Doorgaande ontwikkeling van een model waarmee waterstofketens en –toepassingen ontworpen, geanalyseerd en geoptimaliseerd kunnen worden.
In het kader van het FLEX P2G project zijn prototypes van een 50 KW PEMWE electrolyser en van een SEM reactor ontwikkeld. Met behulp van deze Power to Gas (P2G) technologie kan door middel van elektrolyse eerst waterstof en vervolgens ‐ na een reactie met CO2‐ methaan worden geproduceerd. Dit onderzoek richt zich op het inzichtelijk maken en identificeren van (niche)markten en het ontwikkelen van business cases voor deze technologie. Hiertoe worden alle kosten en baten van de technologie geïnventariseerd en voor zover mogelijk gemonetariseerd.Er zijn vier mogelijke modellen voor de toepassing van P2G technologie onderzocht. Deze vier modellen kennen elk meerdere varianten. In het dedicated model wordt de elektriciteitsproductie van een PV‐installatie en/of een windturbine volledig benut voor P2G. Het methaan wordt verkochtaan derden. In het Gas voor eigen gebruik model wordt de elektriciteitsproductie van een PVinstallatie of een windturbine ook volledig benut voor P2G. In dit model wordt het geproduceerde methaan door het huishouden of door de onderneming zelf gebruikt om zodoende te besparen op de eigen gasrekening. In het windpark Fryslan model wordt de elektriciteitsproductie van het windparkgeheel of gedeeltelijk benut voor P2G. De belasting van het hoogspanningsnetwerk kan daardoor worden verminderd waardoor investeringen in het verzwaren van dit netwerk kunnen worden vermeden. In het flexibiliteitsmarkt model wordt een P2G‐installatie gebruikt om bij te dragen aanhet balanceren van het elektriciteitsnet. De P2G‐installatie neemt elektriciteit af op momenten van overschotten op het net en wordt daarvoor beloond.Voor de vier modellen en hun varianten is een kosten‐baten analyse opgesteld. De belangrijkste kosten worden veroorzaakt door de investeringen, het onderhoud, de elektriciteit en de CO2. De belangrijkste opbrengsten bestaan uit de opbrengst van methaan, warmte, zuurstof en eventueel uit de vermeden investeringen in de uitbreiding van het hoogspanningsnet.Het FLEX P2G project heeft als doel om een gecombineerde electrolyser en SEM reactor te ontwikkelen met een kostprijs (CAPEX) van € 1.500 per kWe. De jaarlijkse onderhoudskosten worden gesteld op 5% van de gedane investering.Voor de kosten van elektriciteit wordt uitgegaan van de verwachte ontwikkeling van de day ahead prijs op de APX energiebeurs. Verwacht wordt dat de prijs zich zal ontwikkelen van € 0,025 in 2018 tot € 0,060 in 2032. Aangenomen wordt dat indien de exploitant van een PV‐installatie of windturbine in aanmerking komt voor SDE+ subsidie dat deze regeling van kracht blijft ook als deelektriciteit wordt geleverd aan een P2G installatie.De kosten van CO2 zijn sterk afhankelijk van de schaalgrootte van het project. Bij een kleinschalig project moet de CO2 in pakketten cilinders worden aangeschaft voor circa € 1.000 per ton CO2. Indien er kan worden gekozen voor vervoer per tanktruck en opslag in een tank zijn de kosten van CO2 € 38 ‐ € 58 per ton. Wanneer er sprake is van grootschalig gebruik of als er een CO2‐distributienet in de directe omgeving is kan de CO2 worden afgenomen via een pijpleiding. Deze kosten zijn sterk situatie specifiek.De opbrengst van methaan kan op meerdere manieren worden gewaardeerd. Indien het gas wordt verkocht op de day‐ahead markt dan is de verwachte prijs € 0,016 per kWh in 2018. Als het gas kan worden verkocht als gecertificeerd groengas dan is de verwachte prijs € 0,026 per kWh. Wanneer het gas wordt aangewend voor eigen gebruik dan gelden de bespaarde uitgaven als de opbrengst van het gas. Voor een huishouden is dit € 0,059 per kWh en voor een niet‐huishouden is dit € 0,042 per kWh. Indien de gasprijs eenzelfde tarief zou kennen als de benzineprijs op basis van de energie‐inhoud dangeldt een prijs van € 0,103 per kWh. Tenslotte kan de prijs worden gebaseerd op de bestaande subsidieregelingen met gas als energiedrager. De SDE+ subsidie voor biomassavergassing bedraagt € 0,150 per kWh.Er is alleen sprake van een opbrengst van warmte indien de warmte kan worden geleverd aan een warmtenet in de omgeving. Warmtenetten in Nederland hebben vaak een vaste bron van warmte, er is meestal geen sprake van open access. Een gemiddelde vergoeding voor warmte is € 0,018 per kWh.De industriële markt voor zuurstof lijkt niet geschikt voor een P2G‐project. De volumes op deze markt zijn groot en er is sprake van een continu proces. De markt voor medische zuurstof is mogelijk wel geschikt. Bij succesvolle toetreding zou zuurstof kunnen worden geleverd aan zuurstofdepotsvan leveranciers op deze markt. De prijs wordt geschat op € 0,27 per kg.Uit de analyse van het dedicated model blijkt dat het P2G‐proces niet resulteert in een positieve business case op basis van de opbrengsten van methaan, warmte en zuurstof. Ook wanneer de prijs van methaan wordt gebaseerd op de prijs van benzine blijft de netto contante waarde van hetproject negatief.Het Gas voor eigen gebruik model is gebaseerd op het vinden van een zo