NAP Contactbijeenkomst 15 september 2022
NAP bijeenkomst 15 september 2022 door Rien Scholing
Kansen van waterstof en nieuwe risico’s bij de energietransitie
De derde contactbijeenkomst van 2022 werd als vanouds in het Van der Valk hotel in Houten gehouden. De SIG’s Sustainability en Process Safety organiseerden deze avond rondom het thema “nieuwe risico’s bij de energietransitie”. Voordat op die risico’s werd ingegaan werd eerst stilgestaan bij de kansen die waterstof biedt voor bijvoorbeeld elektriciteitsopslag en als brandstof in het transport, maar ook voor verwarming.
Netwerkborrel
NAP-voorzitter Frank van Ewijk opende de avond en gaf aan dat deze avond Engels zou worden gesproken. Hij heette de Engelstalige aanwezigen dan ook een speciaal welkom, evenals de vertegenwoordigers van Young NAP. Hij gaf aan dat nu zelfs de Verenigde Naties de Covid-crisis tot een einde heeft verklaard, het nodig is om weer in het ritme te komen en elkaar weer te vinden. Daarop doorgaand meldde hij dat het bestuur zich de komende tijd wil buigen over het juiste format van de bijeenkomsten; duidelijk is dat het NAP een netwerk van bedrijven is die van elkaar wil leren. Dat zal waarschijnlijk niet het uitwisselen van best practices betreffen, verwacht Frank; daarvoor is YouTube beter geschikt. Het zullen onderwerpen moeten zijn waarbij mensen elkaar face-to-face moeten zien.
Frank van Ewijk voorzitter van NAP
Kansen van waterstof
De eerste spreker was Toon Boonekamp, teamleider Water bij Arcadis en voorzitter van de SIG Sustainability. In die SIG wordt veel over energietransitie gesproken maar ook over andere onderwerpen die met duurzaamheid te maken hebben zoals water en afvalverwerking.
Waterstof mag zich de afgelopen jaren verheugen op toenemende belangstelling als onderdeel van de energietransitie. Toon wilde die rol van waterstof toelichten en met name duidelijkheid geven waar de meest toegevoegde waarde kan worden gehaald met waterstof. Daarbij kwam hij uit op de zogenoemde waterstofladder.
Maar voordat hij daar terechtkwam, lichtte hij eerst de twee meest bekende productiemethoden toe, de gassificatie of Steam Methane Reforming (SMR) methode die nog het meest wordt gebruikt en de elektrolyse, ook vloeibare elektriciteit genoemd. De SMR is een fossiele productiemethode en waterstof die zo wordt gemaakt, wordt daarom grijze waterstof genoemd. De gassificatie kan met aardgas worden uitgevoerd, maar ook met kolen, biomassa of huishoudafval. De waterstof uit elektrolyse van water wordt groene waterstof genoemd. Er is op dit moment een overgang van grijze naar groene waterstofproductie aan de gang, met een tussenstap van blauwe waterstof waarbij ook SMR wordt toegepast maar de uitgestoten CO2 wordt afgevangen en opgeslagen. De meest bekende toepassingen voor waterstof zijn op dit moment de warmte- en elektriciteitsproductie; de meest gebruikte toepassing is als grondstof voor allerlei productieprocessen.
Netwerkdiner
Op de vraag waar waterstof toe te passen is, is er niet een eenduidig antwoord te geven. Iedere sector heeft zijn eigen karakteristieken en mogelijke toepassingen, maar waterstof is niet altijd de meest geschikte methode. Hiertoe liet Toon de waterstofladder zien, die in één oogopslag inzicht geeft in de kansrijke, essentiële tot de minder kansrijke toepassingen en de eventuele alternatieven.
Ingaande op de Nederlandse situatie gaf Toon aan dat nog steeds ongeveer 90% van de primaire energieconsumptie bestaat uit fossiele bronnen, zoals kolen, olie en aardgas. Er is nog een lange weg te gaan naar een fossielvrije economie. Circa 77% van deze consumptie is bestemd voor 4 functies: verwarming, mobiliteit, elektriciteit en grondstof voor industrie, bebouwde omgeving en mobiliteit.
Spreker: Toon Boonekamp
Als wordt afgepeld waar waterstof kan helpen in deze 4 functies, dan is er een direct zichtbare bijdrage bij de functie elektriciteit, om voor de zogenoemde peak shaving te zorgen en voor opslag en transport in de elektriciteitsketen. Ook voor de functie verwarming kan waterstof worden ingezet vanwege de hoge te bereiken temperaturen. Toon zag minder toepassing ontstaan in de mobiliteit; hier heeft de ontwikkeling van de elektrische auto een grotere dynamiek. Al met al wordt waterstof gezien als een transitievloeistof in een semi-elektrische samenleving. Het gaat nog langzaam, maar belangrijk is te constateren is dat er al een sterke infrastructuur ligt die kansen biedt. Toon was met name nieuwsgierig hoe de overgang naar waterstof bij Tata Steel zal gaan.
