Oude aardgasleidingen bieden volop mogelijkheden voor waterstoftransport

Stapsgewijze realisatie van landelijk dekkend waterstofnetwerk

Er wordt momenteel hard gewerkt aan de realisatie van een Nederlands waterstofnetwerk, als basis voor een duurzaam energiesysteem dat grootschalig gebruik van (groene) waterstof mogelijk moet maken. Behalve innovatief is het project ook duurzaam: in het merendeel van de gevallen zal men gebruik kunnen maken van aardgasleidingen die geschikt zijn gemaakt voor het transport van waterstof. Afhankelijk van de regio en de verbinding wordt de oplevering voorzien in de periode 2026 - 2035.

Energietransitie

Wat in 2018 in Zeeland begon (zie kader), groeit momenteel uit tot een landelijk transportnetwerk voor waterstof. Het Waterstofnetwerk Nederland – ook wel aangeduid als 'Hydrogen Backbone' − komt tot stand door de belangrijkste zeehavens, de grote industriële clusters en waterstofopslaglocaties hier te verbinden, samen met die van in de ons omringende landen.

Zo wordt het gebruik van bij voorkeur groene (CO₂-vrije) waterstof mogelijk, als onderdeel van de energietransitie en het behoud van de industrie. 

Ook de Delta Rhine Corridor (zie kader) speelt een belangrijke rol om te komen tot een duurzaam energiesysteem, en kan naar verwachting voor meer bedrijven aanleiding zijn om de overstap te maken naar het gebruik van duurzame waterstof.

Waterstofleiding in Zeeland
Grondlegger destijds was de in Vlissingen gevestigde organisatie Smart Delta Resources (SDR), een initiatief van elf industriële grootverbruikers op het gebied van energie en grondstoffen. Doel was industriële symbiose: het zo optimaal mogelijk benutten van de afvalstromen van de betrokken bedrijven. Dow Benelux had waterstof over als bijproduct, terwijl kunstmestmultinational Yara en broomproducent ICL-IP waterstof nodig hadden als grondstof voor hun eindproducten. Doorslaggevend voor de realisatie was uiteindelijk het feit dat in de Delta-regio waterstof energetisch optimaal wordt ingezet als chemische bouwsteen en niet als brandstof (energetisch minder gunstig).

Succesfactoren

Om het gebruik van waterstof als energiedrager en brandstof tot een succes te maken, is in Nederland in principe alles voorhanden:

• de ligging aan de Noordzee zorgt voor een ruime beschikbaarheid van offshore windenergie, wat een belangrijke randvoorwaarde is voor de grootschalige productie van groene waterstof via elektrolyse;
• met zeehavens als Rotterdam, Amsterdam en de Eemshaven als logistieke waterstofhubs kan Nederland internationaal een prominente rol spelen als importeur en doorvoerhaven van waterstof in Europa;
• de combinatie van een sterke technische kennis en infrastructuur en een dichtbevolkt, industrieel sterk achterland met een hoge energievraag, zowel in Nederland zelf als in de omringende landen, vormt de belangrijke randvoorwaarde voor de inzet van groene waterstof in decentrale toepassingen;
• een overheid die de ontwikkeling van een waterstofeconomie stimuleert middels onder meer de Energy Act en subsidieprogramma’s als SDE++ (Stimulering Duurzame Energieproductie en Klimaattransitie) en DEI+ (Demonstratie Energie- en Klimaatinnovatie).

Zonder meer uniek is de aanwezigheid van een gedegen, uitgebreid aardgasleidingnetwerk dat in veel gevallen kan worden hergebruikt voor waterstoftransport. Daarnaast is er de mogelijkheid om waterstof grootschalig op te slaan in grote zoutcavernes in de diepe ondergrond in de provincie Groningen. Naar schatting zal bij de realisatie van het netwerk in 70% van de gevallen gebruik kunnen worden gemaakt van omgebouwde aardgasleidingen.

Delta Rhine Corridor (DRC)
De Delta Rhine Corridor richt zich op de aanleg van pijpleidingen voor het transport van waterstof en CO₂ tussen Rotterdam en Boxtel, via Moerdijk. Dankzij deze pijpleidingen kan de industrie in Nederland verduurzamen. Bij Moerdijk sluit de waterstofleiding aan op Waterstofnetwerk Zuidwest-Nederland, dat door Noord-Brabant en Zeeland naar de Belgische grens loopt. Bij Boxtel sluit de waterstofleiding aan op Waterstofnetwerk Oost-Nederland, waardoor ook een verbinding ontstaat met Duitsland en naar Limburg. 