groot mogelijk verschil tussen de elektriciteitsprijs en de gasprijs. Door het geproduceerde gas zelf te gebruiken wordt de waarde van het gas gelijk aan de prijs die anders bij inkoop zou moeten worden betaald. Dat is eenprijs inclusief belasting en daardoor is deze relatief hoog. Ook dit model resulteert niet in een positieve business case.In het Windpark Fryslan model staat het besparen van de kosten van het uitbreiden van het hoogspanningsnet centraal. De bouw van het windpark maakt de aanleg van een ontsluitingskabel van Breezanddijk naar Marnezijl en een nieuwe ondergrondse kabel van Marnezijl naar Oudehaske noodzakelijk. De kosten worden geschat op € 2,5 mln per kilometer. De toepassing van P2G ominvesteringen in het hoogspanningsnet te voorkomen resulteert bij Windpark Fryslan niet in een positieve business case. Wel is duidelijk dat als de bespaarde investeringen maar hoog genoeg zijn er op een gegeven moment sprake zal zijn van een positieve business case.Uit de gevoeligheidsanalyse blijkt dat bij een daling van de investeringskosten naar € 1.200 tot € 1.000 per kW en een toekomstige elektriciteitsprijs van hoogstens € 0,04 er sprake is van een positieve business case. De verkoop van gas, warmte, zuurstof en besparingen op infrastructuur moeten dan allemaal een significante bijdrage leveren. Dit betekent dat er een warmtenet in de buurt moet zijn en dat de betreding van de zuurstofmarkt succesvol moet verlopen. Bovendien moet het methaan kunnen worden verkocht voor een prijs die is gebaseerd op de prijs van benzine.Tenslotte wordt In het flexibiliteitsmodel een P2G‐installatie gebruikt om bij lage en negatieve APXprijzen methaan te produceren. Er kan in dit model geld worden verdiend op de onbalansmarkt. Tegen de huidige en verwachte gasprijs en het relatief lage aantal uren dat er kan worden geopereerd op de onbalansmarkt is er geen sprake van een positieve business case.
Wind and solar power generation will continue to grow in the energy supply of the future, but its inherent variability (intermittency) requires appropriate energy systems for storing and using power. Storage of possibly temporary excess of power as methane from hydrogen gas and carbon dioxide is a promising option. With electrolysis hydrogen gas can be generated from (renewable) power. The combination of such hydrogen with carbon dioxide results in the energy carrier methane that can be handled well and may may serve as carbon feedstock of the future. Biogas from biomass delivers both methane and carbon dioxide. Anaerobic microorganisms can make additional methane from hydrogen and carbon dioxide in a biomethanation process that compares favourably with its chemical counterpart. Biomethanation for renewable power storage and use makes appropriate use of the existing infrastructure and knowledge base for natural gas. Addition of hydrogen to a dedicated biogas reactor after fermentation optimizes the biomethanation conditions and gives maximum flexibility. The low water solubility of hydrogen gas limits the methane production rate. The use of hollow fibers, nano-bubbles or better-tailored methane-forming microorganisms may overcome this bottleneck. Analyses of patent applications on biomethanation suggest a lot of freedom to operate. Assessment of biomethanation for economic feasibility and environmental value is extremely challenging and will require future data and experiences. Currently biomethanation is not yet economically feasible, but this may be different in the energy systems of the near future.
Dit voorstel is er op gericht in de regio Groningen en Drenthe voor voldoende geschoold personeel voor de nieuwe technologie en toepassingen rondom H2 te zorgen, maar dan zodanig dat optimaal wordt ingespeeld op het enorme en nog steeds groeiende regionale investeringsplan en gestoeld op bestaande sterkten, de H2 Train & Learn Hub. Daarom zijn de uitgangspunten ervan: - Dat onderwijs gekoppeld is aan een versterking van de regionale research- en testcapaciteit op het thema, de valorisatie ervan en de ontwikkeling van startups, dit alles tezamen gebundeld in een regionale campus, Hydrogen Valley Campus Europe (HVCE). - Dat de onderwijsactiviteiten geïntegreerd worden via doorlopende leerlijnen mbo – hbo – wo – post-initieel. - Dat het onderwijs waar mogelijk interdisciplinair wordt opgebouwd. - Dat op alle niveaus intensieve samenwerking wordt opgezet tussen het onderwijs en het regionale bedrijfsleven. - Dat er serieuze aandacht komt voor het marketen en ‘branden’ van de nieuwe onderwijsvormen. - Dat er naast het reguliere onderwijs ook aandacht is voor de omscholing van ‘aardgaswerknemers’ naar ‘waterstofwerknemers’. Het voorstel is geïntegreerd met en versterkt en verbreedt met een lopend onderwijsproject Waterstof Werkt!, zodanig dat nu een voldragen plan is ontstaan om het onderwijs in de regio rond het thema de vereiste krachtige impuls te geven. En daarmee de garantie van de regionale beschikbaarheid van enkele duizenden goed-geschoolde, additionele werknemers die klaar staan om de uitdagingen van de waterstofeconomie in de regio aan te gaan.
