Reisverslag waterstof studiereis Trondheim/Noorwegen
Eind juni zijn Prof. Ad van Wijk, Henk Willem van Dorp, Dennis van Straten en ik vanuit de TVVL Waterstof Community op waterstof studiereis geweest naar Trondheim in Noorwegen. Er is contact gelegd met een aantal Noorse instellingen en bedrijven, waarbij we naar presentaties hebben geluisterd en onderzoekslaboratoria hebben bezocht. Ad van Wijk gaf zelf ook een presentatie waarbij een levendige discussie volgde tussen Noorse en Nederlandse zijde.
De partijen die tijdens de reis bezocht zijn:
- SINTEF: de Noorse TNO
- Hystar: een spin-off van SINTEF
- NTNU: de Noorse technische universiteit
- Renergy: een samenwerking tussen 109 bedrijven en organisaties op het gebied van ‘Renewable energy and clean technology’
- IC Technology: een bedrijf gespecialiseerd in cryogene opslag en transport van vloeibare waterstof
- Een bezoek aan een nieuwe installatie van NEL was gegeven de te grote reisafstand helaas niet meer in te passen
- Verder is Skodje Jorunn van de Nederlandse ambassade in Noorwegen bijzonder behulpzaam geweest in het leggen van de diverse contacten
1. Hystar
Bij Hystar werden we ontvangen door co-founder en CTO Alejandro Barnett en een Nederlandse medewerker Eddy van Oort. De essentie van het gepatenteerde PEM electrolyser ontwerp zijn zeer dunne membranen (15 μm) met aanzienlijk lagere ‘stack losses’ waarbij door de introductie van lucht de explosiegrenzen niet overschreden worden en een water voeding aan de kathode zorgt voor een betere doorstroming. Het gevolg is een 10-15% lagere energiegebruik of een twee-drievoudige H2-produktie. Men heeft een ambitieus plan qua product assemblage automatisering van 1MW (2023), 10 MW (2024), 100 MW (2025) tot 1.000+ MW (2026).
Bij het bezoek aan de test- en onderzoeksfaciliteiten, ondergebracht bij SINTEF-laboratoria, werden diverse ‘top of the line’ opstellingen bezocht en uiteindelijk de opbouw van een stack gedemonstreerd. Al met al een uiterst interessant bezoek en een concept met veel potentie.
2. NTNU
Een nadere introductie van de enige technische universiteit in Noorwegen door Prof. Terese Løvås: Thema is ‘Energy for a better society’, 9 faculteiten, 55 afdelingen, 7.761 fte’s, ca. 42.000 studenten (waarvan ca. 8% internationaal en 50% in technical and natural sciences programmes) en 377 PhD’s.
Noorwegen levert 30% van de EU-Hydropower, 45% van Natural Gas en 75% van de olie maar heeft een bevolking van 1% t.o.v. de EU.
Energie is een van de 4 strategische onderzoeksgebieden met ca. 600 onderzoekers. Hernieuwbare energie kent een 8-tal deelonderzoeksgebieden.
3. NTNU Energy Team Hydrogen
Eveneens gepresenteerd door Prof. Terese Løvås: Dit is een onderdeel van het thema energie met ca. 40 professoren en 60 onderzoekers uit verschillende disciplines werkend op het gebied van: nano materialen, waterstofopslag, systeemintegratie, veiligheid, LCA en omgevings input-output analyse.
Samen met SINTEF, het Institute for EnergyTechnology en The Research Council of Norway vormen zij de grootste R&D Waterstof en Brandstofcel infrastuctuur in Noorwegen. Er zijn drie onderzoekslaboratoria:
- Lage temperatuur brandstofcel & electrolyser lab
- Hoge temperatuur brandstofcel & electrolyser lab
- Brandstofcel & electrolyser systeemintegratie lab
4. HYDROGENi
Presentatie door Steffan Møller-Holst. HYDROGENi in een centrum voor omgevings-vriendelijk energie, toegewijd aan onderzoek en innovaties rond waterstof en ammoniak om de 2030 en 2050 doelstellingen van de Noorse waterstof Road Map mogelijk te maken.
Het centrum wordt gehost door SINTEF en verbindt meerdere instituten en ca. 50 grote, multinationals en MKB’s aan elkaar.
Naast een integratieve- en een veiligheids-onderzoekslijn kent deze organisatie met ca. 35 PhD/postdoctoral fellowships een drietal onderzoekslijnen:
- Cost efficient and scalable production
- Transport and storage
- End use technologies
De visie voor 2030: Baanbrekende projecten in de industriële- en maritieme sector
De visie voor 2050: Waterstof breed geïntegreerd in alle ‘hard-to-abate’ sectoren
De samenwerking was opgezet voor een 25/25/50 % financiering door Industrie/Onderzoeksinstellingen/Research Council en bedraagt door grote interesse uit het bedrijfsleven momenteel 44/19/37 %.
