Inleiding
In het huidige energiesysteem neemt de opslag van moleculen een belangrijke rol in. De vraag naar aardgas is in de winter veel groter dan in de zomer, en om vraag en aanbod op elkaar af te stemmen worden ondergrondse gasopslagen ingezet. Ook in het toekomstige energiesysteem zullen duurzame moleculen, zoals waterstof en groen gas, een rol hebben en zal hiervoor opslag nodig zijn. In deze factsheet gaan we in op vormen van opslag voor duurzame moleculen voor gebruik in het energiesysteem tot 2035.
Aardgas en duurzaam methaan
Aardgas speelt een grote rol in het energiesysteem en wordt gebruikt voor onder andere verwarming, elektriciteitsproductie en als grondstof voor bijvoorbeeld kunstmest of in de chemische industrie. Import vindt steeds vaker plaats in de vorm van vloeibaar aardgas (LNG[1]) dat via tankers naar de LNG-terminals in de Rotterdamse haven of Eemshaven wordt gebracht.
Duurzame alternatieven voor aardgas zijn in opkomst.[2] Biogas wordt geproduceerd door middel van vergisting van biomassa en levert duurzame methaan op (in combinatie met CO2). Groen gas wordt gemaakt door biogas op te waarderen zodat het dezelfde eigenschappen heeft als aardgas. Groen gas mag worden ingevoed in de gasnetten, mits het voldoet aan strenge kwaliteitseisen die zijn vastgelegd in de Energieregeling. Het kan ook gemaakt worden via vergassing van biomassa gevolgd door een methanisatiestap, maar deze technologie is nog minder ver ontwikkeld. Groen gas is een directe duurzame vervanger voor aardgas zonder dat apparatuur van afnemers of gasinfrastructuur hoeft te worden aangepast. Het gassysteem maakt gebruik van grootschalige ondergrondse opslag op een aantal centrale locaties in Nederland. Het gasnet zorgt voor het transport van en naar deze opslagen. Deze grootschalige gasopslagen kunnen in de toekomst waarschijnlijk gebruikt blijven worden voor de opslag van (groen) gas. Daardoor is er eigenlijk geen noodzaak voor kleinschalige lokale groengasopslag.
Ook kan van groen gas bio-LNG worden gemaakt, dat kan worden getankt door zware voer- en vaartuigen. Hier is relatief kleinschalige opslag voor nodig. Bij grootschalig gebruik of import van bio-LNG kan er grotere LNG-opslag nodig zijn, al zou dit ook bestaande infrastructuur kunnen zijn zoals dat nu voor fossiele LNG wordt gebruikt.
Gemeenten hebben mogelijkheden om te sturen op de ontwikkeling van lokaal groen gas, zie hiervoor CE Delft-studie ‘Groen gas: een lokaal verhaal? Perspectieven en mogelijkheden’.
Een ander duurzaam alternatief is e-methaan. E-methaan kan worden geproduceerd door groene waterstof te combineren met CO2 (uit biomassa of via direct air capture). De samenstelling is vergelijkbaar met aardgas waardoor het direct in bestaande gasinfrastructuur gebruikt kan worden. E-methaan wordt nu niet grootschalig toegepast en zal mogelijk na 2035 gaan worden geïmporteerd en geïnjecteerd in het aardgasnet.
Gasinfrastructuur
De landelijke gasinfrastructuur van Gasunie zorgt voor het transport van gas vanuit een aantal centrale plekken (LNG-terminals, buisleidingen met het buitenland of de Nederlandse aardgasproductie uit de kleine velden) naar grote industriële afnemers en de regionale netten. De regionale netten (van Enexis, Liander, Stedin, Westland Infra, Coteq) leveren vervolgens gas aan bedrijven en huishoudens. Grote gasopslagen voor seizoensopslag van gas vindt plaats in voormalige gasvelden in Bergermeer, Alkmaar, Norg en Grijpskerk. Gasunie heeft zoutcavernes in Zuidwending die worden gebruikt voor kortdurende opslag. In de Rotterdamse haven heeft Gasunie LNG-tanks staan die op piekmomenten (bijvoorbeeld als het buiten flink vriest) snel veel gas in het gasnet kunnen invoeden. Deze gasopslagen zijn voor het landelijke energiesysteem.