Noord Nederland heeft als eerste regio binnen Europa de status van ‘Hydrogen Valley’ gekregen. Dit is gebaseerd op het grote aantal concrete waterstof initiatieven in deze regio die programmatisch bij dragen aan het ontwikkelen van verschillende waardeketens rond waterstof. Nationaal en regionaal is geconstateerd dat gebrek aan goed geschoold personeel de blokkerende randvoorwaarde gaat worden voor geschetste perspectieven. Daarom zijn in de afgelopen jaren in de noordelijke regio meerdere waterstof human capital projecten opgezet en uitgevoerd. De HCA Groenvermogen call stelt ons in staat deze projecten te bundelen, beter af te stemmen en door te ontwikkelen. Er wordt in noord Nederland expliciet voor gekozen om in deze eerste fase, planvorming via roadmapping, juist te werken met een regional team dat samen de liaisonrol gaat invullen. De gedachte hierachter is om maximaal verbinding te houden met lopende initiatieven in de regio maar ook goed zicht te krijgen op de verschillende prioriteiten in deze grote regio. De doelstelling is meervoudig : - Doorontwikkelen op de regionale HCA-initiatieven de we al hebben opgestart . - Zorgen voor een goede onderlinge verbinding tussen de bestaande initiatieven. - Identificeren van witte vlekken in prioriteiten, inhoudelijk en geografisch - Het creëren van een gemeenschappelijke en gedragen roadmap . Door landelijk de verbinding te kunnen maken met de 5 andere regio’s, kunnen we vervolgens: 1. Bepalen of regionaal aanwezige initiatieven en producten landelijk benut kunnen worden. 2. Bepalen of regionale behoeften met landelijke producten ingevuld kunnen worden. 3. Bepalen welke regionale behoeften ingevuld moeten worden met nieuw te ontwikkelen human capital activiteiten en of dit ook in andere regio’s speelt.
Dit plan van aanpak beschrijft de noodzakelijke activiteiten voor de invulling van de regionale liaisonfunctie en voor het opstellen van de Regionale Roadmap voor de regio Noord-Holland/MRA. De pilotregeling Regionale liaisons en Learning Communities voor GroenvermogenNL geeft invulling aan de eerste fase van werkstroom 2 ‘Realisatie en opschaling Learning Communities en mobiliseren regio’ en werkstroom 3 ‘Nationaal Kennisplatform kennisuitwisseling en opleidingsmogelijkheden’. De invulling van deze werkstromen wordt in samenhang en in regionale samenwerking opgezet. De Hogeschool van Amsterdam is als een van de grootste kennisinstellingen van Nederland een ankerpartij die bijdraagt aan de economische en sociale ontwikkeling van de regio. De HvA draagt bij aan de transities, innovaties en groei via kennisontwikkeling en kennisvalorisatie en richt zich op de Human Capital-opgaven en kwetsbare doelgroepen via een leven lang ontwikkelen. Grote ambities en uitdagingen ten aanzien van HCA GroenvermogenNL tekenen zich in de regio Noord-Holland/MRA af van Den Helder, het Noordzee Kanaal Gebied, de Port of Amsterdam tot de Zaanstreek, Schiphol en de metropoolregio Amsterdam. Het liaisonteam van regio Noord-Holland/MRA heeft inmiddels eerste gesprekken gevoerd met het merendeel van de beschreven partijen. De vermelde partijen wensen betrokken te zijn bij het proces om te komen tot een roadmap voor HCA. De onderwerpen uit de Roadmap hebben een kwantitatief (pijler 1) en een kwalitatief karakter (pijler 2). In de kern bestaat het proces dat leidt tot een gedragen regionale roadmap uit drie hoofdactiviteiten: 1) onderzoek en beschrijving, 2) mobiliseren van de regio en 3) organiseren van commitment. Het liaisonteam bestaat uit Ronald Kleijn, Simone Maas en Bastiaan Odijk o.a. aangevuld met ondersteuning op het gebied van communicatie en projectassistentie. Het team is samengesteld op basis van de benodigde competenties voor het uitvoeren van de hierboven genoemde drie hoofdactiviteiten.
