Waterstof staat op punt van doorbreken

Het onttrekt zich een beetje aan het zicht, maar achter de schermen wemelt het van de plannen. Haalbaarheidsstudies en initiatieven rondom productie en gebruik van waterstof op boerenbedrijven vechten om voorrang. Het speelveld op de energiemarkt gaat zó veranderen dat er voor boeren flinke kansen liggen in waterstof.

Waterstof. Af en toe duikt het woord op, in het kader van energietransitie. Maar nog niet zoveel. De focus ligt op groene elektriciteit afkomstig van windmolens en zonnepanelen. Maar de groei van het aantal windmolens en zonnepanelen legt een pijnlijk manco bloot: het huidige elektriciteitsnet in Nederland kan al die groene stroom op piekmomenten niet aan. ‘In Noord- en Oost-Nederland zit het net al helemaal vol. Net zoals in Brabant en Limburg’, zegt Rob van Leeuwen, directeur van het bedrijf Petawatts. Zijn bedrijf is partner in het PPS-project Landbouw en Energie, onder leiding van Andries Visser van Wageningen Plant Research. Het project onderzoekt de rol die boeren kunnen spelen in de energietransitie. Van Leeuwen is enthousiast: ‘Met alle boeren zou je meer dan genoeg waterstof kunnen maken om alle diesel in de landbouw te vervangen.’

‘Met alle boeren zou je meer dan genoeg waterstof kunnen maken om alle diesel in de landbouw weg te werken’

Opslaan in een batterij

Mooi, die fraaie vergezichten. Maar blijkbaar gooit het zwakke elektriciteitsnet nu al roet in het eten. Toch zijn er mogelijkheden genoeg als boer om die piekstroom op een andere manier in te zetten. PPS-projectleider Andries Visser: ‘Kijk eerst of je je bedrijf zo kan inrichten dat je zelf die extra piekproductie kunt inzetten.’ Als akkerbouwer kun je de koeling bijvoorbeeld een tandje harder laten draaien tijdens piekmomenten. Of je gebruikt een elektrische heftruck in plaats van eentje op diesel.’

‘Waterstof produceren bij boeren wordt gewoon’

Noord-Nederland kijkt samen met boeren nadrukkelijk naar de mogelijkheden van waterstofproductie en -gebruik. Een mooi voorbeeld is het project WaterstofWijk Wagenborgen, een woonwijk in de provincie Groningen. Op bijgaande afbeelding is goed te zien wat het plan in houdt. Het melkveebedrijf met 125 koeien van Wim en Marjolein van Tilburg uit het Groningse Siddeburen gaat de waterstof produceren. De waterstof wordt opgeslagen in een buffer, waarna het door een aparte waterstofleiding naar de jaren ’70-woningen wordt getransporteerd. De maximaal 40 woningen worden agoed geïsoleerd en voorzien van een hybride warmtepomp en zonnepanelen. Het project is een samenwerking van woonstichting Groninger Huis, Enexis Netbeheer, Energiewacht en Intergas.    

Op het melkveebedrijf van Van Tilburg zijn er nu 84 zonnepanelen en een kleine windmolen van het bedrijf EAZ uit Hoogezand aanwezig, samen goed voor 55.000 kW. Marjolein is enthousiast over het project dat vooralsnog alleen op papier bestaat. ‘Als we als boeren iets kunnen bijdragen aan de uitdagingen met betrekking tot klimaat, natuur en energie dan is het wel dit. Wij hebben de ruimte en mogelijkheid om waterstof te produceren waarmee huizen duurzaam verwarmd kunnen worden.’ Marjolein is vastbesloten om er een succes van te maken, maar veel zal afhangen van de businesscase en de daaruit voortvloeiende financiering. ‘Zonder subsidie gaat dit niet lukken’, weet ze. Toch is ze razend enthousiast over de mogelijkheden om lokaal groen waterstofgas te produceren. ‘De trein rijdt en we zijn allemaal vastbesloten om er een succes van te maken. De huidige situatie rondom gas laat wel zien hoe afhankelijk we zijn van het buitenland. Wim en ik willen voor andere boeren de weg vrij maken zodat het voor iedereen gewoon wordt.’

