Waterstof is vaak in het nieuws wanneer het gaat om verduurzaming en energietransitie. In onze routekaart naar klimaatneutrale productie speelt waterstof een sleutelrol. Hieronder gaan we dieper in op wat waterstof precies is en onze collega Jeroen Tap vertelt waarom het gebruik van waterstof zo belangrijk is in de transitie.
Wat is waterstof?
Om te begrijpen waarom waterstof zo’n belangrijke rol speelt in onze transitie naar een CO2-neutrale productie legt Jeroen uit wat het is. “Waterstof, is een kleur-, geur- en smaakloos gas. Een waterstofatoom bestaat uit een kern van 1 proton waaromheen 1 elektron draait. Twee waterstofatomen samen vormen het waterstofmolecuul. Het is het kleinste molecuul dat er bestaat, maar ook het meest voorkomende element in het hele universum.
De laatste jaren is waterstof een veel gebruikte term, maar het gebruik is zeker niets nieuws. Meer dan een eeuw geleden werd het bijvoorbeeld al gebruikt om straatverlichting te laten branden. Daarnaast kan het worden gebruikt als brandstof voor bij bijvoorbeeld auto’s en vrachtwagens of als brandstof in een chemisch proces.
Waterstof komt niet in de natuur voor, zoals bijvoorbeeld aardgas of aardolie, het moet geproduceerd worden. Het maken van waterstof kan op verschillende manieren en wordt vaak geduid met grijze, blauwe, groene en paarse of roze waterstof.
Grijze waterstof
Bijna alle waterstof die gemaakt wordt in Nederland is grijze waterstof. De kleur grijs verwijst naar de fossiele brandstof die wordt gebruikt om waterstof te produceren, dit is voornamelijk aardgas. Hierbij is wel het gevolg dat er CO2 wordt uitgestoten.
Blauwe waterstof
Bij de productie van blauwe waterstof, verloopt het proces bijna hetzelfde als bij grijze waterstof. Het verschil zit hem in het feit dat de CO2 afgevangen wordt en het daarna wordt opgeslagen, waardoor CO2-emissies worden gereduceerd. Deze methode om waterstof te produceren wordt in Nederland (nog) niet gebruikt.
Groene waterstof
Het proces om groene waterstof te produceren gebeurt met waterelektrolyse. Je geleidt een ‘stroom’ door water en dan splitsen de moleculen in waterstof en zuurstof. De stroom om groene waterstof te maken moet wel duurzame, groene elektriciteit zijn, bijvoorbeeld uit wind of zon.
Paarse of roze waterstof
Paarse, of ook wel roze, waterstof is een variant op groene waterstof, maar in plaats van elektriciteit uit wind of zon wordt hierbij nucleaire energie gebruikt, bijvoorbeeld uit Borssele. Als je waterstof via nucleaire elektriciteit produceert, dan kan dit zonder CO2-uitstoot. Er ontstaat echter wel nucleair afval wat veilig opgeslagen moet worden.
De inzet van waterstof bij Dow Terneuzen
Om te begrijpen hoe we waterstof in gaan zetten bij de verduurzaming en energietransitie van de site, is het goed om te weten wat we doen. In onze fabrieken worden plastics en chemicaliën geproduceerd, die we dagelijks gebruiken. Denk hierbij aan telefoons of matrassen. De bouwstenen voor deze plastics en chemicaliën worden gemaakt in onze krakers. Om deze bouwstenen te produceren worden nafta en LPG in de krakers onder hoge temperatuur omgezet in kleinere bouwstenen; ethyleen en propyleen. Bij deze productie komen er ook bijproducten vrij, dit noemen we off-gas wat bestaat uit methaan en waterstof. Deze off-gas gaat vervolgens weer terug het productieproces in, het wordt gebruikt als brandstof om de hoge temperaturen te bereiken in ons kraakproces. Het verbranden van off-gas heeft wel een nadeel, er komt namelijk CO2 bij vrij. Daar willen we natuurlijk vanaf en dat doen we met verduurzamingsprojecten.
