Wind op zee en waterstof

Op dit moment gaat energie in de vorm van elektriciteit van windparken op zee naar land. Daar wordt het op het landelijk hoogspanningsnet gezet dat de elektriciteit verder transporteert naar de gebruikers. Elektriciteit vormt op dit moment echter maar zo’n 20% van ons energieverbruik. De rest bestaat vooral uit steenkool, olie en aardgas. Bij het vervangen van deze ‘fossiele’ brandstoffen kan windenergie op zee ook een belangrijke rol vervullen als energiebron voor ‘groene moleculen’. Door elektriciteit om te zetten naar waterstof.

Wind op zee voor elektriciteit en ‘groene moleculen’

We zullen naar verwachting steeds vaker elektriciteit gebruiken voor dingen die we tot nog toe met energie uit fossiele brand- en grondstoffen doen. Van het verwarmen van gebouwen tot het aandrijven van apparaten voor industrie en vervoer, zoals auto’s, schepen en vliegtuigen. Bekende voorbeelden van deze ‘elektrificatie’ zijn warmtepompen voor de verwarming en koeling van huizen en gebouwen en elektrische auto’s die benzine- en dieselauto’s vervangen.

Sommige apparaten of processen zullen niet eenvoudig te elektrificeren zijn. Daar is het zaak om de gebruikte moleculen uit steenkool, olie en aardgas te vervangen door ‘groene moleculen’: moleculen die gemaakt zijn met behulp van een hernieuwbare energiebron zoals windenergie op zee. Een veel genoemde mogelijkheid is het maken van waterstof. Waterstof is het meest eenvoudige molecuul dat er bestaat en kan gemaakt worden door water onder stroom te zetten. Uit twee moleculen water (H2O) ontstaan dan twee moleculen waterstof (H2) en een molecuul zuurstof (O2), en gaat energie verloren in de vorm van warmte:

2 H2O + elektriciteit → 2 H2 + O2 + warmte

Dit proces heet elektrolyse. Als we daarvoor duurzame elektriciteit –bijvoorbeeld van windparken op zee– gebruiken, is er sprake van ‘groene waterstof’. Deze groene waterstof kan dienen als brandstof voor bijvoorbeeld auto’s of als vervanger van aardgas bij de verwarming van gebouwen. Maar groene waterstof is ook bruikbaar om ándere ‘groene moleculen’ mee te maken. Denk aan ammoniak voor kunstmest. Of aan koolwaterstoffen die verder te verwerken zijn tot specifieke brandstoffen, grondstoffen of producten (zoals plastics).

De Rijksoverheid stimuleert de ontwikkeling van groene waterstof. Bij een eventuele verdere doorgroei van windenergie op zee na 2030 zal ze rekening houden met waterstof. Na 2030 zullen windparken op nog grotere afstand van de kust komen te staan. Ook zullen de technieken voor elektrolyse op zee verder ontwikkeld zijn en de transportvoordelen in gasvorm boven elektriciteit wellicht groter. Als dit alles inderdaad zo is, dan zal de optie om windenergie op zee in waterstof om te zetten (en als zodanig te transporteren) aantrekkelijk kunnen zijn.


Het omzetten van elektriciteit naar waterstof kan op land in de industriegebieden aan de kust. Daarbij kan de warmte die vrijkomt in het elektrolyseproces gebruikt worden voor de verwarming van nabij gelegen huizen en gebouwen. Op land kunnen er echter beperkingen zijn in de beschikbare ruimte voor de noodzakelijke elektrolyse-installaties, welke al snel meerdere hectares in beslag nemen.

