Siemens Archieven - Utilities

Het Duitse Siemens Gamesa en Siemens Energy investeren samen 120 miljoen euro om een elektrolyzer te ontwikkelen die volledig is geïntegreerd in een offshore windmolen. Op die manier kan op zee direct groene waterstof worden gemaakt.

Over een periode van vijf jaar investeert Siemens Gamesa en Siemens Energy 40 miljoen euro in de ontwikkelingen. Siemens Gamesa gaat de krachtigste turbine ter wereld, de SG14-222 DD offshore windturbine, aanpassen om een elektrolysesysteem naadloos te integreren. Siemens Energy gaat een nieuw elektrolyseproduct ontwikkelen om niet alleen tegemoet te komen aan de behoeften van de ruwe maritieme offshore-omgeving en om in perfecte harmonie te zijn met de windturbine, maar ook om een nieuwe competitieve benchmark voor groene waterstof te creëren.

De elektrolyzer komt aan de basis van de windturbine te staan. De ontwikkelingen van de twee bedrijven dienen als proeftuin voor het realiseren van grootschalige kostenefficiënte waterstofproductie.

Voor het project krijgen de bedrijven waarschijnlijk subsidie van de Duitse overheid.

De chemie kan haar rol als vitale industrie ook na de coronacrisis versterken. Bijvoorbeeld door haar positie op te eisen in de energietransitie. Batterijen en elektrolyzers zullen bij de transitie een essentiële rol in spelen, zo stelt het International Energy Agency (IEA) in een actueel artikel. En het is de chemische industrie die de sleutel tot succes in handen heeft.

De huidige coronacrisis zet kunststoffen deels in een ander daglicht. Niet het grote en vooral ook serieuze probleem van plasticafval staat even centraal, maar de aandacht gaat vooral uit naar de zeer bruikbare eigenschappen van plastics. Wegwerphandschoenen, injectiespuiten, insulinepennen, infuusslangen en katheters hebben niet alleen het risico op infecties sterk verminderd. En ze hebben ook de werkprocessen gestroomlijnd omdat minder materialen gesteriliseerd hoeven te worden. Het imago van de vitale chemische industrie krijgt op alle fronten een boost in tijden van corona.

Wereldeconomie

Dat imago en die vitaliteit kan ze vasthouden. Vooral als ze ook een essentiële en zichtbare rol kan opeisen in de energietransitie. Regeringen richten zich steeds meer op het herstel van de economie. Volgens het IEA bieden juist de economische herstelpakketten een unieke kans om banen te creëren en tegelijkertijd schone energietransities mondiaal te ondersteunen. Energie-efficiëntie en hernieuwbare energie centraal stellen, adviseert het agentschap. ‘Deze ontwikkelingen bieden milieuvriendelijke mogelijkheden om banen te creëren en de wereldeconomie nieuw leven in te blazen.’

Duurzame opwek

Daarbij lijkt de coronacrisis zelfs een ideaal vertrekpunt te bieden. Datzelfde IEA voorspelt voor 2020 een daling van de energievraag die zeven keer zo groot is als de daling na de financiële crisis van 2008. Dat leidt meteen ook tot een recorddaling van de CO2-uitstoot van bijna acht procent, waardoor die op het laagste niveau in tien jaar uitkomt.

Ook stijgt het aandeel van duurzaam opgewekte energie wereldwijd enorm. ‘Koolstofarme technologieën breiden nu hun voorsprong uit als grootste bron van wereldwijde elektriciteitsopwekking, tot veertig procent van de energiemix in 2020,’ stelt het agentschap. Grotendeels is dat een relatieve stijging, door de enorme dalingen in vraag naar olie, steenkool en aardgas. Maar ook absoluut. Recent zijn verschillende grote projecten voor duurzame opwek in gebruik genomen.

Onbalans

Het zal echter niet meevallen om deze trend vast te houden als overheden maatregelen verregaand versoepelen en oude patronen weer op de loer liggen. Uit eerdere analyses van het IEA blijkt dat er een breed scala aan schone energietechnologieën nodig is om de mondiale energievoorziening koolstofarm te maken. Volgens het agentschap zijn batterijen en elektrolyzers – die onder meer groen waterstof kunnen produceren – daarbij onmisbare schakels. Vooral door hun vermogen om elektriciteit om te zetten in chemische energie en andersom. Immers het aanbod van zonne- en windenergie zijn weersafhankelijk, maar de vraag niet. Opslag in batterijen en omzetting naar bijvoorbeeld waterstof kunnen oplossingen bieden voor deze onbalans.