De verwachting is dat deze pijpleidingen tussen 2031 en 2032 worden aangelegd. De precieze locaties van de toekomstige pijpleidingen van het cluster is nog onderwerp van onderzoek. Duidelijk is al wel dat in Nederland de Programma Energiehoofdstructuur (PEH)-strook het uitgangspunt is. Dit is ruimte die de Rijksoverheid heeft gereserveerd voor buisleidingen. Deze PEH-strook loopt van het havengebied Rotterdam via Moerdijk naar Limburg.

Taakverdeling

Initiatiefnemer van het project is Hynetwork, een dochteronderneming van Gasunie die speciaal is opgericht om het waterstoftransport te faciliteren. Niet alleen coördineert het bedrijf de ontwikkeling en aanleg van het waterstofnetwerk, ook fungeert het als een cruciale schakel tussen de Nederlandse overheid, de industrie en andere stakeholders.

Naar schatting zal bij de realisatie van het waterstofnetwerk in 70% van de gevallen gebruik kunnen worden gemaakt van omgebouwde aardgasleidingen

Gasunie neemt de komende jaren de aanleg van het waterstofnetwerk voor haar rekening. Door de jarenlange ervaring met het beheer van grootschalige gasinfrastructuren is het bedrijf goed toegerust om een waterstofnetwerk veilig en betrouwbaar te beheren.

Daar komt bij dat Gasunie reeds actief heeft bijgedragen aan onderzoeken als HyDelta en HyWay27 (gericht op de herbestemming van aardgasleidingen voor waterstoftransport), Hydrogen Valley (een samenwerkingsproject in Noord-Nederland om waterstofproductie, opslag en transport te ontwikkelen) en HyStock (een faciliteit voor grootschalige waterstofopslag in zoutcavernes).

Ook speelt Gasunie een rol bij het verbinden van vraag en aanbod, de opslag en import van waterstof en de ontwikkeling van veiligheidsnormen en technische standaarden voor het transport ervan.

Procesveiligheid

Safety first geldt voor de hele industrie, maar bij het transport van waterstof is het extra van belang. Een aantal methoden helpt om te komen tot het systematisch herkennen, analyseren en beheersen van potentiële gevaren, zodat de veiligheid van mensen, milieu en installaties te allen tijde is gewaarborgd.

Hazard identification

De realisatie van het project Waterstofnetwerk Nederland werd in 2022 formeel in gang gezet in Rotterdam. Een uitgebreide inventarisatie van de ontwerprisico’s, de zogeheten Hazard Identification (HAZID), maakte daar deel van uit.

Onderwerp van onderzoek waren onder meer:

• detecteerbaarheid: waterstof is geur- en kleurloos. De detectie ervan kan plaatsvinden met standaardapparatuur die vergelijkbaar is met die voor aardgas;
• drukbeheersing: waterstoftransport vergt doorgaans een hogere druk dan het transport van aardgas, wat uiteraard consequenties heeft. Om dezelfde hoeveelheid energie te kunnen transporteren, kan de transportsnelheid of de druk omhoog. Aangezien de ontwerpdruk van de leidingen hetzelfde blijft, is er verder geen invloed op de drukbeheersing;
• materiaalcompatibiliteit: doordat waterstofmoleculen kleiner zijn dan aardgasmoleculen kunnen ze bij lekkage gemakkelijk(er) 'ontsnappen'. Dit vergroot het risico bij lekkages echter niet, omdat de energie-inhoud kleiner is en waterstof veel vluchtiger is;
• ontvlambaarheid: waterstof is extreem ontvlambaar en kent een breed explosiegebied − ondergrens 4%, bovengrens 75% − waardoor kleine lekkages in een gesloten ruimte, met nauwelijks ventilatie of uitwisseling met de buitenlucht, grote gevolgen kunnen hebben.
• waterstofbrosheid: staal, waarvan de buizen zijn gemaakt, kan onder invloed van waterstofatomen broos worden met groei van scheurtjes in leidingen en aansluitingen tot gevolg. Dat kan overigens alleen als er al defecten aanwezig waren bij de aanleg. Spontane scheurvorming treedt namelijk niet op.

