‘Wij converteren waterstof emissieloos’

Waterstof wordt veel genoemd als dé energiedrager van de toekomst. We vergeten dan vaak dat het produceren en distribueren van volledig CO2-neutrale waterstof uitdagend is. Duiker Combustion Engineers ontwikkelde er een essentiële technologie voor, die wereldwijd uniek te noemen is. Albert Lanser, business development director, legt het uit.

Tekst: Mels Dees

“De plannen van marktpartijen en overheidsinstanties zijn op het gebied van de waterstoftransitie heel concreet. Zo stelt Havenbedrijf Rotterdam dat in 2030 ongeveer 10 miljoen ton waterstof per jaar geproduceerd moet worden, onder meer door windmolens op zee, en dat daarnaast eenzelfde hoeveelheid wordt geïmporteerd. Die laatste wens is niet onlogisch: je wilt niet te veel afhankelijk zijn van de weersomstandigheden op zee. Elders wordt echter ook stroom opgewekt, met onder meer zonneparken in Zuid-Europa, Noorwegen (waterkracht), IJsland (geothermie), het Midden-Oosten en noordelijk Afrika.

De stroom die we op de Noordzee opwekken, kan in de Europoort met elektrolyse worden omgezet in waterstof. De grote hoeveelheden waterstof die elders zullen worden opgewekt, komen in de vorm van vloeibare ammoniak naar de Rotterdamse haven. Dat is nodig, omdat je waterstof zelf moet vervoeren bij een temperatuur van -253 graden, terwijl ammoniak al bij -33 graden vloeibaar is. Dat maakt het economisch gezien verstandig de waterstof als het ware ‘op te slaan’ en te transporteren in de vorm van ammoniak. De infrastructuur voor het transport daarvan bestaat al en vindt plaats met ‘gewone’ tankschepen. Ook het laden en lossen ervan vereist geen nieuwe of bijzondere technologie.”

Duurzaam converteren

“De uitdaging op dit moment is echter nog het duurzaam converteren, in de volksmond ook wel ‘kraken’ genoemd, van deze ammoniak zodat de waterstof weer vrij kan komen. Veel partijen claimen hier een technologie voor te hebben maar in de praktijk is er nog geen enkele klant of installatie die als referentie kan dienen. Duiker zet nu essentiële stappen om die impasse te doorbreken. Het is echt een nieuwe technologie voor een nieuwe markt. Ik durf te stellen dat alleen wij nu zover zijn dat we het commercieel kunnen uitrollen. En dat is nodig om de waterstofambities van de EU en met name van de Rotterdamse haven mogelijk te maken.”

Albert Lanser

“Vorig jaar alleen al zijn in en rond Rotterdam zes projecten aangekondigd voor ammoniak als drager van geproduceerde waterstof. Deze projecten hebben allemaal betrekking op het vergroten van de importcapaciteit. Maar, zoals gezegd, moet je uiteindelijk die ammoniak weer converteren naar waterstof. Dat doe je door ammoniak te splitsen in waterstof en stikstof waarbij warmte nodig is voor de endothermische reactie. De stikstof die hierbij vrijkomt is overigens de stikstof waaruit een groot deel van onze atmosfeer bestaat, niet de ‘stikstof’ met een dossier. Die warmte moet je extern toevoegen, die komt dus ergens vandaan. Wij als Duiker hebben een technologie ontwikkeld waarbij je een deel van de ammoniak, die je gebruikt om te converteren, opoffert en gebruikt t.b.v. de verhitting. Je genereert dus warmte met ammoniak voor de endothermische kraakreactie.” 

Efficiënt proces

“Het grootste voordeel is dat je op deze manier bij de omzetting van waterstof géén CO2 uitstoot. De kracht van deze nieuwe technologie is daarmee duidelijk. We hebben geen elektriciteit of aardgas nodig voor het endothermisch kraken van ammoniak. Bij de volumes die het havenbedrijf aankondigde, is de behoefte aan energie voor de endothermische reactie namelijk zo groot, dat, indien je elektriciteit als energiebron voor het kraken zou gebruiken, je naast de productieplants ook een elektriciteitscentrale zou moeten bouwen. En die stook je dan waarschijnlijk weer met gas of een andere fossiele energiebron.

De waterstof die je uiteindelijk via de geïmporteerde weg gebruikt, moet je certificeren. Dus daar komt een cijfer of een label aan te hangen. Grijs/blauw/groen, of low carbon hydrogen. En dan wordt de CO2- uitstoot die gedurende de gehele productie aan die waterstof wordt toegekend, ‘benoemd.’ Op het moment dat je gaat kraken en CO2 toevoegt, wordt die waterstof minder aantrekkelijk. Bij de techniek van Duiker wordt dat laatste dus voorkomen. En niet alleen is de CO2- uitstoot nul, maar de technologie is ook nog eens enorm efficiënt. We halen een rendement van circa 90 procent op enthalpiebasis, dus voor elke 10 megawatt aan energie in ammoniak leveren wij 9 megawatt in de vorm van waterstof aan klanten.”

S.C.O.-technologie

“Wat we begin van deze eeuw gedaan hebben is dat wij vanuit een andere marktvraag een ammoniak-verbrandingstechnologie hebben ontwikkeld. De zogenoemde Stoichiometry Controlled Oxidation (S.C.O). Daarvan is in 2009 de eerste commerciële unit geleverd aan een klant in de petrochemie en sindsdien hebben wij een aantal van deze S.C.O.-installaties ontwikkeld, ontworpen, gebouwd en opgeleverd. Die hebben we kunnen testen, en daardoor weten we dat de technologie die we leveren voor het verbranden van ammoniak werkt en robuust is. De S.C.O.-technologie vormt een belangrijk onderdeel van de nieuw ontwikkelde technologie om ammoniak naar waterstof te converteren; de ‘ammoniakkraker’. We zijn nu op zoek naar een locatie voor een demo-plant om deze unieke ‘ammoniakkraaktechnologie’ te demonstreren. En hoe mooi zou het zijn als dat in Rotterdam zou kunnen.

We hebben als Nederland een lange historie van innovatie in onder andere waterbeheer. Over de hele wereld kijkt men naar Nederland vanwege onze expertise. Wij hopen met alle betrokkenen, zoals de overheid, dat we hier het importeren en omzetten van groene energie aan kunnen toevoegen.”