De productie van groen gas zal toenemen in de komende jaren. Beleid, zoals de bijmengverplichting groen gas, zorgt ervoor dat er meer groen gas zal worden ingevoed op het gasnet. Groengasinvoeding in het gasnet vindt vaak decentraal plaats, bij productie. Het ingevoede groen gas zal zich verspreiden door het regionale gasnet. De productie van groen gas is continu over het jaar, terwijl de afname vooral in de winter plaatsvindt. Hierdoor kan er lokaal een overschot van groen gas ontstaan in de zomer in het regionale gasnet. Het overschot kan naar een hoger netvlak worden gebracht met een hogere druk waar meer capaciteit is. Dit gebeurt door middel van boosters die netbeheerders realiseren op locaties met veel groengasinvoeding[3]. De gasnetten zelf werken dus ook als een buffer om gas tijdelijk in op te slaan. Omdat er gebruik kan worden gemaakt van dezelfde infrastructuur als aardgas is er geen specifieke opslag voor groen gas nodig.
De gasnetten zijn ontworpen op een historische, hogere gasvraag dan nu aanwezig is. De landelijke netten transporteerden ook veel Gronings gas naar het buitenland. Als een buisleiding niet meer nodig is voor aardgastransport dan kan deze worden omgebouwd voor waterstoftransport.
Aangezien voor opslag van groen gas en bio-LNG vaak gebruik gemaakt kan worden van bestaande infrastructuur, behandelen we dit niet verder in de factsheets.
Waterstof en waterstofdragers
Waterstof wordt momenteel voornamelijk in de industrie gebruikt als grondstof. Waterstof is onder normale omstandigheden een gas. Het wordt momenteel vooral gemaakt door aardgas om te zetten in waterstof, waardoor waterstof op zichzelf niet duurzaam is. Dit wordt ook wel grijze waterstof genoemd.
In een duurzaam energiesysteem speelt waterstof een belangrijk rol aangezien waterstof ook op verschillende duurzame(re) manieren geproduceerd kan worden. Blauwe en groene waterstof zijn de belangrijkste varianten. Blauwe waterstof wordt gemaakt door bij de productie van grijze waterstof de CO2 die vrijkomt af te vangen en op te slaan. Groene waterstof wordt geproduceerd in een elektrolyser met behulp van (puur) water en duurzame elektriciteit. Waterstofgebruik in de industrie kan hiermee verduurzaamd worden.
Aardgas wordt nu veel gebruikt om elektriciteit mee te maken in een gascentrale. Het voordeel is dat deze productie van elektriciteit flexibel geregeld kan worden. Waterstof zou deze rol over kunnen nemen in de toekomst, aangezien het kan worden geproduceerd op momenten met een overschot aan elektriciteit, en ingezet worden op momenten met een tekort aan elektriciteit. Seizoensopslag en kortdurende opslag voor het opvangen van fluctuaties in vraag en aanbod van waterstof kan in ondergrondse opslagen. Dit zijn centrale opslagen met grote opslagcapaciteiten. Zie Hoofdstuk 1 voor meer informatie over ondergrondse waterstofopslag, in zoutcavernes en lege gasvelden.
Er zijn ook andere toepassingen mogelijk, bijvoorbeeld voor vervoer of verwarming. Het zal vooral van overheidsbeleid, beschikbaarheid van waterstof en de prijs ten opzichte van andere duurzame alternatieven afhangen voor welke toepassingen duurzame waterstof ingezet zal kunnen worden. Door opschaling van gebruik van waterstof zullen er naar verwachting meer kleinschalige opslagen van waterstof in tanks komen. Ook provinciale of gemeentelijke ambities, bijvoorbeeld op het gebied van waterstof in de mobiliteit[4], kan voor een groei van het aantal kleinschalige opslagen zorgen. Zie Hoofdstuk 2 voor meer informatie over gasvormige waterstofopslag in tanks. Opslag van vloeibare waterstof (verder uitgewerkt in Hoofdstuk 3) zal voornamelijk voor specifieke toepassingen worden ingezet omdat omzetting en het vloeibaar houden energie kost.
Duurzaam waterstofgas kan lokaal geproduceerd worden, maar ook worden geïmporteerd. Daarbij wordt vaak gekeken naar zogenaamde waterstofdragers die een hogere dichtheid hebben dan waterstofgas en eenvoudiger te vervoeren zijn, zoals ammoniak, methanol, of liquid organic hydrogen carrier (LOHC). Deze waterstofdragers kunnen worden omgezet in (of losgekoppeld van de drager naar) waterstofgas, en zo worden ingevoed in het Waterstofnetwerk. Meer informatie over opslag in waterstofdragers staat in Hoofdstuk 4.
