'Blauwe waterstof blijft in alle scenario's goedkoper dan groene'
Voor de rendabele productie van groene waterstof is veel goedkope groene stroom nodig, maar het is onwaarschijnlijk dat die er zal komen. Groene waterstof kan daarom alleen rendabel worden met forse subsidies, betoogt hoogleraar Machiel Mulder van de Rijksuniversiteit Groningen deze donderdag in economenvakblad ESB.
Waterstof heeft een aantal evidente voordelen als energiedrager: bij de verbranding ervan komt geen CO2 vrij, het is makkelijk te transporteren en op te slaan en het kan voor een breed palet aan toepassingen worden ingezet, van mobiliteit tot verwarming en van huishoudens tot de industrie. Waterstof, en dan vooral groene waterstof, wordt daarom wel gezien als een belangrijke bouwsteen van een toekomstige, CO2-vrije energievoorziening. Eigenlijk heeft waterstof maar één belangrijk nadeel, schrijven hoogleraar Machiel Mulder en onderzoeker Peter Perey van de Rijksuniversiteit Groningen (RUG): “Het bestaat [...] niet in pure vorm in de natuur en moet dus gemaakt worden.”
Machiel Mulder
Machiel Mulder is hoogleraar Regulering van energiemarkten en directeur van het Centre for Energy Economics Research (Ceer) van de Rijksuniversiteit Groningen (RUG).
In het ESB-artikel vergelijken de wetenschappers de kosten van twee manieren om waterstof te maken: met aardgas en stoom, en met elektriciteit en water (elektrolyse). Bij de eerste methode komt CO2 vrij, maar als deze wordt opgevangen en opgeslagen, wordt gesproken over blauwe waterstof. Bij elektrolyse spreekt men van groene waterstof, mits de gebruikte elektriciteit zelf ook groen is.
De belangrijkste conclusie van het ESB-artikel is dat de economische vooruitzichten van groene waterstof in vrijwel alle scenario's ongunstig zijn. Om groene waterstof rendabel te produceren, is volgens de auteurs namelijk “te veel nodig: hoge prijzen voor aardgas en CO2 aan de ene kant, niet te veel concurrentie vanuit andere stroomgebruikers voor stroom en groencertificaten aan de andere kant plus een enorme uitbreiding van wind- en zonneparken”.
Goedkope groene stroom
Mulder en Perey voeren een aantal redenen aan dat het onwaarschijnlijk is dat groene waterstofproductie rendabel zal worden. Zo zal de vraag naar elektriciteit de komende decennia fors groeien als gevolg van elektrificatie, economische groei en de groei van specifieke sectoren met een hoge stroomvraag, zoals datacenters. Daarnaast zal volgens de auteurs ook specifiek de vraag naar groene stroom groeien, zodat groene-waterstoffabrieken als afnemer van groencertificaten zullen moeten concurreren met andere gebruikers.
Een tweede reden is volgens de onderzoekers dat het onwaarschijnlijk is dat er “overtollige stroom” zal komen, zoals wel eens gesuggereerd wordt. Het idee hierachter is dat als er veel wind- en zonneparken zijn, er steeds vaker momenten zullen zijn waarop er meer aanbod dan vraag naar stroom is. Die vlieger gaat volgens Mulder en Perey niet op, want als er geen vraag is, en de stroomprijs dus nul of lager is, zullen zelfs wind- en zonneparkexploitanten hun installaties stilzetten. Dat zich in Duitsland bijvoorbeeld wel negatieve prijsvorming voordoet, komt alleen maar doordat producenten gesubsidieerd worden om ook te blijven produceren als er geen vraag is naar hun stroom. Zulke subsidiesystemen “zullen in de toekomst normaliter niet meer bestaan”, stellen Mulder en Perey, omdat ze erg duur zijn en de markt verstoren.
Wat er uiteindelijk nodig zal zijn om groene waterstof rendabel te maken, zijn daarom heel veel uren met lage, maar niet negatieve stroomprijzen. Volgens een eerdere analyse van Mulder zou de stroomprijs “gedurende de helft van alle uren in een jaar gemiddeld lager dan twintig euro per megawattuur [moeten] zijn om rendabel te kunnen produceren”. Het probleem hiermee is dat in dat geval de exploitatie van wind- en zonneparken weer niet rendabel zou zijn. Want om een investering in een windpark terug te verdienen, moet de gemiddelde stroomprijs over een jaar gezien juist voldoende hoog zijn.
Kortom, zonder subsidie voor elektrolyse gaat groene waterstof volgens de auteurs niet rendabel worden. Zo'n subsidie vinden zij op zichzelf echter niet wenselijk. Het zou een ongelijk speelveld betekenen met andere gebruikers van groene stroom, en een “stapeling van beleidsinstrumenten” zijn, “omdat groene waterstofproductie al indirect profiteert van subsidieregelingen voor hernieuwbare stroom en hoge CO2-kosten voor grijze waterstofproductie”.
Elektrolyse op zee
Mulder en Perey besteden speciale aandacht aan de directe productie van waterstof met windparken op zee, omdat de hierboven genoemde bezwaren daarvoor niet in directe zin gelden. Als alle elektriciteit van een windpark op zee wordt omgezet in waterstof, dan zit het verdienmodel immers niet alleen in het spel tussen de prijzen van stroom, waterstof, gas en CO2, maar ook in de vermeden kosten voor de aanleg van de stroomkabels van zee naar land. Als bestaande gasleidingen worden gebruikt om de waterstof aan land te brengen, leidt dat volgens de onderzoekers tot “aanzienlijke netwerkbesparingen”.
Dat maakt waterstofproductie op zee “per saldo voordeliger” dan op land, stellen Mulder en Perey. Desondanks geldt ook in dat geval dat het “aanzienlijk duurder” is dan de productie van blauwe waterstof. Zelfs als de duurste CCS-techniek wordt toegepast en uitgegaan wordt van hoge kosten voor gas en CO2-transport, blijft blauwe waterstof voordeliger dan groene. “Om de transitie naar waterstof snel te maken en op korte termijn emissiereductie te realiseren, lijkt inzetten op blauwe waterstof daarom de verstandigste keuze”, concluderen de wetenschappers.