Je kunt er ook voor kiezen om de piekstroom op te slaan in een grote batterij. Jan Reinier de Jong, akkerbouwer in het Drentse Odoorn, was zes jaar geleden de eerste boer in Nederland die daartoe besloot. Hij produceerde met zijn duizend zonnepanelen veel meer stroom dan hij zelf kon inzetten, ondanks de overstap op bijvoorbeeld elektrisch beregenen, een elektrische heftruck en de stroom die hij inzet in het verwerken en koelen van zijn aardappels. ‘Toen ik de batterij kocht, kostte die € 850 per kWh. Inmiddels is dat al gedaald tot € 550.’ 

De Jong gebruikt zijn batterij om op de elektriciteitsmarkt stroom te verkopen, maar ook te kopen. Dat heet de onbalansmarkt. Dat is een markt om in elektriciteit te handelen. De prijzen op deze markt kunnen variëren tussen bijvoorbeeld min 50 cent tot plus 80 cent per kWh. ‘Bij een negatieve prijs koop ik graag in. Bij een hoge prijs verkoop ik graag en dan daalt onze consumptie door afschakeling van de ventilatie, de koeling of de aardappelbewaring en leveren we maximaal van het zonnedak en uit de accu.’

Waterstof als energiedrager

Er is een in de ogen van velen nóg perspectiefvollere manier om het teveel aan geproduceerde groene stroom te benutten: er waterstof van maken. De methode is vrij eenvoudig: via elektrolyse maak je van water (H2O), waterstof (H2) en zuurstof (O2). Simpel gezegd: in een elektrolyzer stuur je door twee elektroden groene stroom door water, waarna er H2 en O2 overblijft. Nu is dat procedé nog een dure aangelegenheid. Maar bijvoorbeeld het Groningse bedrijf Tieluk werkt hard om elektrolyzers beter, kleiner en goedkoper te maken. Richard Meester heeft met zijn investeringsmaatschappij BNR-Capital een belangrijk aandeel in Tieluk. De kosten variëren van 

€ 20.000 tot € 80.000. Meester: ‘Elke boer zou zijn eigen producent van energie moeten worden. Hij heeft de mogelijkheden en de ruimte. Als je als boer zelf waterstof produceert, ben je kijkend naar de toekomst echt spekkoper.’   

Een andere manier om waterstof te maken is uit biogas. Professor Ad van Wijk, hoogleraar toekomstige energiesystemen aan de TU Delft, is hier enthousiast over. Zonder de potentie van waterstof uit elektrolyse tekort te willen doen. De professor gaf afgelopen maandag een lezing voor Niscoo, de kenniscoöperatie voor akkerbouwers en melkveehouders in Noord-Nederland. ‘Ik zie veel perspectief om biogas, dat vooral methaan (CH4) bevat, om te zetten in waterstof en CO₂ of andere koolstofverbindingen.’

Van Wijk realiseert zich dat het misschien raar klinkt om naast waterstof ook CO₂ te produceren. ‘Omdat iedereen het heeft over CO₂-vermindering. Maar CO₂ of andere koolstofverbindingen zijn onmisbaar voor bijvoorbeeld de plasticindustrie, maar ook voor de tuinbouw. Waar komt CO₂ vandaan als we stoppen met fossiele brandstoffen? Die vraag wordt steeds manifester. Dat biedt mogelijkheden voor boeren om achter hun biogasinstallatie een methaanomvormer te zetten die CO₂ en H2 maakt.’

Decentrale productie waterstof

Van Wijk krijgt bijval van Richard van de Sanden van het bedrijf DIFFER in Eindhoven, dat fundamenteel onderzoek doet naar nieuwe vormen van energieproductie. Via betrekkelijk eenvoudige processen kun je volgens hem uit biogas, dat voor de helft uit methaan bestaat, naast waterstof ook basismoleculen als ammonia, ethyleen of methanol produceren en verkopen. ‘Volgens mij zouden veel boeren op kleine schaal bijvoorbeeld methanol of ethyleen kunnen gaan produceren. Zodat naast de tankwagen die melk ophaalt er ook een tankwagen komt die waterstof en methanol ophaalt. Methanolproductie gebeurt nu in enorme fabrieken bij Chemlot in Zuid Limburg of in de Botlek bij Rotterdam. Ik ben ervan overtuigd dat dit in de toekomst veel decentraler geproduceerd gaat worden. Daar liggen echt grote kansen voor boeren.’