5. Safety pipelines for hydrogen transport
De presentatie door Vigdis Olden van SINTEF gaat in op waterstofbrosheid (embrittlement): het bros worden van metalen door insluiting van waterstof in haarscheurtjes waardoor de mechanische eigenschappen aangetast worden.
Er loopt een internationaal project waarin een viertal workpackages zijn opgenomen:
- WP1 Hydrogen uptake and diffusion
- WP2 Nano and micro scale effects
- WP3 Mechanical performance
- WP4 Structural integrity assessment & model development
Download presentatie 1 & presentatie 2
6. RAMS & Hydrogen Safety
Prof.dr. Yiliu Liu verzorgt deze presentatie waarin RAMS staat voor: Reliability, Availability, Maintainability en Safety.
Hier komt de veiligheids-onderzoeklijn van HYDROGENi weer naar voren, evenals een EEA-CONCERT project: SUStainability development and cost reduction of hybrid renewable energies powered Hydrogen stations by risk based multidisciplinary approaches (SUSHy). Een samenwerkingsproject met Japan, Spanje, Polen en Turkije.
6a. Bezoek aan de laboratoria
Er wordt onder begeleiding van Nicholas Worth van Renergy een bezoek gebracht aan de laboratoria in het Kjelhuset. Hier is een grote variëteit van technische proefopstellingen waaronder een aantal op het gebied van waterstof die we hebben bezocht.
7. Norsk Hydrogenforum, Decarbonizing the energy system by 2050
Wederom een presentatie door Steffan Møller-Holst, nu als Chairman of the board van Norsk Hydrogenforum (H2 Forum).
De missie van H2Forum is:
- A driving force for implementation of 0 emission solutions in all sectors
- Facilitating education, research, and innovation within hydrogen technologies
- Conveying information to & between Norwegian international stakeholders
- Being a constructive dialogue partner for government and funding agencies
Het betreft een organisatie die een samenwerking bevordert tussen 44 industriële partijen, 14 componenten leveranciers, 9 onderzoeksinstellingen, 8 overkoepelende organisaties en een tweetal overheidsinstellingen.
De Noorse ambitie op het gebied van hernieuwbare energie wordt duidelijk verwoord door haar premier Jonas Gahr Støre: ‘Norway will install 30 GW of offshore wind by 2040. With this ambition we go from the two offshore wind turbines that are in operation today to ~1500 offshore wind turbines.’
Er zijn 15 studies op het gebied van waterstof productie-initiatieven gefinancierd waarvan er recent 5 zijn goedgekeurd tot full scale projecten (15 M€ elk). En tevens zijn er een 7-tal H2 en NH3 maritieme transportschepen gefinancierd.
Waterstof krijgt een sleutelrol in het behalen van een Klimaat Neutraal Europa 2050 toegedicht. De drijvende krachten hierachter kunnen worden samengevat in:
- Decarbonisatie van de EU-economie
- Bevordering van het EU-concurrentievermogen
- Energie zekerheid
De presentatie gaat verder in op toekomstige wereldbehoefte aan waterstof inclusief de toepassingsgebieden en ook die op Europees niveau, belangrijke ontwikkelingen en potentie voor waterstof productie in Europa. Ook wordt de Europese waterstofinfrastructuur besproken inclusief de bijbehorende kostenafwegingen tussen transport van H2 in gas, vloeistof of vast (NH3).
De kostenontwikkelingen rond electrolysers en de daarmee gepaard gaande prijsontwikkelingen van groene waterstof wordt in de tijd geschetst en afgezet tegen die van blauwe waterstof. Initiatieven worden getoond rond groene waterstof productie zoals het 10GW floating wind-to-hydrogen plan for Schotland. Tenslotte wordt er aandacht besteed aan: regelgeving, stimulering eigen EU H2-productie, veiligheid en de rol voor Noorwegen.
De presentatie sluit af met de volgende samenvatting en conclusies:
- High and increasing focus on hydrogen as key for decarbonizing the energy system
- European drivers: Increased Primary energy self- sufficiency rate & Competitiveness
- Clearly expressed preference for domestically produced green hydrogen in Europe
- Ambitious Climate targets and high H2-demand in EU leaves door open for H2 import
- High interest and strong global competition from several potential H2-suppliers
- Norway's export potential closely linked to conversion of NG-resources → Blue H2
- Low-cost pipeline transport of H2 in retrofitted NG-pipelines is Norway's "gold card"
- Inherent investment risk in high-cost CO2-storage facilities weigh heavily on Norway
8. SINTEF H2 R&D activities
Steffan Moller Holst geeft deze presentatie die ingaat op de rol en positie van SINTEF op waterstof gebied. SINTEF heeft ca. 2.000 medewerkers, waarbij waterstof een van 13 strategische focusgebieden is.
