Waterstof in Nederland: ‘Veelbelovende projecten op kleine én grote schaal’

Quantum, duurzame mobiliteit, veiligheid. Hightech speelt een steeds grotere rol in ons dagelijks leven. Vandaag interviewen we Michiel Dorrepaal. Hij is betrokken bij Holland High Tech als programmaraadslid voor het innovatiedomein Energy Materials. Daarnaast is Dorrepaal senior systeemarchitect bij VDL Hydrogen Systems. Dit bedrijf streeft naar het produceren van elektrolyzers die zo efficiënt mogelijk werken. Volgens Dorrepaal zijn er in Nederland verschillende veelbelovende prototypes in ontwikkeling die efficiënt waterstof kunnen produceren.

Hoe zou jij jezelf omschrijven in één woord?

“Onderzoekend. In mijn kindertijd haalde ik al apparaten uit elkaar, en dat doe ik nog steeds. Op dit moment ben ik betrokken bij de ontwikkeling van elektrolyzers die zo efficiënt mogelijk groene waterstof produceren. Ik kom steeds weer nieuwe problemen tegen die ik graag oplos. Als je een onderzoekende houding hebt, dan vind je eigenlijk altijd wel een aantal verschillende oplossingen voor een probleem.”

Jij bent dus programmaraadslid Energy Materials. Wat houdt dat innovatiedomein in?

“Binnen dit innovatiedomein richten we ons op materialen die nodig zijn voor het produceren, transporteren en converteren van groene energie. In de toekomst zullen we ons steeds meer richten op groene energie via wind, zon en warmte. Wanneer die energie beschikbaar is, willen we het opslaan voor een later moment, bijvoorbeeld ’s nachts of in de winter. Dan wil je die energie weer kunnen omzetten, bijvoorbeeld in elektriciteit. Daarom is dit innovatiedomein zo belangrijk: we zorgen dat groene energie betrouwbaar en op elk moment benut kan worden.”

Kun je een paar concrete toepassingen en projecten noemen in Nederland waar jij enthousiast van wordt?

“Op het gebied van waterstof zijn er momenteel verschillende pilotprojecten aan de gang, variërend van relatief klein tot behoorlijk grote schaal. Wij werken bij VDL Hydrogen Systems aan een elektrolyzer van 15 megawatt. Sommige partijen werken aan een installatie van wel 100 megawatt. Uiteindelijk zullen er vele gigawatts aan waterstofcapaciteit nodig zijn, dus Nederland doet er goed aan om flink op te schalen.

Daarnaast gebeurt er veel op het gebied van warmteopslag. Zo zijn er methoden om warmte op te slaan in aquifers: ondergrondse waterbassins. In Amsterdam wordt dit al toegepast, waarbij de opgeslagen warmte teruggegeven wordt aan huishoudens.”

Op het gebied van waterstof: waar is Nederland nou echt goed in?

“De elektrodes in een elektrolyzer zijn bedekt met een katalysator gemaakt van schaarse materialen. Met dunnelaagtechnologie kun je hetzelfde effect bereiken met veel minder schaarse materialen. Cruciaal voor de energietransitie. Op dat gebied speelt Nederland een sterke rol.”

Daarnaast is deze dunnelaagtechnologie ook interessant voor batterijen, omdat batterijen en elektrolyzers in zekere zin op elkaar lijken.”

Hoe ver zijn we met de ontwikkeling van deze dunnelaagtechnologie? Wordt het al op grote schaal toegepast?

“Er zijn bedrijven die via vonkerosie kleine materiaaldeeltjes maken en deze op een substraat leggen, waardoor ze als elektrode kunnen functioneren. Daarnaast onderzoekt TNO andere technieken, zoals atomic layer deposition: een techniek om extreem dunne, nauwkeurige lagen materiaal op een oppervlak aan te brengen, laagje voor laagje. Deze technieken bestaan al en worden bijvoorbeeld al gebruikt in de halfgeleiderindustrie. Voor waterstoftoepassingen worden ze echter nog maar beperkt toegepast.”

Er zijn vast ook uitdagingen in Nederland wat betreft waterstof en warmteopslag, toch?

“Een grote uitdaging waar we voor staan: de concurrentie aangaan met landen waar de lonen relatief laag zijn. Op het gebied van zonne-energie hebben we die wedstrijd in mijn ogen niet gewonnen. Je ziet bijvoorbeeld dat het gros van de zonnepanelen uit China komt. Ik hoop dat we in de toekomst die wedstrijd op het gebied van elektrolysers en warmteopslag wél gaan winnen.”

Hoe denk je dat we die wedstrijd kunnen winnen?

“Bijvoorbeeld door de productie volledig te automatiseren zodat er maar relatief weinig mankracht nodig is. Of we kunnen ons focussen op het maken van machines die worden gebruikt om elektrolyzers te maken, en die machines dan weer verkopen aan andere landen.”

Inzoomend op jouw werkzaamheden bij VDL Hydrogen Systems: waar ben jij tot nu toe het meest trots op?

“Ik ben heel trots op onze prototype-elektrolyzer die we nu aan het testen zijn. Het mooiste is dat je lange tijd met een team aan een mijlpaal werkt, en wanneer je dan voor het eerst waterstof produceert, geeft dat echt een moment van trots. 

Bij VDL moesten we kiezen tussen verschillende technologieën: solid oxide en alkaline elektrolyzers. Inmiddels hebben we ervoor gekozen om ons op één van de twee te focussen, zodat we daar echt krachtig in kunnen zijn. Solid oxide elektrolyzers werken bij hoge temperaturen, terwijl alkaline elektrolyzers werken bij lagere temperaturen. Hogere temperaturen geven theoretisch hogere efficiëntie, maar solid oxide kent nog veel uitdagingen. Daarom hebben we gekozen voor de technologie die nu dichter bij marktintroductie staat: alkaline elektrolyzers.”

Heb je nog een boodschap voor de lezer?

“Als je een probleem hebt en een oplossing zoekt, probeer altijd meerdere opties te bedenken – liefst meer dan drie. Zo zijn er verschillende manieren om efficiënt waterstof te maken, en elk systeem kent zijn eigen uitdagingen. Wij organiseren brainstormsessies met het team om tien tot twaalf mogelijke oplossingen te bedenken, zodat we de beste kunnen kiezen. Het belangrijkste is: zet je oogkleppen niet te vroeg op.”

Luister hier naar de aflevering op Spotify.