Een groep van 12 melkveehouders in het Gelderse Laren wil de kansen grijpen die Van de Sanden schetst. Het plan is dat er op elk bedrijf een monomestvergister komt om vervolgens het geproduceerde biogas centraal te verwerken. Een van de opties waar nu in een haalbaarheidsstudie naar wordt gekeken is om dat groene methaan via een proces dat plasmalyse heet om te zetten in waterstof en vaste koolstof. Het initiatief voor een biogashub vloeit voort uit ‘Aardgasvrij Laren’, een projectgroep van inwoners die Laren aardgasvrij wil maken.

Nog niet rendabel

Professor Van Wijk is helder als hem de vraag wordt voorgelegd of waterstof produceren en gebruiken als boer rendabel is. ‘Als je er nu aan rekent kan het nog niet uit. Maar we staan aan de vooravond van grote veranderingen. Ondertussen wordt de techniek steeds beter en goedkoper.’ Een van de veranderingen waar Van Wijk op doelt is het beprijzen van fossiel geproduceerde CO₂. De industrie en elektriciteitsbedrijven hebben daar al mee te maken en dat zal alleen maar toenemen. ‘De huidige CO₂-prijs op de EU Emissions Trading System markt – de EU verplicht grote bedrijven tot het kopen van emissierechten voor elke ton fossiel geproduceerde CO₂ die ze uitstoten – is € 50 tot € 60 per ton CO₂. Maar we gaan naar € 100 of zelfs € 150 toe is mijn inschatting. Als je uit biogas H2 en CO₂ maakt, kun je verdienen aan de verkoop van groene CO₂-certificaten, waardoor het verdienmodel aantrekkelijker wordt.’

‘Elke boer moet zich in waterstof verdiepen’

Een andere belangrijke ontwikkeling volgens Van Wijk is wat heet de Hernieuwbare Brandstof Eenheden (HBE). ‘De Shell’s en Total’s van deze wereld hebben al een bijmengverplichting van 5 tot 10% CO₂-vrij geproduceerde biobrandstoffen. Waarschijnlijk nog dit jaar zal Nederland besluiten dat waterstof ook op de HBE-lijst komt. Concreet betekent dit dat je op die HBE-markt € 3 á € 4 per kilo voor de waterstof kunt beuren. Tegen productiekosten van € 7 á € 8 per kilo, betekent dit al een forse stap richting een rendabel verdienmodel voor de productie van waterstof.’

H2-trekker nog te duur

Een waterstoftrekker met brandstofcel is nu nog erg duur, erkent ook Peter Jan van Ham van het Arnhemse bedrijf H2trac. H2trac levert begin volgend jaar de eerste 100% waterstoftrekker aan Stadsboerderij Almere (zie kader): de EOX175. Een 175 pk trekker, elektronisch gestuurd en via een brandstofcel volledig elektrisch aangedreven. Van Ham: ’De eerste trekker die we maken, is zonder subsidie voor een boer nu nog te duur. Maar als wij er twintig kunnen bouwen, dan gaat er € 150.000 van de prijs af en wordt het wel interessant.’ Van Ham praat met infragiganten als BAM en Heijmans. Die zoeken naar mogelijkheden hun emissies te verlagen. Omdat dit bij aanbestedingen in de weg- en waterbouw steeds meer wordt geëist. 

Robert Scholman ondervindt dat ook. Hij heeft samen met zijn broer Jos Scholman een groot aannemingsbedrijf in Nieuwegein met een jaaromzet tussen de € 45 en € 50 miljoen en 200 mensen in vaste dienst. Scholman zet in zijn bedrijfsvoering vol in op waterstof. Onlangs opende het bedrijf een eigen openbaar tankstation voor waterstof. Eind volgend jaar gaan ze hun eigen waterstof opwekken met een elektrolyzer met een capaciteit van 2 megawatt. Deze wordt gekoppeld aan 10 hectare zonnepanelen die de elektrolyzer gaan voeden. Van de tachtig New Holland-trekkers die ze hebben, lopen er inmiddels zes op waterstof en diesel: hybride tractoren dus.

Scholman: ‘Bij de overheid zal het roer echt radicaal omgaan richting 2030, 2035. Pak de structuurvisie van Rijkswaterstaat er maar bij: daar staat duidelijk dat we in 2030 met 0 emissie moeten gaan werken. De emissie wordt een steeds belangrijkere factor in de aanbestedingen voor weg- en waterbouwprojecten. Daarom moet je als aannemingsbedrijf je bedrijf nu omkatten naar een duurzame toekomst.’