Enkele projecten worden beschreven waaronder twee windparken in het uiterste noorden van Noorwegen die waterstof leveren aan een NH3 fabriek wat verscheept wordt naar Longyearbyen op Spitsbergen waar ermee elektriciteit en warmte wordt opgewekt. Vergelijkbare projecten waarbij windenergie in elektriciteit gevoed wordt aan fabrieken waar H2, O2, NH3 en warmte vrijkomt. Waterstof, zuurstof en warmte kunnen in de nabije industriële en gebouwde omgeving direct worden gebruikt en de ammoniak kan verscheept worden naar verder weggelegen gebieden. Er wordt gewerkt aan ’s werelds grootste 100 MW PEM electrolyser waarbij ook hier zuurstof en warmte als zijstromen gebruikt worden ter optimalisatie.
Op het gebied van transport vindt onderzoek plaats ten behoeve van heftrucks, vrachtwagens, treinen en scheepvaart. Hierbij wordt eveneens gewerkt aan tools die het ontwerp en optimalisatie van brandstofcellen en batterijen kunnen vergemakkelijken. Ook onderzeese opslag van groene waterstof wordt onderzocht.
SINTEF beschikt over een world-class infrastructuur voor:
- Hydrogen technology development
- Materials syntheses & Characterization
- Testing of hydrogen (and hybrid) systems
Het bijzondere is dat deze faciliteiten ‘Open access’ zijn waarbij alleen operationele kosten worden doorbelast.
9. Renergy Thomas Bjordal
Renergy is ‘The Norwegian Renewable Energy Cluster’, het bestaat uit zo’n 109 bedrijven en organisaties. De energie waardeketen van zon, wind en waterkracht via waterstof naar transportmodaliteiten wordt eerst relevant van schaal bij: 1 boot, 40 vrachtwagens of 50 bussen.
In deze presentatie wordt ingegaan op maritieme voorbeeldprojecten met vloeibare waterstof (Topeka) en de visserij via een tweetal projecten:
- ZeroCoast, over het decarboniseren van de visserij en aquacultuur industrie
- Zero-emission fish farm vessel
Het ZeroCoast project wordt in een viertal deelprojecten uitgevoerd:
- Ontwikkeling en demonstratie van een nul-emissie aandrijflijn
- Ontwikkeling van een nul-emissie vaartuig
- Het retrofitten van 10 schepen naar nul-emissie aandrijving
- Flexibele aanvoer van elektriciteit en waterstof
Het Zero-emission fish farm vessel project stelt zich ten doel: een fast-track marktintroductie voor waterstof vaartuigen. Hierbij ligt de interface van produktie, opslag en bunkering van groene waterstof aan de wal met het waterstof-elektrische viskwekerij vaartuig.
Een interessante discussie ontstaat met betrekking tot de opslag van gecomprimeerd en vloeibare waterstof. Hierbij vindt eveneens inbreng plaats van Karl Otto, een medewerker van IC Technology een bedrijf gespecialiseerd op het gebied van cryogene opslag.
10. TU Delft, Ad van Wijk
Ad van Wijk gaf een presentatie met betrekking tot de Nederlandse situatie en ging daarbij in op datgene dat de Noorse gasten hebben gepresenteerd. Er ontstond een levendige discussie waarbij overeenkomsten en verschillen tussen de Noorse en Nederlandse situatie ter sprake kwamen.
Conclusies
Allereerst spreekt de omvang en kwaliteit van de waterstof laboratoriumuitrusting tot de verbeelding. Het betreft een world-class uitrusting in een voor ons niet zeer bekende ‘open access’, die voor iedereen tegen operationele kosten ter beschikking staat.
Ten tweede is de bijzonder nauwe band tussen partijen opvallend, waarbij op basis van gemeenschappelijke visie aan projectverwerving en uitvoering gewerkt wordt. Dat geeft focus en slagkracht. De grootschalige samenwerkingsverbanden zoals HYDROGENi en Renergy zijn een sterke manier om de diverse krachten te bundelen. Speciale rol hierbij is de voortrekkersrol van de landelijke overheid op het gebied van waterstof in de energietransitie.
Ten derde, de Noorse positie is sterk op het gebied van electrolyse technologie, NEL is een prominente speler, en daarnaast enkele start-ups zoals HYSTAR.
Ten vierde, Noorwegen richt zich sinds kort op de export van groene (offshore wind, waterkracht), maar ook blauwe of turquoise waterstof. Men wil een belangrijke rol spelen in de export naar de EU, maar staat daar nog niet zo op de kaart.
Ten vijfde, de Noorse inspanningen aan de vraagkant zijn vooral gericht op waterstof toepassing in de maritieme sector. Dit is natuurlijk voor Noorwegen een grote en belangrijke sector, die niet met de in overvloed aanwezige waterkracht-elektriciteit te verduurzamen is. Op dit terrein zouden Noorwegen en Nederland goed kunnen samenwerken.
Ze zijn duidelijk in Noorwegen veel beter landelijk gecoördineerd en georganiseerd bezig. Daar zouden we zeker nog wat van kunnen leren.
Peter Luscuere