Automotive-student stort zich op de economische aspecten van H2

Waterstof is niet meer weg te denken uit het onderwijs van de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (HAN). Studenten werken aan waterstofenergieopslag, waterstofaandrijvingen voor een mijnbouwmachine, een waterstofstep, een waterstofauto, een waterstofbakfiets. Er worden zelfs tosti’s gebakken op waterstof, dankzij de H2 Demonstrator.

Leuk – en vooral heel leerzaam – al die toepassingen, maar welke zijn op termijn economisch haalbaar? Op die vraag stortte Automotive-student Bas ter Horst zich, gedurende vijf maanden. Tijdens zijn stage werkte hij verschillende waterstofscenario’s uit voor het Industriepark Kleefse Waard (IPKW) in Arnhem. Op basis van goed onderbouwde voorspellingen, deed hij een aantal aanbevelingen.

Het thema waterstof is het IPKW niet vreemd. Naast het bedrijvenpark werden onlangs vier windmolens en zonnepanelen geplaatst; de elektriciteit die hiermee wordt opgewekt, kan omgezet worden in groene waterstof. Deze case vormt de kern van het project Enowatts. Hierin doen bedrijven, kennisinstellingen en overheden onderzoek naar waterstof en delen ze kennis met elkaar. De waterstofscenario’s van Ter Horst dragen daar een steentje aan bij.

Wie scenario’s uitwerkt, moet een poging doen om in de toekomst te kijken. Zo ook Ter Horst. “Ik heb ontzettend veel bronnen geraadpleegd. Bijvoorbeeld over het aantal waterstofvoertuigen in Nederland. Hyundai schatte – even uit mijn hoofd – dat in 2040 een kwart van de voertuigen op waterstof kan rijden. Dat leek me veel, maar andere bronnen kwamen ongeveer op hetzelfde uit. En er is al best wat onderzoek gedaan naar de prijzen van waterstof, waarbij de uitkomsten elkaar goed ondersteunen.”

Dit soort kennis helpt Ter Horst om de potentie van waterstoftoepassingen in te schatten. Een van de mogelijkheden is om groene waterstof beschikbaar te stellen voor waterstofvoertuigen. Bijvoorbeeld via het H2-tankstation op IPKW. “De meeste waterstof bij tankstations is nog grijs of blauw.” Oftewel: waterstof die geproduceerd is met fossiele brandstoffen. “Maar de visie voor die tankstations is dat de waterstof volledig groen wordt.”

Het doorrekenen van dit soort scenario’s is niet gemakkelijk. Elke toepassing heeft zijn mitsen en maren, legt Ter Horst uit. “In het geval van voertuigen moet je er rekening mee houden dat er maar vijf ppm water in de waterstof mag zitten, vanwege de zuiverheidseisen.” Dat betekent extra kosten. Want hoe zuiverder de waterstof moet zijn, hoe meer in technologie en energie geïnvesteerd moet worden om aan de eisen te voldoen.

Daarbij is de locatie van waterstoftoepassingen bepalend voor de economische haalbaarheid ervan. Neem energieopslag. Van elektriciteit kan waterstof gemaakt worden, op momenten waarop veel energie wordt opgewekt. Die energie kan later worden teruggeleverd aan het net. “Dit is vooral interessant als je netverzwaring wil vermijden, omdat daar gigantisch veel kosten aan verbonden zijn.” Dus op plekken waar problemen met netcapaciteit zijn, kan een power-to-power-centrale de moeite waard zijn.

Het onderzoek van Ter Horst laat niet alleen zien welke toepassingen kansrijk zijn, maar ook welke geen kans van slagen hebben. “Om een voorbeeld te noemen: met waterstof kan eventueel methanol gemaakt worden.” (De energiedichtheid van methanol is hoger dan die van waterstof. Hierdoor is de energiedrager aantrekkelijk voor – bijvoorbeeld – de verduurzaming van scheepvaart.) “Maar methanolproductie is voor het IPKW niet rendabel. Dat zou betekenen dat er een methanol-installatie gebouwd moet worden.”

De student verwerkte zijn bevindingen in een rapport dat hij 17 januari presenteerde aan het IPKW. Ter Horst kijkt inmiddels terug op een waardevolle stage. “Ik heb hier ontzettend veel van geleerd. Op school zit je niet zo snel met bedrijven om tafel. Hier ben je een van hen. Je werkt echt samen, dat is heel interessant.” De student is gegrepen door waterstof en blijft zich richten op deze energiedrager. Voor zijn afstudeerstage gaat hij aan de slag met een elektrolyseplan voor een bedrijf uit Enschede. “Ik ga zeker verder in die wereld.”

Ter Horst neemt bovendien deel aan de themaroute Waterstoftechniek van de HAN. Dat betekent dat de student minstens 55 studiepunten wil halen met projecten en vraagstukken in de context van het thema waterstoftechniek. Bij het volbrengen van deze themaroute krijgt Ter Horst een certificaat, dat wordt uitgegeven door de Nederlandse Waterstof & Brandstofcel Associatie (NWBA) en het Sustainable Electrical Energy Centre of Expertice (SEECE).

Ter Horst vindt het belangrijk om waterstof een boost te geven, als automotive-student. Zo verkiest hij waterstofvoertuigen boven stekkerauto’s. “Ik ben niet zo heel erg van de batterij-elektrische auto’s. Kijk naar vrachtwagens: daarvoor heb je gigantisch veel accu’s nodig en daar zitten rare earth materials in. In die zin zijn die accu’s niet zo duurzaam als mensen denken. Daarnaast zit je met het feit dat auto’s met al die accu’s veel zwaarder worden. Dat heeft invloed op de banden en resulteert in meer fijnstof. Waterstofauto’s zijn ook nog redelijk zwaar, maar daar is veel ruimte voor verbetering.”