“Overtollige elektriciteit” en waterstof

Veel bestuurders, politici, wetenschappers en ondernemers spreken bij het woord waterstof, meestal in één zin, ook de woorden ‘overtollige duurzame elektriciteit’ uit. Initiatiefnemers van verschillende groene waterstof projecten denken dat hun businesscase is gediend met het idee dat overtollige duurzame elektriciteit goed gebruikt kan worden om waterstof van te maken. ‘Waterstof zou je uitstekend kunnen gebruiken om in de verre toekomst perioden van windstilte en gebrek aan zonlicht te overbruggen’. We gaan zien of dat realistisch is.

Wie weten hoe het echt zit?

ECN (Energie Centrum Nederland )in Petten heeft samen met Liander een 226 pagina groot rapport geschreven over een onderzoek naar de ontwikkeling van vraag en aanbod van elektricteit tot 2050. Het onderzoek, FlexNet Project genaamd, heeft als partners Gasunie, Stedin, Alliander, Enexis, GasTerra, Netbeheer Nederland en Energie-Nederland. Dit zijn letterlijk alle betrokken bedrijven die nu en in de toekomst onze energie leveren. Kennis en draagvlak alom.

Is er wel ‘overtollige duurzame elektriciteit’?

Volgens ECN/Liander is er in de periode tot 2030 geen overtollige elektriciteit, noch van wind- noch van zonnestroom.

Tot 50% duurzaam elektrisch vermogen kan zonder problemen worden ingevoed op het Nederlandse stroomnet. Dat wil zeggen dat als de opwekking van zowel wind- als zonne-energie met een factor vijf toeneemt t.o.v. van de huidige tien procent, dan is er nog steeds geen overtollige elektriciteit.

ECN/Liander hebben berekend dat er voor zonne-energie zelfs tot aan 2050 totaal geen overtollige stroom zal zijn.

Het bizarre is dat meerdere bij dit grote onderzoek betrokken bedrijven, met name Gasunie, Alliander en Stedin, aan de ene kant verklaren dat er nauwelijks of geen overtollige duurzame elektriciteit is en zal komen, aan de andere kant toch inzetten op waterstof op basis van ‘overtollige duurzame elektriciteit’. Dat is praten met een dubbele tong en zorgt voor veel verwarring.

Wim Turkenburg, emeritus hoogleraar ‘Science, Technology & Society’ aan de Universiteit Utrecht, noemt in onderstaande podcast op BNR, de tegenstrijdige visie van deze bedrijven ’drijfzand’ en ‘gebakken lucht’. Hij stelt ook een ‘groot gebrek aan kennis bij de overheid’ vast.

Curtailment

Elektriciteit die wel opgewekt (kan worden) maar niet gebruikt wordt, wordt ook wel curtailment genoemd. Curtailment wordt bereikt door windmolens stil te zetten of windparken af te schakelen. Uiteraard kunnen ook gascentrales afgeschakeld worden of op een lager vermogen worden afgeregeld. Kolencentrales zijn moeilijker regelbaar maar door kostbare aanpassingen zijn ze in Nederland toch regelbaar en voor curtailment bruikbaar.

Maar waarom staan er dan soms nu al windmolens stil? Regionaal kan het voorkomen dat er teveel stroom op het net staat. Als dat zo is heeft Tennet de hoeveelheid duurzame stroom verkeerd ingeschat en teveel capaciteit (baseload) op kolen en gas ingezet. Tennet zet dan windmolens stil omdat de kosten daarvan lager zijn dan een gas- of kolencentrale stil te zetten. Curtailment is dan de goedkoopste oplossing om het net te stabiliseren. Curtailment wordt ook ingezet om kostbare netverzwaring te voorkomen.

Komt er ooit overtollige elektriciteit?

Zeker, maar zeer beperkt en volgens Turkenburg niet meer dan rond 200 uur per jaar. Er wordt in de komende decennia hard gewerkt aan de verdere uitbouw van internationale hoog voltage gelijkstroom verbindingen (HVDC). Deze verbindingen maken een Europese markt van 28 landen mogelijk en vormen één groot handelsplatform. Dit systeem gaat het leeuwendeel van de optredende regionale en landelijk tekorten en overschotten balanceren. De EU wordt één grote markt die naar verwachting tot 74% van de benodigde flexibiliteit gaat leveren. Gekoppeld aan vraagsturing en richting 2050 beperkte curtailment van windenergie. Dit betekent ook dat stroom die nu ‘overtollig’ is als gevolg van een verkeerde inschatting, dan gewoon verkocht wordt aan een ander Europees land.

En waterstof dan?

In het ECN/Liander onderzoek wordt aan waterstof, P2G (Power to Gas) en P2A (Power to Ammonia) geen rol als opslag toebedeeld. Als het al wordt ingezet, dan voor het balanceren van het net. De inzet van electrolyzers tot 200 uur per jaar levert geen haalbare businesscase op. Electrolyzers moeten jaarlijks zeker 8.000 uur draaien om rendabel te worden.

Alternatieve opslagmethoden

Grootschalige CAES ‘Compressed Air’ wordt wel als een van de bronnen voor opslag genoemd. CAES heeft standaard een triparound efficiëntie van 42 tot 55%. Dit rendement kan tot 70% worden verhoogd als er warmte- en koudeopslag aan wordt toegevoegd. Compressed Air heeft steeds een veel hogere triparound efficiëntie dan waterstof, vereist lagere investeringen en heeft een langere levensduur (30 jr).

Ook Pumped Hydro wordt als een effectieve opslagmethode genoemd. Nederland maakt al gebruik van Pumped Hydro via de NorNed 700 MW kabel naar Noorwegen en terug.

Toch nog fossiele energie na 2050?

Jazeker. Aardgas zal, wel met een verplichte afvang van CO2, ook na 2050 een belangrijke rol blijven spelen. Tegen 2050 nemen wind en zon verreweg het grootste deel van de elektriciteitsvoorziening voor hun rekening. En zolang gas na 2050, afhankelijk van het gekozen scenario tussen 12 en 26% van de totale stroommix blijft uitmaken, is er geen aanvullende opslag met waterstof nodig.

(Bron ECN/Liander)

Wim Schermer

https://publicaties.ecn.nl/PdfFetch.aspx?nr=ECN-E–17-044

http://energystorage.org/compressed-air-energy-storage-caes

https://www.bnr.nl/podcast/de-technoloog/10386786/hoe-niet-en-hoe-wel-naar-een-co2-neutraal-2050