Hazard operability

De volgende stap in het waterstofproject in Rotterdam was het maken van een inventarisatie van de gebruiksrisico’s, in de vorm van een Hazard Operability (HAZOP). Hierbij wordt gekeken wat de gevolgen kunnen zijn van storingen in de apparatuur en van menselijk falen. Denk daarbij bijvoorbeeld aan veiligheidsincidenten door niet-gediagnosticeerde en/of bedieningsfouten en milieurisico’s door bijvoorbeeld lekkages.

De risico’s kunnen variëren van grootschalige schade aan installaties en infrastructuur tot langdurige onderbreking van de waterstofvoorziening en/of persoonlijk letsel. Op basis van de bevindingen uit een HAZOP wordt een actieplan opgesteld, waarna noodzakelijke technische modificaties en wijzigingen worden aangebracht in de operationele procedures.

Risico Inventarisatie en Evaluatie

Na de definitieve vaststelling van het ontwerp volgde een studie naar de veiligheid van de bouw van het netwerk, om risico’s al in de ontwerpfase zo veel mogelijk uit te sluiten. Gezien de aard van het project was er daarbij speciale aandacht voor zaken als explosie- en brandgevaar, structurele integriteit, lekkagerisico’s en de veiligheid van en de impact op de omgeving.

Op basis van de bevindingen van een team van experts is vervolgens een Risico Inventarisatie en Evaluatie (RI&E) opgesteld, een voor Nederlandse werkgevers verplichte oefening met als doel risico’s in kaart te brengen en te evalueren.

De resultaten daarvan zijn verwerkt in de plannen voor Veiligheid en Gezondheid (V&G-plan ontwerpfase); verplicht volgens de Arbowet en het Bouwbesluit 2012 voor projecten met specifieke risico’s. De uitvoerders worden gedurende de duur van het project geacht de werkzaamheden conform de daarin vastgelegde bepalingen uit te uitvoeren.

Tijdspad
Het waterstofnetwerk wordt gefaseerd uitgerold:
- 2026: eerste deel van het netwerk in Rotterdam gereed voor gebruik;
- 2026 - 2030: uitbreiding naar Noord-Nederland, inclusief verbindingen naar HyStock en grensverbindingen met Duitsland; het Noordzeekanaalgebied en Zuidwest-Nederland, inclusief een grensverbinding met België;
- 2031 - 2033: voltooiing van verbindingen tussen de industriële clusters, inclusief de Delta Rhine Corridor, en aansluiting op Chemelot.
Zo ontstaat stapsgewijs een nationaal waterstofnetwerk dat de basis legt voor een duurzame en concurrerende waterstofeconomie.

Traject

Het project Waterstofnetwerk Nederland is formeel van start gegaan in 2022, het jaar waarin de Projectprocedure Rijksenergieprojecten – voorheen Rijkscoördinatieregeling (RCR) − voor het project van kracht werd. In de loop van 2022 en 2023 zijn de eerste verkenningen uitgevoerd, waaronder de Notitie Reikwijdte en Detailniveau (NRD), en zijn voor specifieke gebieden milieueffectrapportages uitgevoerd. De daadwerkelijke voorbereidingen voor de bouw lopen sinds 2023.

Focus op industriële clusters en grensverbindingen

De nadruk ligt op het verbinden van grote industriële clusters, zoals Rotterdam, Eemshaven en Chemelot, en de regio's langs het Noordzeekanaal. Daarnaast worden grensverbindingen met Duitsland en België gerealiseerd om de integratie in het Europese waterstofnetwerk te waarborgen.

Regionale waterstofinfrastructuur

Naast het landelijke netwerk wordt onderzocht of regionale waterstofinfrastructuur, zoals distributienetten op lagere druk, noodzakelijk is om bedrijven buiten de grote clusters aan te sluiten. Dit onderzoek, Hyregions, is nog gaande, en op basis daarvan kan het ministerie van Klimaat en Groene Groei verdere stappen nemen in een eventuele regionale uitrol van waterstof.

Het uiteindelijke doel van het project is de realisatie van een landelijk dekkend waterstofnetwerk dat bijdraagt aan de verduurzaming van de industrie en de integratie van hernieuwbare energiebronnen. De planning is ambitieus, en de daadwerkelijke uitrol is afhankelijk van diverse factoren, waaronder vergunningverlening, technologische ontwikkelingen en marktacceptatie.

Met medewerking van Gasunie