Welke rol speelt waterstof in de verduurzaming?
Circulaire Waterstof
Zoals uitgelegd zijn er verschillende soorten (kleuren) waterstof. Bij Dow gaan we een net iets andere variant inzetten, namelijk Circulaire Waterstof. Om de verduurzaming bij onze krakers te versnellen gaan we waterstof gebruiken als brandstof voor onze krakers. Je krijgt dan ook weer de bouwstenen ethyleen, propyleen en het bijproduct off-gas. Dat laatste, off-gas, kunnen we omzetten in een ATR-reactor, een nieuw te bouwen fabriek. Dit staat voor Auto-Thermal Reforming. Dit is een reactor waarin je het off-gas omzet naar waterstof en CO2. De waterstof gebruik je dan als brandstof voor de krakers om zo de hoge temperatuur te halen om het kraakproces optimaal te laten verlopen. Het grote voordeel daarbij is dat als je waterstof verbrandt er alleen waterdamp vrijkomt. Er komt nog steeds CO2 vrij, maar doordat dit onder hoge druk en hoge concentratie uit de ATR-reactor komt is dit veel eenvoudiger af te vangen en uiteindelijk op te slaan. Dit noemen we Circulaire Waterstof. Kort gezegd komt het op het volgende neer: het produceren van plastics en chemicaliën doen we via een kraakproces, dat levert een bijproduct, namelijk off-gas op. Dit Off-gas wordt vervolgens via een ATR-reactor omgezet in waterstof en CO2. De CO2 vangen we af en slaan we op en het waterstof wordt vervolgens weer gebruikt als brandstof in het kraakproces. Zo maken we de cirkel rond.
In onze eerste stap naar klimaatneutrale productie, oftewel generatie 1 (zie hierboven), speelt de toegepaste techniek met circulaire waterstof dus een belangrijke rol. Jeroen vertelt waarom dit ingezet kan worden en hoe het in zijn werk gaat. “De ATR-technologie voor het produceren van waterstof bestaat al tientallen jaren. Het is alleen nog niet op zo’n grote schaal ingezet. Het is de schoonste techniek dat op dit moment het makkelijkste te realiseren is op relatief korte termijn. De fornuizen van de krakers blijven hetzelfde, alleen de branders moeten aangepast worden en we onderzoeken of de leidingen geschikt zijn voor waterstof. Ook moeten de procescomputers aangepast worden met de nodige software.”
Onze routekaart naar klimaatneutrale productie
We werken hard om onze doelstelling voor 2050, een klimaatneutrale productie, te halen. Hiervoor hebben we het Multi Generation Plan. In drie generaties werken we hiernaartoe. Jeroen Tap legt uit: “Als we nu maatregelen nemen kunnen we een omslag maken. We hebben verschillende mogelijkheden onderzocht. Eén van de mogelijkheden was bijvoorbeeld de CO2-uitstoot afvangen in de schoorstenen van de krakers. De concentratie van de CO2-uitstroot is echter dusdanig klein dat er een hele grote afvanginstallatie nodig is en dat maakt deze techniek niet haalbaar.”
“We werken ook nog aan een andere techniek, namelijk elektrisch kraken, waardoor we onze CO2-uitstoot volledig naar 0 terug kunnen brengen. Daar doen we op dit moment onderzoek naar samen met Shell en hierbij zijn inmiddels al mooie mijlpalen bereikt. Deze technologie kunnen we op dit moment nog niet inzetten. Natuurlijk kunnen we ondertussen ook niet stil blijven zitten, anders zijn we tientallen jaren verder en blijft de CO2-emissie zoals die nu is. Om onze doelstelling te behalen moeten we nu starten. De eerste stap daarin is waterstof. Het is de schoonste methode om in deze eerste fase van onze routekaart naar 0 toe te passen. Zo blijven we ons inzetten voor een duurzame toekomst.