Risico van waterstof
De tweede spreker was Cees Smit, specialist veiligheid bij Arcadis, en hij behandelde de risico’s die met het gebruik van waterstof gepaard gaan. Om te beginnen nam hij het publiek mee in de eigenschappen van waterstof; die geven direct al aan waar de veiligheidsaspecten liggen. Zo is waterstof het lichtste molecuul dat bestaat met 2 gram/mol. Het is kleurloos en heeft geen geur. Het kan zowel makkelijk exploderen als ontbranden. En als het ontbrandt dan komt er veel hitte bij vrij. Verder zorgt het voor verbrossing van metalen, is het vluchtig en is de vlam nauwelijks zichtbaar.
De gebieden waar waterstof wordt toegepast zijn te veel om op te noemen, zoals drones, schepen, catamarans, luchtvaart en in de bouw. Ook op het gebied van treinen is er groei te zien; was vroeger Alstom de enige leverancier nu doen ook bijvoorbeeld Siemens en Toyota mee. Er zijn mensen die hun centrale verwarming met waterstof voeden en zelfs zijn er mensen die een eigen waterstofproductie in de tuin hebben staan.
Spreker:Cees Smit
Op het gebied van veiligheid zijn brand en explosie de grootste risico’s. Cees toonde foto’s van een ongeluk op een Belgische snelweg met brand tot gevolg en van een explosie in een chemische plant. Hij ging met name in op de explosie en de brand van een tankstation in Oslo in 2019. Hier viel veel te leren ook voor Nederlands gebruik, met name de aandacht die er moet zijn voor lekkages. Maar ook de inrichting van vluchtroutes in geval er meerdere tanks staan opgesteld en het onmogelijk zijn van normale communicatie vanwege het hoge geluidsniveau. Zelf heeft Cees onderzoek gedaan naar een bus die in brand vloog in een garage in Doetinchem in 2021.
Waterstof raakt aan allerlei typen van veiligheid, van tunnelveiligheid vanwege brand/explosierisico tot gezondheid vanwege bijvoorbeeld gehoorschade. Bij externe veiligheidsstudies zullen de QRA’s onderhanden moeten worden genomen met nieuwe aandachtsgebieden. Bij arbeidsveiligheid zal aandacht moeten zijn voor nieuwe procedures en aangepaste opleidingen. Bij fysieke veiligheid zullen preparatie en repressie onderhanden genomen moeten worden; bij een crash op de snelweg moet de brandweer weten wat te doen in geval van een waterstofvrachtauto. Ook constructieveiligheid is van belang, bijvoorbeeld de vraag waar de centrale waterstofverwarming wordt geplaatst in het huis.
Netwerkdiner
Cees constateerde een brede waaier aan activiteiten, zowel nationaal als internationaal, die de veiligheid van waterstof als onderwerp hebben. Dit betreft bijvoorbeeld de beoordeling van vergunningen voor tankstations, opleidingen voor monteurs, ontwerpers en brandweer, symposia, allerlei soorten van onderzoek zoals opslag in cavernes, gebruik van andere waterstofdragers als ammoniak, veranderende wet- en regelgeving bijvoorbeeld wat betreft QRA’s en nieuwe transportmiddelen zoals schepen voor LH2, vloeibaar waterstof.
Nieuwe middelen ontstaan zoals waterstofdetectoren en nieuwe procedures voor de brandweer, die moet weten dat een waterstoftank onder 350-700 bar druk kan staan en dat incidenten tot extreem hoge geluidniveaus kunnen leiden. Een aantal nuttige informatiebronnen werden genoemd zoals www.waterstofmagazine.nl, wat één van de aanwezigen in de zaal de vraag ontlokte of informatie ook centraal georganiseerd en bekend is.
Cees sloot af met een uitspraak de CEO van Nel Hydrogen waar het eerdergenoemde tankongeluk in Oslo plaatsvond. Hij moest wel melden dat “H2 can be dangerous”.
Nieuwe gevaren
De laatste spreker was Tijs Koerts van het European Process Safety Center (EPSC) en oud-voorzitter van de SIG Process Safety. Hij begon met een plaatje uit de film over Apollo 13, bekend van “Houston, we have a problem”. Deze ruimtemissie moest vanwege een incident een ronde rond de maan maken om zo met de zwaartekracht van de maan terug te kunnen keren op aarde. Die tocht rond de maan duurde echter enkele dagen en dat zorgde voor een CO2 probleem in de cabine. Gelukkig kon dit CO2 probleem met simpele dingen als ducttape en een zakje opgelost worden.