Van Wijk is dezelfde mening toegedaan als Scholman. ‘Als je kijkt wat we als Nederland binnen Europa hebben afgesproken over het terugdringen van  CO₂, methaan en NOx (stikstofoxiden) dan hebben we over drie tot vier jaar een compleet ander speelveld.’ Hij heeft dan ook een duidelijke oproep naar boeren:  ‘Als je een beetje op de toekomst wilt zijn voorbereid, dan moet je serieus naar waterstof kijken. De vraag is niet óf er waterstof komt, maar wanneer. Waterstof wordt dé vervanger van fossiele brandstof om duurzame energie over de wereld te kunnen transporteren. Er zijn veel lokale initiatieven in de maak en dat is goed. Maar waterstof als groene energiedrager, dát is het grote potentieel van waterstof. We kunnen niet alles elektrificeren: zware machines, ook trekkers kun je niet met batterijen voortbewegen.’

Eerste boer met waterstoftrekker

Tom Saat wordt in mei de eerste boer in Nederland die met de waterstoftrekker EOX175 van het Arnhemse bedrijf H2-trac gaat rijden. Een trekker op waterstof dat door hem zelf wordt geproduceerd en afkomstig is van een zonnepark van 10 hectare. Dit zonnepark realiseert hij op de voormalige vuilstortplaats Braambergen. Saat doet dit samen met de eigenaar van Braambergen, het bedrijf Afvalzorg. En volgend jaar verrijst er ook een pompstation voor waterstof. 

Saat runt met zijn vrouw Tineke van den Berg Stadsboerderij Almere. Een gemengd biologisch-dynamisch (BD) bedrijf met 220 hectare. Hij is er rotsvast van overtuigd dat waterstof de diesel gaat vervangen. ‘Het móet gewoon gebeuren. Toen ik op de middelbare school zat, schreef ik al een opstel over waterstof, dat was in de tijd van de oliecrisis. Waterstof is de enige logische manier om van de olie af te komen.’ Hij verstookt per jaar 70.000 liter diesel op zijn bedrijf en dat is hem al heel lang een doorn in het oog. ‘Op ons BD-bedrijf draait alles op de interne motor; we zijn volledig circulair. Maar er is nog een groot, gigantisch zwart gat en dat is die diesel. Waarvan ik, al sinds de waarschuwingen van de club van Rome in 1972, weet dat het een aflopende zaak is. Als sinds dat ik boer ben, houdt me dat bezig.’

Drie keer zo duur

Saat is de eerste om te erkennen dat waterstofproductie zonder subsidie economisch niet rendabel is. Dat begint al bij de aanschaf van een waterstoftrekker, die nu nog drie keer zo duur is als een dieseltrekker. Verder is het afhankelijk van de dieselprijs. Saat: ‘Wij kunnen straks voor € 10 per kilo waterstof leveren. De verhouding tussen waterstof en diesel is 1:6. Dus bij een dieselprijs van € 1,66 per liter kan het al uit.’ Verder worden elektrolyzers steeds goedkoper en ligt er nog veel technologische verbetering in het verschiet wat betreft de efficiëntie van zonnepanelen. En ook niet onbelangrijk: de kosten voor opslag en tanken van waterstof kunnen omlaag, weet Saat. Hij realiseert het tankstation samen met het Groningse bedrijf  Holthausen Clean Technology in Hoogezand. Dit is een familiebedrijf met vader Carl en zoon Max Holthausen. Holthausen wil samen met Hyzon, een producent van brandstofcellen en waterstoftrucks, een Europese bouwer van trucks en bussen op waterstof worden. Het waterstoftankstation van Saat gaat een nieuwe opslag- en tanktechniek gebruiken, waardoor de hoge kosten om van 350 bar naar 750 á 800 bar te gaan vermeden kunnen worden.

‘Waterstof is de enige logische manier om van de olie af te komen’

Saat zou het liefst zien dat om te beginnen zoveel mogelijk biologische boeren in Nederland gaan overstappen op waterstof. En ondertussen maalt zijn hoofd door. Er ligt een subsidie-aanvraag om samen met Holthausen mobiele waterstofstations te realiseren, waardoor de mogelijkheden over te stappen op waterstof nog meer binnen handbereik komen.