Elektrolyt

Tot nu toe is het veel sneller gegaan met de ontwikkeling van batterijtechnologie dan met elektrolyzers. Met name de kosten van lithium-ion-batterijen dalen jaar na jaar, onder meer  dankzij de hogere productievolumes. De schaalvergroting van de productie van elektrolyzers zit daarentegen in een veel vroeger stadium. Maar dat maakt de ruimte voor aanzienlijke kostenreducties op korte termijn nog groter.

Het leuke is dat batterijen en elektrolyzers gebruik maken van dezelfde elektrochemische principes. Ze hebben dezelfde componenten, zoals elektrolyt en membraanmaterialen. Ook worden ze gemaakt met soortgelijke productieprocessen. De toekomstige ontwikkeling van elektrolyzers kan daarom profiteren van de ervaring die met batterijen is opgedaan, zo stelt het IEA. Daardoor kunnen de kosten ook op dat terrein sneller worden verlaagd.

Kruisbestuiving

En nu komt het. Het is juist de chemische industrie die daar een voortrekkersrol in kan nemen. Juist chemiebedrijven, IEA noemt BASF en haar Japanse evenknie Toray, kunnen de verbinding maken tussen batterijen en elektrolyzers. Elektrolyt, membraantechnologie, conversie; het zijn verbindende terreinen die hoofdzakelijk in het chemische spectrum liggen.

Het menselijk kapitaal en de vaardigheden die worden ontwikkeld, zijn kruisbestuiving. De geleerde lessen in de ontwikkeling van individuele componenten hebben ook het potentieel om  grootschalig met andere industriële sectoren gedeeld te worden. Denk aan de producenten van brandstofcellen, regelsystemen en gespecialiseerde materialen voor andere technische toepassingen.

Het grote systeem

De chemieis dus potentieel een onmisbare schakel in een veel groter systeem van industriële sectoren, die samen werken aan oplossingen voor de energietransitie. Wellicht goed om daar ook meer focus op te leggen bij initiatieven op dit gebied. Bijvoorbeeld bij de enorme waterstofprojecten die momenteel worden onderzocht in Nederland en Vlaanderen. Of het initiatief van TNO, FME en provincies om in Nederland een maakindustrie voor elektrolyzers te initiëren. Kijkt vooral naar het grote systeem en betrek vooral ook de chemische industrie in deze plannen. Want ook hier is ze – net als op veel andere terreinen – vitaal en onmisbaar. En dat mag ook best vaker worden gezien…

 

Het is scheikundigen van de Universiteit Utrecht gelukt om kobalt in te zetten als katalysator voor de productie van basischemicaliën uit aardgas. Daarmee verlagen zij de kooldioxide-uitstoot in een belangrijke stap van deze chemische omzetting van vijftig procent naar bijna nul.

De chemische industrie gebruikt op grote schaal basischemicaliën uit aardolie voor de productie van plastic, medicijnen en oplosmiddelen. Daarbij gaat veel energie verloren voor het opknippen van de lange koolwaterstofmoleculen waaruit aardolie bestaat. De transitie naar het gebruik van aardgas en biomassa als grondstof is in volle gang. Een mogelijke reactieweg daarvoor maakt gebruik van ijzer als chemische katalysator, maar bij dat proces gaat momenteel zo’n vijftig procent van de koolstof verloren in de vorm van CO2.

Kobalt in plaats van ijzer

Een voormalige promovenda van het Debye Instituut voor Nanomaterialen Onderzoek van de Universiteit Utrecht ontdekte dat de CO2-uitstoot nihil is wanneer ze gemodificeerd kobalt gebruikt om de reactie te katalyseren. Anorganisch scheikundige bij de UU Krijn de Jong: ‘Dit is een doorbraak in de katalysewetenschap en heeft alles te maken met de grootte, vorm, kristalstructuur én oppervlaktecompositie van de nanokobaltdeeltjes.’