Tijs sprak de hoop uit dat wij de aarde niet op deze manier gaan redden. Het besef moet wel doordringen dat het CO2-probleem levensbedreigend kan zijn als deze niet opgelost wordt, niet alleen vanwege de opwarming. Hij liet daartoe een grafiek zien met de toename van de gemiddelde CO2-niveaus in de atmosfeer van 320 naar 420 ppm tussen 1960 en 2020. Met de wetenschap dat niveaus van 1.200 ppm levensbedreigend zijn, kan CO2 dus ook op die manier gevaarlijk worden.
Was het zo dat vorige klimaatproblemen zoals zure regen en ozonlaagaantasting nog redelijk eenvoudig met technologie waren op te lossen door bijvoorbeeld ontzwaveling van brandstoffen en verbieden van CFK’s, het oplossen van de energietransitie is van een andere orde.
Om dat te begrijpen werd gevraagd of bekend was hoeveel jaar nog te gaan waren voordat de Parijse ambitie van 1,5C temperatuurstijging is bereikt met de huidige CO2-uitstoot. Met nog slechts 8 jaar te gaan komt die grens heel snel dichtbij; alle uitstoot daarna zorgt voor hogere temperatuurstijging. Of dat besef helemaal doordringt bij de politieke partijen die spreken over ‘een meer liberaal beleid’ is niet duidelijk, vond Tijs. Ook de wetenschap dat wij in Nederland 3,5 maal de aarde nodig hebben met ons consumptiegedrag is tekenend voor het feit dat we nog niet duurzaam zijn. Besef dat je zevenjarige kind in de toekomst kan vragen: “Wat deed jij toen je de aarde consumeerde?”.
Spreker:Tijs Koerts
De EPSC heeft een aantal focusgebieden. Een belangrijke focus is waterstof waarover Toon en Cees eerder hebben gesproken. Verder is er ook aandacht voor CO2 opslag en voor het gebruik van batterijen. Die laatste worden bijvoorbeeld gebruikt in auto’s en bedenk dat een batterij elektrolyt bevat dat kan lekken, wat leidt tot brandgevaar. Sprekend voorbeeld hier is een busongeluk in Parijs. Bij het EPSC heeft dit bijvoorbeeld geleid tot het ontwikkelen van een speciale emergency response aanpak.
Andere focusgebieden zijn solar, nieuwe grondstoffen en ammoniak, overigens een geweldige stof maar wel toxisch. Verder is er ook aandacht voor plastic recycling en biogasproductie, indrukwekkend hoeveel boeren zo’n installatie hebben maar besef wel dat dit een chemische plant is met gevaren als H2S productie. Tenslotte noemde Tijs nog focusgebieden als LNG waarbij het laden en opslaan ook veiligheidsaspecten kent en waterkracht wat vooral in Azië tot incidenten heeft geleid zoals dambreuken.
Aan waterstof als nieuwe mogelijkheid voor de transitie kleven nog problemen die te maken hebben met de schaalbaarheid. Tijs benoemde ook de grijze, blauwe en groene waterstof die Toon eerder al behandelde. Deze kan uitgebreid met alle kleuren van de regenboog om aan te geven in welke mate deze duurzaam is. Turquoise wordt bijvoorbeeld gebruikt voor waterstof uit pyrolyse.
Bekende waterstofincidenten zijn het ongeluk met de Hindenburg zeppelin en de Challenger. Allemaal gerelateerd aan lekkages. Zoals Cees ook al aangaf, aandacht voor waterstoflekkages is een belangrijk veiligheidsonderwerp. Tijs vulde aan: lekkages zijn een groot probleem maar leer ervan en verbeter de techniek.
Een belangrijk verschil tussen waterstof en aardgas is dat een incident met waterstof veel sneller leidt tot detonatie, met een blast en met hoge druk. Bij aardgas gebeuren dergelijke ongelukken alleen onder heel bijzondere omstandigheden, zoals bijvoorbeeld in Buncefield. Eigenlijk, zo werd geconcludeerd na een vraag uit de zaal, zouden open dak constructies met waterstofproductie en -gebruik beter zijn, want waterstof moet niet ophopen in een gebouw en vervliegt heel snel in de buitenlucht.
CO2 opslag is een prima oplossing voor de overgangsfase, maar besef wel dat afscheiden, transporteren en opslaan van CO2 energie kost; reden waarom CO2 opslag minder attractief is. Bekend project hier is het Porthos project in Rotterdam. Tata Steel ziet af van deze tussenstap en gaat meteen over van cokes naar waterstof, een mooie stap maar deze aanpak zorgt wel voor vertraging in CO2 reductie uitstoot.
Klik hier voor de presentatie van Toon Boonekamp en Cees Smit
Klik hier voor de presentatie van Tijs Koerts