Waterstof als transportmiddel

Waterstof kan ook de ‘energiedrager’ (het transportmiddel om energie te vervoeren) zijn die de windenergie van de windparken op zee naar land brengt. De elektriciteit van windparken op zee wordt dan dus op zee al omgezet in waterstof. Toekomstige windparken liggen verder weg op zee en hebben een grotere omvang. Hiervoor kan waterstof ten opzichte van elektriciteit een goed alternatief zijn voor het vervoeren van de opgewekte windenergie:

  • Grote volumes elektriciteit van windparken op zee kunnen op piekmomenten niet zomaar ingevoerd worden op het hoogspanningsnet op land. Versterking van het hoogspanningsnet vergt minimaal 8 jaar. Om deze hernieuwbare energie toch naar land te kunnen brengen en te kunnen gebruiken is het omzetten ervan naar waterstof een mogelijkheid.
  • Transport en opslag zijn eenvoudiger. Waterstof is een gas. En gas is eenvoudiger, vaak goedkoper te transporteren en op te slaan dan elektriciteit. Een hoofdgasleiding op zee kan zo’n 10 tot 12 GW transporteren. Een stroomkabel maximaal 2 GW. Het vervoeren van waterstof vindt ook plaats met minder energieverlies. Wel gaat er bij het omzetten van elektriciteit naar waterstof energie verloren.
  • Er liggen al pijpleidingen voor. Op de Nederlandse Noordzeebodem liggen gasleidingen voor het vervoer van op zee gewonnen aardgas naar het vasteland. Het is wellicht mogelijk om deze leidingen hergebruiken. Dit heeft de volgende voordelen: de levensduur van de leidingen wordt verlengd (economisch voordeel, ze hoeven niet opnieuw aangelegd te worden (natuurvoordelen) en het scheelt ruimte (voordeel bij de aanlandlocaties). Er kleven echter ook nadelen aan deze oplossing. Daarom zal het ministerie van EZK in 2022 onderzoek doen naar de kansen en beperkingen van hergebruik van gasleidingen.

Verwacht wordt dat het op zee produceren van waterstof uit windenenergie pas vanaf 2030 op grotere schaal mogelijk is. Daarom kijkt VAWOZ 2040 naar aanlanding van windenergie met zowel elektriciteit als waterstof. Vóór 2030 zullen proefprojecten plaatsvinden met waterstofproductie op zee en op land.

Op zee is de omzetting van elektriciteit naar waterstof mogelijk op platforms, waarvoor wellicht bestaande gaswinningsplatforms kunnen. worden omgebouwd. Voor grotere elektrolyse-installaties zijn wellicht kunstmatige ‘energie-eilanden’ nodig.

Windenergie en waterstof


Een andere mogelijkheid is de inzet van een ‘waterstofmolen’. In elke windturbine zet een kleine elektrolyse-installatie de opgewekte elektriciteit meteen om in waterstof. Een dergelijke ‘waterstofmolen' is momenteel in ontwikkeling bij meerdere windturbinefabrikanten. De waterstofleidingen vanuit het windpark zouden dan op een energy hub gebundeld kunnen worden, waarna de waterstof in een pijpleiding naar land gaat. Dergelijke energy hubs vormen onderdeel van een flexibel Noordzee-energiesysteem. Nederland wil de productie en toepassing van duurzame waterstof verder ontwikkelen om ervoor te zorgen dat Nederland in 2050 een duurzaam energie- en grondstofsysteem heeft.

Doorverwijzingen

Nederlandse aanpak

minister_wiebes_die_de_vergunninghouder_feliciteert_met_het_winnen_van_de_tender

Waarom is windenergie op zee nodig? Wat zijn de doelen en hoe zorgt de Rijksoverheid ervoor dat doelen worden gehaald?

Noordzee

algemeen_beeld_van_de_noordzee_met_bijvoorbeeld_schepen

Over hoe de Rijksoverheid de Noordzee beheert en hoe de ruimte op de Noordzee is verdeeld. Wat op de Noordzee kan en mag, en welke regels en voorwaarden daarvoor gelden.

Innovatie

Innovatie, ontwikkeling (internationale) samenwerking en opleidingen zijn belangrijk om de kosten van wind op zee omlaag te krijgen en biedt daarmee economische kansen.

Werk en scholing

De windsector biedt perspectieven voor mensen die willen werken in de wind. NWEA is de verbinder binnen de sector en koppelt relevante partijen aan elkaar binnen de sector.

Veelgestelde vragen

Op deze website vindt u veel informatie over Wind op zee. Vindt u niet wat u zoekt? Kijk dan bij de veelgestelde vragen of neem contact met ons op.

Voorgestelde veelgestelde vragen