Onderbouwde keuze maken over de aanlevermethode en de oorsprong van waterstof bij het ontwerp van een waterstoftankstation

Beschrijving

Zoals beschreven in Waterstoftankstation uitvoeringstypes, processen, en componenten, kan een waterstoftankstation op verschillende manieren bevoorraad worden. Het is belangrijk dat bedrijven en exploitanten een onderbouwde en doordachte keuze maken over de aanlevermethode van waterstof enerzijds, rekening houdend met zowel economische als ecologische overwegingen, en de oorsprong van waterstof anderzijds. Er is geen universeel “beste” methode, omdat elke situatie anders is.

Aanlevermethodes:

Een aantal aspecten die bekeken kunnen worden om tot een onderbouwde keuze te komen over de aanlevermethode zijn (niet limitatief):

• Afstand tot een waterstofpijpleiding: als een pijpleiding in de buurt van een potentieel tankstation aanwezig is, dan kan het een evidente keuze zijn om daarop aan te sluiten. Transport per pijpleiding geniet ook het voordeel dat hierbij het minste menselijke handelingen nodig zijn.

• Afstand tot een naburige industrie met waterstofproductie op grote schaal: indien vlakbij waterstof wordt aangemaakt op grote schaal (al dan niet als restproduct), kan het economisch en ecologisch voordelig zijn om via tube-trailer of een batterijvoertuig waterstof aan te leveren door de korte afstand tussen productieplaats en tankstation. Waterstof wordt in de industrie ook vaak als restproduct geproduceerd, waardoor dit ook ecologische voordelen biedt.

• Capaciteit van het waterstoftankstation: Aanlevering via tube-trailer wordt minder interessant (op ecologisch en economisch vlak) naarmate de capaciteit van het waterstoftankstation vergroot. Dit omdat een vrachtwagen met een inhoud van 40 ton maar 320 kg waterstof kan vervoeren bij een druk van 200 bar (Vinçotte Environment, 2007).

• Beschikbaar oppervlak voor een tankstation: Dit o.w.v. extra plaats nodig voor het respecteren van interne scheidingsafstanden en risicoafstanden i.f.v. de uitvoeringswijze.

• In-house kennis van on-site waterstofproductie.

• Marktprijs van elektriciteit (al dan niet zelf opgewekt) en waterstof: deze zullen grotendeels bepalen of het wel dan niet voordelig is om zelf (on-site) waterstof te produceren.

Oorsprong van waterstof:

De huidige elektriciteitsnetten zijn geen ideale bron van elektriciteit voor elektrolyse, omdat het grootste deel van de elektriciteit wordt opgewekt met behulp van technologieën die resulteren in broeikasgasemissies en die energie-intensief zijn (zie ook Milieu-impact van de verschillende productiemethodes). In deze paragraaf onderscheiden we twee situaties, enerzijds de on-site productie van waterstof en anderzijds de externe aangekochte waterstof.

On-site productie:

Groene waterstof kan via elektrolyse on-site geproduceerd worden uit elektriciteit. Die elektriciteit dient dan (on-site) opgewekt te worden uit zonne-energie, uit wind, uit biomassa of uit (niet-recycleerbaar) afval. Dit laatste is bijvoorbeeld het geval voor ‘waste-to-energy plants’, waar het afval eerst omgezet wordt in warmte (stoom) die via een turbine in elektriciteit omgezet wordt.

Extern aangekocht:

In januari 2019 werd het Green Hydrogen Guarantees of Origin (GO) gelanceerd. Dit laat waterstofgebruikers uit de industrie- en transportsector toe hernieuwbare energie te gebruiken in hun processen en de broeikasgasuitstoot te verkleinen door CertifHy Green and Low Carbon Hydrogen Guarantee of Origins aan te kopen. Met CertifHy GO's kunnen eindgebruikers overal in de EU groen en koolstofarm waterstof gebruiken, ongeacht hun locatie. De CertifHy-garantie van oorsprong is essentieel voor het labelen van de herkomst van het product, waardoor transparantie naar de consument toe mogellijk wordt en de markt aangetrokken wordt voor groene en koolstofarme waterstof.

Toepasbaarheid

Een onderbouwde keuze maken over de aanlevermethode is algemeen toepasbaar bij het ontwerp van een waterstoftankstation.

Daarnaast is het gebruik van groene energie voor de productie van on-site waterstof eveneens algemeen toepasbaar en onderscheiden we twee situaties:

• Groene elektriciteit kan on-site geproduceerd worden d.m.v. zonne-energie, windenergie, biomassa, of (niet recycleerbaar) afval.
• Groene elektriciteit kan extern aangekocht worden via het garantie van oorsprong certificaat. Op het punt van consumptie is het fysiek onmogelijk om de oorsprong van de verbruikte elektriciteit te achterhalen. Daarom werd het systeem van garanties van oorsprong (GO - Guarantees of Origin) gecreëerd, als een betrouwbare parallel met de fysieke elektriciteitsstromen.

Voordeel op milieu/veiligheidsniveau

Het voordeel van een onderbouwde keuze te maken over de aanlevermethode op milieuniveau is dat onnodige negatieve impact op het milieu (zoals bvb lange transportafstanden van een tube-trailer op de weg) vermeden worden. Natuurlijk zal de financiële impact ook een grote rol spelen bij de beslissing.

Het gebruik van groene energie voor de productie van waterstof, of de aankoop van groene waterstof, draagt bij aan de decarbonisatie van transport. Zoals reeds aangegeven is de milieu-impact van waterstofproductie uit hernieuwbare energiebronnen aanzienlijk lager in vergelijking met de productie uit grijze stroom.

Financiële aspecten

Aan deze maatregel is geen grote meerkost verbonden. De uiteindelijke keuze over de aanlevermethode kan natuurlijk wel een belangrijke financiële impact hebben.

De kosten van groene waterstof worden gedeeltelijk bepaald door de investeringskosten (o.a. elektrolysers), maar vooral door de operationele kosten (elektriciteit). Hier moet nog onderscheid gemaakt worden tussen de productiekosten enerzijds, en de geldende heffingen op elektriciteit anderzijds.

In de roadmap groene waterstof in Vlaanderen worden bijkomend nog een aantal hindernissen voor de lancering van hernieuwbare waterstof aangehaald:

“De grootste barrière om fossiel waterstof te vervangen door hernieuwbaar waterstof is de kostprijs van zowel de productieapparatuur (elektrolyse) als de grondstof (elektriciteit), vergeleken met de kosten van de huidige waterstofbelevering van fossiele oorsprong”. […] “Zoals aangetoond in de Vlaamse Power-to-Gas roadmap, kan on-site met elektrolyse geproduceerde groene waterstof in sommige gevallen - in principe- reeds competitief zijn met extern aangeleverde waterstof voor de kleinschalige gebruikers. Dit is zeker het geval als het bedrijf zelf groene stroom produceert. Anderzijds is voor een kleinschalige gebruiker de investering behoorlijk groot, speelt de onzekerheid over de toekomstige elektriciteitstarieven zeker een rol en kunnen de grote gasleveranciers flexibel met hun tarieven omgaan, zodat in praktijk nog bijna geen bedrijven de stap zetten naar eigen groene waterstofproductie.” (François, Martens, Winkel, & Vanhoudt, 2018)