Regelbaar productievermogen op zee – voorstel voor een volgende stap in systeemintegratie

Regelbaar productievermogen op zee – voorstel voor een volgende stap in systeemintegratie
Opinie-artikel verschenen in Energeia van 30 september 2022

In de eerder deze maand verschenen Kamerbrief windenergie op zee 2030-2050 wordt een terechte keuze gemaakt voor een nieuwe manier van aanleggen van energie-infrastructuur voor windenergie op de Noordzee: niet specifiek per windpark, zoals tot nu toe het geval is, maar gericht op grootschalige energiehubs. In zulke hubs kan dan ook conversie naar waterstof plaatsvinden. waarvoor nog dit decennium demonstratie­projecten worden aangekondigd.

In ons toekomstige energiesysteem zal daarnaast ook een flinke opslagcapaciteit voor waterstof nodig zijn. Het is immers, bij de verwachte sterk dalende kosten van elektrolyse, aantrekkelijk om veel waterstof te produceren als het aanbod van elektriciteit uit wind en zon de directe vraag naar elektriciteit overtreft. Dat zal dan gebeuren gedurende pieken die soms dagen of weken duren, maar de toepassing van waterstof in de industrie, bijvoorbeeld om cokes en kolen te vervangen in de staalproductie, zal een vlak vraagpatroon hebben.

Ook voor die opslag van waterstof wordt nu al naar zee gekeken. De zoutlagen onder de Noordzee-bodem maken het mogelijk om daar nieuwe zoutcavernes uit te spoelen. Dit is ook onder land mogelijk, met name in het noorden en oosten van ons land, maar aanleg van een flink aantal nieuwe zoutcavernes zal daar waarschijnlijk op weerstand stuiten. Wanneer ook oude gasvelden onder de Noordzee geschikt blijken te zijn neemt het potentieel voor grootschalige opslag daar nog sterk toe.

Er wordt nu, onder meer door TNO en EBN, al gedacht over waterstofopslag onder zee. De combinatie van elektrolyse op zee met nabije waterstofopslag onder de zeebodem is dan extra aantrekkelijk. Voor het uiteindelijke transport naar de verbruiker op land kan mogelijk gebruik gemaakt kan worden van gasleidingen die nu gebruikt worden om aardgas uit de Noordzee-velden naar het land te vervoeren.

Een mooie volgende stap kan zijn om ook regelbaar elektriciteitsproductievermogen een plek te geven op de hubs. In een systeem waarin veel van de elektriciteit uit wind en zon komt - over een jaar of tien zal dat in Nederland al meer dan 70 procent zijn - is er ook behoefte aan emissievrij regelbaar productievermogen. Bij de logischerwijs lage capaciteitsfactor zijn waterstof-gestookte eenheden daarvoor geschikte kandidaten: ze hebben relatief lage investeringskosten per eenheid vermogen, en ze kunnen de vereiste flexibiliteit leveren. In eerste instantie zijn dat gasturbines of STEG-eenheden; deze worden ook nu al toegepast op offshore olie- en gasplatforms. Later kan de brandstofcel, waarvan de kosten nu nog hoog zijn door de relatief kleine markt, daar nog bij komen.

Het mooie is dat wanneer lage windsnelheden zorgen voor een behoefte aan regelbaar vermogen, de elektriciteitskabel van de energiehub naar het land juist daardoor capaciteit over heeft. Zo wordt door de combinatie van functies nog beter gebruik gemaakt van de kostbare kabelcapaciteit en de schaarse aanlandpunten daarvoor. Ook bleken dit in de modellering voor de studie ‘Systeemintegratie wind op zee 2030-2040’ de momenten te zijn waarop de hoogste transportcapaciteit voor waterstof gevraagd wordt; het is dan een voordeel om regelbaar productievermogen dichtbij de waterstofopslag te hebben.

Bij het voorziene gebruik van energiehubs als schakels in een internationaal energienetwerk kan het hele systeem nog efficiënter werken: de uren met een grote vraag naar regelbaar vermogen zullen rondom de Noordzee op verschillende tijdstippen plaatsvinden.

Een totaalsysteem van wind op zee met waterstofproductie en -opslag en regelbare elektriciteits­productie kan zo een robuuste bouwpilaar worden van het emissieloze elektriciteitssysteem van de toekomst.

Daarvoor is het nodig dat we er in het beleid voor kiezen om deze ontwikkeling integraal aan te pakken, want zo’n totaalconcept zal organisch niet in het vereiste tempo van de grond komen. Al snel zou begonnen moeten worden met een verkenning, gevolgd door het aansturen op het realiseren van de combinatie op de locatie van één van de nu te plannen energiehubs. Successievelijk kunnen dan de stappen doorlopen worden die nodig zijn om de oplossing te toetsen op haar uiteindelijke merites. Wanneer uiteindelijk een component de streep niet haalt, behouden de overblijvende componenten hun nut.