Sustainaweekly - Niet zo groene waterstof een noodzakelijke kwaad
Het Europese parlement stemde voor een afzwakking van normen indien groene waterstof via het elektriciteitsnet wordt geproduceerd. Een van de wijzigingen is dat bij elektrolysers de afstemming op de hernieuwbare bron van energie niet langer op een uur-basis dient plaats te vinden. Uiteindelijk een goed voorstel om de opschaling naar 10mn ton groene waterstof haalbaar te maken.
Onlangs zijn de regels voor groene waterstof gewijzigd. Het doel van de door de Europese Unie vastgestelde regels is ervoor te zorgen dat groene waterstof wordt geproduceerd uit een (extra) bron van hernieuwbare elektriciteit. Dit is het belangrijkst wanneer een elektrolyser op het elektriciteitsnet wordt aangesloten, waar duidelijk meerdere bronnen van elektriciteit (hernieuwbare en conventionele) tegelijk door de stroomkabels van het net stromen en het moeilijk wordt de exacte bron te identificeren. Producenten van groene waterstof geven wellicht de voorkeur aan een netoplossing, aangezien grootschalige groene waterstofpijpleidingen en -opslag (zoals de groene waterstof backbone van Gasunie) nog niet beschikbaar zijn.
Vorige week stemde het Europees Parlement voor het afzwakken van de criteria indien groene waterstof straks via het net wordt geproduceerd. Volgens het oorspronkelijke ontwerp van de wet was voor de productie van groene waterstof bij aansluiting van de elektrolyser op het elektriciteitsnet ‘temporele correlatie’ vereist. Temporele correlatie in dat geval vereist dat per uur de beschikbare hernieuwbare energie op het net wordt afgestemd op wat de elektrolyser kan produceren. Hoewel dit de zuiverste aanpak is, begint het probleem wanneer het weer en dus de wat de hernieuwbare bron van elektriciteit kan produceren (oftewel de ‘load factor’) variëren. Als er bijvoorbeeld een zonnige dag is met weinig bewolking, zouden zonnepanelen een stabiele productie moeten hebben tussen zonsopgang en zonsondergang en zou het principe van de temporele correlatie per uur werken. Als er echter tussen 10.00 en 11.00 uur een regenbui valt, gevolgd door een zeer heldere hemel na 12.00 uur tot zonsopgang, gaat er 's ochtends minder elektriciteit naar de elektrolyser en 's middags te veel, omdat de capaciteit van de elektrolyser misschien niet sterk genoeg is om de sterke belasting door de heldere hemel aan te kunnen. De bedrijfstijd van de elektrolyser zou inefficiënt zijn als er elk uur matching nodig is, waardoor de kostprijs van groene waterstof uiteraard zou stijgen. Als de stroom productie van de zonnepanelen tijdens de wisselvallige dag echter zou zijn samengevoegd en uiteindelijk dezelfde productie zou blijken te zijn als tijdens een normale zonnige dag met beperkte bewolking, zou de elektrolyser niet minder hoeven te produceren omdat de extra belasting in de middag de lage belasting in de ochtend zou hebben gecompenseerd en de elektrolyser dus op conventionele elektriciteit had kunnen draaien tijdens het tijdsvenster van 10-11 uur.
We hebben in ons voorbeeld hierboven gekeken naar een hypothetisch geval, maar de wisselvalligheid van het weer begint pas echt door te dringen op maandelijks niveau. De grafiek onder toont de gerealiseerde load factor van Nederlandse windenergie op land in twee provincies met veel industriële activiteiten, namelijk Noord-Holland en Zuid-Holland. Er zijn duidelijk veel dagen geweest waarop de productie van windenergie op land bijna nul was. Toch was de gemiddelde belasting in September ongeveer 30% en bij een maandelijkse temporele correlatie zouden de elektrolysers niet hoeven uit te schakelen wanneer de load factor bijna nul was, zoals op 14 of 21 september.
Het idee is dan ook om het principe van matching per te schrappen en over te stappen op een maandelijkse, driemaandelijkse of zelfs jaarlijkse matching van hernieuwbare energie aan de elektrolyser. Dit is vergelijkbaar met wat bijvoorbeeld is overeengekomen voor particuliere zonnepanelen, waar een jaarlijkse afrekening wordt toegepast.
Zolang er geen grootschalige batterijoplossingen beschikbaar zijn die de opslag van hernieuwbare energie mogelijk maken, is het matchen op een langere tijdshorizon een goed voorstel, simpel omdat hernieuwbare energiebronnen in een groot deel van Europa een enorme variabiliteit in hun output vertonen. Volgens Bloomberg New Energy Finance dalen de kosten voor de productie van groene waterstof via het elektriciteitsnet bij een soepeler matching met bijna een derde tot 6,18 dollar per kg. Een lagere kostprijs helpt wanneer Europa nog een lange leercurve voor de boeg heeft om de gewenste grootschalige productie van 10 miljoen ton hernieuwbare waterstof in 2030 te bereiken. We zullen het hoge conventionele stroomverbruik en dus ook de tolerantie van iets minder groene waterstof dan voorzien als een gegeven moeten beschouwen om dit doel te bereiken zonder dat de last naar het einde van dit decennium wordt verschoven.