Essentiële natrium- en zwaveldeeltjes

Via het tussenproduct ‘synthesegas’, een mengsel van koolmonoxide en waterstof, worden de omstandigheden dusdanig geoptimaliseerd dat de lichte olefines ontstaan. Bij de eerder bekende reactie, met ijzer als katalysator, had dat synthesegas de neiging om voor vijftig procent te veranderen in kooldioxide, en daarnaast zelfs deels weer terug in methaan. Wanneer kobalt als katalysator dient, ontstaan bijna geen kooldioxide en weinig methaan. De Jong: ‘Op dat oppervlak zitten natrium- en zwaveldeeltjes die essentieel zijn voor het onderdrukken van methaanvorming.’

Grote sprong

De reden dat bovendien de productie van CO2 wordt onderdrukt, is voor de wetenschappers nog een grote vraag. De Jong: ‘Dat behoeft dan ook nog meer wetenschappelijk onderzoek. Toch is dit resultaat een grote sprong naar commerciële toepassing van kobalt als katalysator voor de productie van basischemicaliën.’

 

Knelpunten op de arbeidsmarkt kunnen de geplande energietransitie uit het Regeerakkoord belemmeren. De benodigde veranderingen in investeringen en energiegebruik leiden tot een verschuiving van de productie naar meer arbeidsintensieve sectoren en naar andere provincies. Die andere productie kan echter niet op korte termijn worden gerealiseerd, doordat werknemers niet allemaal beschikken over de vaardigheden die het nieuwe werk vraagt en beperkt bereid zijn te verhuizen. Zo blijkt uit de quickscan ‘Effecten van de energietransitie op de regionale arbeidsmarkt’.

Niet elke sector zal evenveel en dezelfde gevolgen ondervinden van de energietransitie. In sommige sectoren, zoals de machinebouw en de bouw, stijgt de vraag naar arbeid en ontstaan er extra vacatures. Terwijl in andere sectoren de vraag naar arbeid daalt en een deel van de werknemers op zoek moet naar ander werk. Omdat sectoren niet gelijkmatig zijn verspreid over de provincies, verschillen de gevolgen ook per provincie. Zo neemt de vraag naar arbeid vooral toe in Noord-Brabant omdat daar veel bedrijven in de machinebouw zijn gevestigd.

Mismatch op de arbeidsmarkt

Naar verwachting neemt in alle provincies de spanning op de arbeidsmarkt toe: door de verschuiving naar meer arbeidsintensieve sectoren zullen overal meer vacatures ontstaan dan dat er werkzoekenden bijkomen. Hierdoor zullen bedrijven uit de sectoren waar de vraag naar arbeid stijgt moeite hebben met het vervullen van hun vacatures. Dit arbeidstekort zal nog groter zijn, omdat niet elke werkzoekende in staat is elke vacature te vervullen. De werknemers uit sectoren waar werk verdwijnt beschikken niet allemaal over de vaardigheden of kwalificaties die nodig zijn voor het werk in de sectoren waar vacatures ontstaan.

Daarnaast ontstaan de vacatures mogelijk in andere provincies dan waar werk verdwijnt, waardoor de werkzoekenden alleen door te verhuizen de vacatures kunnen vervullen. Uit empirisch onderzoek naar ‘De veerkracht van regionale arbeidsmarkten’ is bekend dat veel werkzoekenden daar niet toe bereid zijn, vanwege hun sociale binding met de regio waar ze wonen. Ondanks de vele openstaande vacatures, kunnen werkzoekenden daardoor toch moeite hebben om op korte termijn nieuw werk te vinden.

Regio- en sectorspecifieke aanpassingen nodig

Voor een soepel verloop van de energietransitie zijn dus aanpassingen op de arbeidsmarkt nodig, die de bestaande knelpunten oplossen. Of dit ook beleidsinzet vraagt hangt af hoe groot de verschillen in geboden en gevraagde vaardigheden zijn en wat de beperkingen in intersectorale en interregionale arbeidsmobiliteit veroorzaakt. Wat nodig is kan per sector en provincie verschillen, omdat de achterliggende oorzaak niet overal hetzelfde is.

Door de toekomstige aanpassingen zullen de mismatches en daarmee de spanning op de arbeidsmarkt uiteindelijk afnemen. Mede daardoor wijken de kortetermijneffecten af van de effecten op de langere termijn. Als het aanbod van arbeid niet verandert zal uiteindelijk ook de totale werkgelegenheid niet toenemen ( Maar door de grote dynamiek tijdens een transitie is er veel onzekerheid over wanneer wat voor vaardigheden nodig zijn. Dit kan veranderen door bijvoorbeeld de opkomst van nieuwe technologieën en hangt af van de precieze timing van investeringen. Hierdoor zullen aanpassingen bij de energietransitie mogelijk langer een rol spelen.

