Eektrolysers om de industrie te elektrificeren

Totale voedingswaterbehoefte voor waterstofproductie met elektrolysers om de industrie in Nederland in 2050 te elektrificeren

Volgens de Electrification Roadmap voor de Nederlandse industrie zal de totale vraag naar elektrische energie naar verwachting aanzienlijk groeien tegen 2050, aangezien de sector elektrificeert. De extra elektriciteit die nodig is voor industrieel gebruik kan tegen 2050 oplopen tot 130 TWh, waarmee 60% van de totale energiebehoefte van de industrie wordt gedekt. Dit is een aanzienlijke toename, ongeveer drie tot vier keer het huidige elektriciteitsverbruik van de Nederlandse industrie. Om de energietransitie en duurzaamheidsdoelen te behalen, is het noodzakelijk om deze elektriciteit te betrekken uit hernieuwbare opties, zoals groene waterstof.

 

Om volledig aan deze vraag te voldoen met groene waterstof, moet er tot 6,5 miljoen ton per jaar worden geproduceerd, waarvoor 75 GW aan elektrolysecapaciteit nodig is. Dit zou op zijn beurt moeten worden aangestuurd door een gelijkwaardige capaciteit aan hernieuwbare energie, zoals offshore wind. Nederland streeft bijvoorbeeld naar 70 GW aan offshore windcapaciteit in 2050, wat nauw aansluit bij de energiebehoeften voor de productie van groene waterstof.

Naast elektriciteit vereist de productie van groene waterstof aanzienlijke hoeveelheden water als grondstof. Om de doelstelling te halen, zou ongeveer 60 miljoen m³/jaar ultrapuur water nodig zijn, wat overeenkomt met 80 miljoen m³/jaar drinkwater. Ter vergelijking: het huidige jaarlijkse waterverbruik in Nederland bedraagt ongeveer 1.200 miljoen m³, waarbij consumenten 800 miljoen m³ gebruiken en industrieën 400 miljoen m³, voornamelijk als drinkwater.

Regenwaterconcept: gezuiverd regenwater als elektrolyzervoedingswater ter ondersteuning van de productie van groene waterstof

Voor de productie van groene waterstof zijn aanzienlijke hoeveelheden water als grondstof nodig. Om de doelstelling te halen, zijn ongeveer 60 miljoen m³/jaar ultrapuur water nodig, wat overeenkomt met 80 miljoen m³/jaar drinkwater.

 

Credit McPhy

Om de impact van waterstofproductie op de bestaande watervoorziening te minimaliseren, kunnen alternatieve bronnen zoals oppervlaktewater, grondwater of zeewater worden overwogen. Een innovatieve oplossing is het Hemelwater-concept, waarbij gezuiverd regenwater wordt gebruikt als voedingswater voor elektrolyzers. Deze aanpak wordt al veel gebruikt in kassen en biedt meerdere voordelen voor de productie van groene waterstof. Het gebruik van regenwater zou de vraag naar drinkwater verminderen en het behouden voor essentiële toepassingen. Bovendien is regenwater van nature zacht en heeft het minder opgeloste vaste stoffen in vergelijking met kraanwater, waardoor het gemakkelijker en kosteneffectiever te zuiveren is.

 

Een fabriek met een elektrolyzercapaciteit van 1 GW zou ongeveer 1,1 miljoen m³/jaar aan voedingswater nodig hebben. Aangezien Nederland een gemiddelde jaarlijkse regenval van 75 cm ontvangt, zou een regenwateropvanggebied van 1,5 km² voldoende zijn voor zo'n fabriek. Om te voldoen aan de voedingswaterbehoeften van de gehele groene waterstofproductiedoelstelling, zou een totaal opvanggebied van ongeveer 106 km² nodig zijn — ongeveer de helft van de oppervlakte van Amsterdam.