In het Technisch Weekblad van 25 oktober 2021 stond een artikel naar aanleiding van een Televisie-uitzending.
Het begint als volgt:
‘Wetenschapsprogramma Atlas van de NTR bracht op 13 oktober een gezonde dosis realisme in het debat over groene waterstof als alternatief voor aardgas. Want volgens René Peters, gastechnoloog bij TNO, moeten we ons niet laten misleiden door het feit dat groene waterstof uit elektrolyse op basis van hernieuwbare elektriciteit (€ 100 tot 150 per MWh) met de huidige hoge gasprijzen goedkoper is dan aardgas.’
In het artikel rekent Peters verder op deze manier. Stel je gaat het aardgasverbruik van Nederland vervangen door groene waterstof en die groene waterstof maak je uit elektrolyse met duurzame energie uit windenergie. Dan heb je voor het vervangen van het volledige jaarlijkse Nederlandse aardgasverbruik van 40 miljard kuub 120 GW aan opgesteld windenergievermogen nodig.
Deze berekening gaat er van uit dat de windmolens slechts een gedeelte van het jaar het gegeven vermogen leveren.
a) Bereken het gedeelte van het jaar waarvan uitgegaan is.
Eén kuub aardgas bevat ongeveer 10 kWh energie.
Dus bevat 40 miljard kuub 4,0 ·1011 kWh aan energie. Dit is gelijk aan 4,0 · 105 GWh.
Er geldt E = P · t. Invullen geeft 4,0 · 105 = 120 t.
Dit geeft t = 3333 h = 139 d = 0,38 jaar.
b) Bereken hieruit het gemiddelde geleverde vermogen.
Het gemiddelde vermogen is dan 0,38 . 120 GW = 46 GW.
c) Zoek op hoe groot is de huidige windcapaciteit van Nederland is.
Bij CBS is te vinden dat het totale vermogen, inclusief de Noordzee eind 2020 6,6 MW bedroeg
d) Welke percentage is dit van de capaciteit die nodig is?
Dit is 6,6/120 = 0,021 is 5,5%.
e) Geef redenen, waarom dit de titel van het artikel ondersteunt.
Hoewel groene waterstof per MWh goedkoper is, zijn er nog lang niet voldoende windmolenparken gerealiseerd om de voor productie van waterstof benodigde energie op te wekken.
Peters zegt verder: ‘bovendien heb je ook nog eens 120 GW aan elektrolysers nodig, die nu € 1 miljoen per MW kosten.’
f) Waarvoor zijn die elektrolysers nodig?
De windmolens leveren elektrische energie. Die wordt gebruikt om waterstof te maken uit water door middel van elektrolyse.
‘Alleen al het vervangen van de 1,5 Mton aan grijze waterstof, die de Nederlandse industrie jaarlijks gebruikt zou 15 GW aan elektrolysers en 15 GW aan windparken vergen’.
Met grijze waterstof wordt waterstof bedoeld die chemisch geproduceerd wordt uit fossiele grondstoffen.
g) Toon aan dat 1,5 Mton waterstof per jaar overeenkomst met een vermogen van 15 GW. Tip: kijk naar vraag A en B.
Eén kg waterstof bevat ongeveer 120 MJ energie. Dus bevat 1,5 Mton
1,5·109 · 120·106 = 1,8 · 1017 J = 5,0 · 1010 kWh = 5,0 · 104 GWh
Er geldt E = P · t. Als we voor P het piekvermogen willen krijgen, moet je voor de tijd 0,38 jaar invullen. Dus dit geeft t = 0,38 jaar = 3333 h.
Invullen geeft P =E / t = 5,0 ·104 / 3333 = 15 GW.
h) Wat zou jouw conclusie zijn van het hele verhaal?
Groene waterstof lijkt dan wel goedkoper, maar er zijn nog veel te weinig windmolens om de benodigde energie op te wekken en het kost heel tijd om die te realiseren. Bovendien kost het veel capaciteit om de huidige grijze waterstof te vervangen door Groene waterstof.