AkzoNobels Specialty Chemicals business en Gasunie New Energy bundelen hun krachten en onderzoeken de mogelijkheden voor grootschalige conversie van duurzame elektriciteit in groene waterstof op het Chemie Park Delfzijl. De waterstof zal worden ingezet voor de verdere verduurzaming van de chemische industrie, energievoorziening en voertuigen.

De bedrijven willen een installatie ontwikkelen die – met behulp van een twintig megawatt waterelektrolyse-unit, de grootste in Europa – duurzaam geproduceerde elektriciteit omzet in drie kiloton groene waterstof per jaar (dertig miljoen kubieke meter). Dit is bijvoorbeeld voldoende om driehonderd waterstofbussen op te laten rijden. De omzettingstechniek waarbij water met behulp van stroom wordt gesplitst in waterstof en zuurstof, wordt ook wel ‘power to gas’ genoemd. Een besluit over de bouw van de installatie wordt in 2019 verwacht.

De geplande faciliteit van twintig megawatt is een flinke stap in het succesvol verder opschalen van de elektrolysetechnologie. De – tot nu toe – grootste geplande elektrolyse-unit in Nederland heeft een capaciteit van één megawatt. Het doel is om uiteindelijk installaties te kunnen bouwen die op nog grotere schaal (vanaf honderd megawatt) duurzame stroom converteren en opslaan in de vorm van waterstof.

AkzoNobel en Gasunie vullen elkaar aan als het gaat om de benodigde expertise voor dit project – op het gebied van gastransport en -opslag, elektrolyse en omgang met waterstof. Beide bedrijven vinden elkaar in een sterke visie op de verduurzaming van waardeketens en willen een actieve rol spelen in de overgang naar een CO2-neutrale economie. Het project sluit aan op andere initiatieven op het gebied van duurzame energie, waaronder waterstof, waarbij beide bedrijven betrokken zijn.

Marcel Galjee, directeur Energie van AkzoNobel Specialty Chemicals: ‘De industrie is belangrijk voor de economie, maar ook verantwoordelijk voor een groot deel van de CO2-uitstoot. Alleen met een vergaande verandering van de industriële activiteiten kan Nederland de internationale klimaatdoelstellingen halen, waarbij door samenwerking tussen bedrijven over sectoren heen nieuwe waardeketens en verdienmodellen kunnen ontstaan.

Het overgrote deel van de ruim 800.000 ton waterstof die de Nederlandse industrie per jaar gebruikt, wordt gemaakt met behulp van aardgas. De vervanging hiervan door duurzaam geproduceerde waterstof verlaagt de CO2-uitstoot met zeven miljoen ton. Maar de echte potentie zit in de grootschalige productie als basis voor groene chemie.’

Ulco Vermeulen, lid van de Raad van Bestuur van Gasunie: ‘Het realiseren van de doelstellingen voor CO2-reductie en de bijbehorende omschakeling in het energiesysteem is een uitdaging van groot formaat en vergt behalve visie nu al actie en concrete samenwerking.

We zien ‘power to gas’ als een veelbelovende, maar ook noodzakelijke technologie om in 2050 een volledig duurzame energiemix voor elkaar te krijgen. Maar waterstof speelt ook een cruciale rol om de emissiereductiedoelstelling te halen die het kabinet voor 2030 heeft neergezet. Als we in 2030 in voldoende mate over waterstof willen beschikken, dan zullen we nu al stappen moeten zetten om de technologie hiervoor op verschillende schaalgroottes te valideren.’

Vanwege de grootschalige productie en import van groene elektriciteit, de bestaande chemische industrie, de aanwezige gastransportinfrastructuur, de kennisnetwerken en het draagvlak binnen de Noordelijke Innovation Board is Noord-Nederland bij uitstek geschikt om een groene waterstofeconomie te ontwikkelen. De samenwerking van AkzoNobel en Gasunie is een belangrijke stap om dit op gang te brengen en de keuze voor Chemie Park Delfzijl is een logische.

Ems Maritime Offshore (EMO) gaat op haar terrein in de Eemshaven een servicecentrum bouwen en exploiteren voor het onderhoud aan het windpark Merkur.

