private partijen verenigen zich in samenwerkingsverbanden en netwerken om de waterstofmarkt in gang te zetten. De ‘Koplopers Nederland Waterstofland’ – een coalitie van meer dan 80 bedrijven uit de hele waterstofketen en uit verschillende sectoren – brengt de kansen van waterstof in Nederland onder de aandacht. De ‘Waterstofcoalitie’ – bestaande uit netbeheerders, industriepartijen, energiebedrijven, provincies, natuur- en milieuorganisaties en wetenschappers – wil samen met de overheid grote investeringen doen in de waterstofketen. De ‘New Energy Coalition’ – met onder meer RWE, Gasunie, Groningen Seaports, Shell, NAM, onderwijsinstellingen en de noordelijke provincies – wil de grootste groene waterstoffabriek van Europa bouwen. Het ‘H2Platform’ is een samenwerkingsverband van bedrijven en overheden die zich inzetten voor de toepassing van waterstof in het Nederlandse energiesysteem.
In de derde stap brengen we beleidsambities in kaart, die in grote mate de richting van waterstofontwikkeling in Nederland bepalen. Sinds de start van het decennium zet de overheid kleinschalig in op de ontwikkeling van en onderzoek naar waterstoftoepassingen. Ingegeven door het klimaatakkoord richt de Nederlandse overheid zich nu grootschalig op de ontwikkeling van waterstoftoepassingen en de opwekking van groene waterstof. De ontwikkeling van blauwe waterstof moet optimaal bijdragen aan het bredere waterstofsysteem, als wegbereider voor groene waterstof. Het doel is om de productie van waterstof op te schalen naar 3 tot 4 GW elektrolyse capaciteit voor 2030 (ter vergelijking, Duitsland beoogt 5 GW in 2030 en 10 GW in 2040).
Het kabinet heeft onlangs via het Nationaal Groeifonds € 338 miljoen gereserveerd voor toepassingen van groene waterstof in de chemie, transport en zware industrie versneld mogelijk maken. Maar de ontwikkeling van groene waterstof vraagt ook om strategische keuzes. Bij waterstofproductie gaat namelijk ongeveer een derde aan energie verloren. Een belangrijke afweging is dus in welke mate duurzaam opgewerkte elektriciteit (bijvoorbeeld opgewerkt door windmolens) wordt aangewend voor groene waterstofproductie (met energieverlies) of juist direct wordt ingezet voor het verwarmen van woningen of het laden van elektrische auto’s (met bijna geen energieverlies).
Tot slot draagt inzetten op waterstof niet alleen bij aan verduurzaming, maar dient het ook bredere maatschappelijke belangen zoals werkgelegenheid. Een andere belangrijke strategische overweging is het voortbouwen op de succesvolle aardgaspositie door in de toekomst een internationale hubfunctie voor waterstof te vervullen.
Een robuuste waterstofketen biedt grote kansen voor een duurzamer Nederland. Waterstof is geen doel op zichzelf maar een middel om klimaatambities te realiseren. Wat blijkt is dat Nederland goede papieren heeft: gunstige ligging, bestaande infrastructuur, veel kennis en ervaring en breed draagvlak. Toch is er nog werk aan de winkel, want het bouwen van waterstofketens is niet eenvoudig en kan geen enkele partij alleen. Waterstof is onderdeel van een complex ecosysteem van producenten, distributeurs en afnemers die onderling afhankelijk van elkaar zijn en een energiesysteem waarin ook andere bronnen een rol spelen. Dit zorgt voor een klassiek kip-ei dilemma: wat ontwikkel je eerst en hoe werk je samen? Het bouwen van robuuste waterstofketens vraagt daarom om cross-sectorale en publiek private samenwerkingen tussen overheden, marktpartijen, infrastructuurbeheerders, kennisinstellingen en maatschappelijke organisaties.
In het volgende blog kijken we naar belangrijke randvoorwaarden voor robuuste waterstofketens in de energietransitie. Hierin komen onder meer het belang van strategische keuzes, ondernemerschap en innovatie, kennisontwikkeling en diversiteit aan bod. In het laatste blog bespreken we kansrijke oplossingen aan de hand van onze eigen waterstofpraktijkcases.