EMO heeft hiervoor een langlopend contract afgesloten met Merkur Offshore, de exploitant van het windpark, voor de bouw van een magazijn, kantoren en een terminal logistiek. Het magazijn bestaat uit een oppervlakte van 600 vierkante meter, terwijl de kantoren bijna 500 vierkante meter worden.

Het windpark Merkur wordt op het moment gebouwd in de Duitse Noordzee, 45 kilometer ten noorden van het eiland Borkum. Het bestaat uit 66 windturbines met elk een capaciteit van 6 megawatt.

 

VEMW stuurde een brief aan het Europees Parlement waarin zij haar zorgen uit over de plannen van de Europese Commissie (EC) inzake garanties van oorsprong. De EC stelt via het Clean Energy Package voor om spelregels voor Garanties van Oorsprong fors te wijzigen. De Wijzigingen hebben grote gevolgen voor bedrijven die duurzame energie inkopen of zelf opwekken. VEMW heeft het Europees Parlement van de problemen op de hoogste gesteld en concrete suggesties gedaan voor een oplossing.

Het Clean Energy Package (CEP) moet Europa’s brede energiestrategie worden, die richting geeft aan het Europese Energie- en klimaatbeleid tot 2030. Het CEP is een omvangrijk pakket is een verzameling van gewijzigde richtlijnen en verordeningen inzake energie. De bestaande Richtlijnen en verordeningen voor elektriciteit, hernieuwbare energie (RES), energie-efficiëntie (EED) en toezicht (ACER) worden ingrijpend aangepast.

Garanties van oorsprong

Een energiegebruiker heeft twee mogelijkheden om zijn energievraag te verduurzamen: zelf hernieuwbare energie opwekken of de behoefte vergroenen door de inkoop van gecertificeerde hernieuwbare elektriciteit of groen gas. De certificering gebeurt met zogenaamde ‘Garanties van Oorsprong’ (GVO), waarin de duurzame herkomst ondubbelzinnig, controleerbaar en rapporteerbaar is vastgelegd. De Commissie stelt met een wijziging van de richtlijn voor hernieuwbare energie voor om de koppeling van energie en GvO’s los te laten. Projecten waarvoor subsidie is verleend door een lidstaat krijgen niet langer zelf de GvO’s toegekend. Die GvO’s gaan naar de lidstaat. Door de lidstaten te verplichten om die GvO’s vervolgens te laten veilen moet er volgens de Commissie een transparante marktprijs voor GvO’s ontstaan. Daarmee wordt teven voorkomen dat producenten dubbel gecompenseerd worden.

Probleem

Algemeen directeur Hans Grünfeld van VEMW: ‘Het voorstel van de Commissie is onnodig en belemmert de groei van duurzame energie in Nederland. De tendersystematiek zoals die wordt gehanteerd in de SDE+ zorgt namelijk voor concurrentie en voorkomt daarmee al dubbele compensatie. Het voorstel leidt er toe dat de opbrengsten van de veiling niet direct in de markt komen en neerslaan op de verduurzamingsprojecten zelf , maar bij de lidstaat. Die lidstaat kan er voor kiezen om subsidies mee te financieren. Echter, ook de GvO komt niet langer terecht bij het project. Daarmee ontstaat een belemmering voor de realisatie van projecten zoals het windturbinepark Krammer (Zeeland), waarin een consortium van bedrijven (AkzoNobel, DSM, Philips en Google) elektriciteit en de GvO’s te kopen met een afname garantie van vijftien jaar. Ook een langjarig contract voor de inkoop van groene stroom, zoals de NS gebruikt, en projecten van bedrijven om op hun bedrijfslocatie zelf duurzame energie willen produceren zijn niet langer mogelijk wanneer de EC haar zin krijgt’

Oplossing

Grünfeld: ‘VEMW erkent dat de marktwaarde van GvO’s de kosten voor de overheid om duurzame energie te subsidiëren laag kan houden. Ook onderschrijft VEMW het idee dat een overstimulering van duurzame energie moet worden voorkomen. Het huidige voorstel van de commissie heeft echter negatieve implicaties voor duurzame energie projecten en verlaagt in Nederland de transparantie. VEMW roept daarom het Europees Parlement op om het voorstel van de Europese Commissie te amenderen door de verplichte veiling te schrappen, bestaande contracten en projecten buiten schot te laten en lidstaten te verplichten om de waarde van GvO’s mee te nemen wanneer subsidie wordt verleend.’

 

Op de site van VEWM is de brief te lezen