‘Ja, we kunnen zelf methaan maken, en dat gebeurt ook al’, zegt Daan Peters, oprichter van adviesbureau Common Futures in Utrecht. ‘We zien dat investeerders daar ineens grote interesse in hebben.’ Common Futures geeft advies op het gebied van de energietransitie. ‘We werken aan systeemoptimalisatie in de energiesector: het zo goed mogelijk op elkaar laten aansluiten van vraag, aanbod en infrastructuur.’ 

Voorraden

De hoge gasprijzen zijn alarmerend, maar eigenlijk is de opgave die voorkomt uit Poetins gesol met Nordstream, nauwelijks nieuw. We moesten toch al van fossiele brandstoffen af, en we zaten al in een gigantische omschakeling die we ‘de energietransitie’ noemen, maar die ook verwante sectoren aangaat: chemische industrie, landbouw, de bouw – eigenlijk alle bedrijvigheid. ‘Maar het afsluiten van de Nordstream-1 heeft alles wel op scherp op gezet’, zegt Peters. Ineens ging het om enkele maanden, niet de decennia van de klimaatplannen. De voorraden van Nederland en veel Europese landen zijn redelijk op peil voor de komende winter dankzij snel (en duur) opkopen, en ook het aanboren van alternatieve bronnen komt op gang. Noorwegen levert nu gas, en begin september werd in Eemshaven een drijvende terminal geopend voor LNG, vloeibaar gas per schip aangevoerd. ‘Dat is begrijpelijk. Er is nu een crisis dus je wilt nu oplossingen’, zegt Peters, ‘We gaan het gas ergens anders halen. Maar tegelijkertijd is er de realisatie dat er langetermijnoplossingen nodig zijn.’ 

‘De bottleneck is het aantal windmolens en zonneparken’ 

Zon en wind 

Die bestaan heus wel, bijvoorbeeld vergisting en vergassing van biomassa tot biomethaan. En met elektriciteit uit wind, zon en andere duurzame bronnen kun je waterstof maken, zegt Ruud van Ommen, hoogleraar aan de TU Delft die onderzoek doet naar het energiesysteem van de toekomst. Waterstof kun je inzetten als brandstof, bijvoorbeeld voor trucks, of om later weer elektriciteit mee op te wekken. Maar je kunt het ook inzetten als groene, niet-fossiele grondstof voor chemicaliën als methanol, ammonia, synthetische diesel of kerosine en, ja, ook methaan, het hoofdbestanddeel van aardgas. ‘Maar zulke processen zet je niet neer in een paar maanden, of zelfs jaren’, zegt Van Ommen. 

Het laaghangende fruit is: energie besparen. Van Ommen: ‘Die stap is in de procesindustrie al grotendeels genomen. En niet alle reducties zijn ook echt besparingen. Kunstmestproducent YARA heeft bijvoorbeeld de productie van kunstmest met aardgas stilgezet omdat het gas te duur is geworden. Maar die kunstmest hebben we natuurlijk wel nodig, en hun dure installaties staan daar nu en doen niets.’ 

Relatief eenvoudig is ook het vervangen van verhittingsprocessen in chemische installaties en raffinaderijen: in plaats van met gas, dat nu duur is, zou dat ook kunnen met goedkopere elektriciteit uit zon of wind. Shell en Dow Chemicals onderzoeken bijvoorbeeld elektrische krakers om ethyleen te maken. ’Maar ook dergelijke installaties bouwen kost zeker een paar jaar’, zegt Van Ommen.  

Bovendien zijn nu elektriciteitsprijzen gekoppeld aan de gasprijs. Dus tenzij een bedrijf zelf elektriciteit opwekt met een eigen zonne- of windpark, of daar een gunstig contract voor afsluit, biedt dat niet meteen voordeel. Dat bewijst: aardgastekort mag de oorzaak zijn, het eigenlijke tekort is een energietekort. ’De bottleneck is het aantal windmolens en zonneparken’, zegt Van Ommen, ‘en dat breid je niet even versneld uit.’  

’Biomethaan wordt nu rendabel’

Biomassa 

Een proces waar de chemie wel relatief snel op kan inspelen, is de productie van biomethaan, zegt Peters. Vergisting van biomassa wordt op steeds grotere schaal toegepast (zie kader.) Volgens een rapport van de Topsector Energie werd in Nederland begin 2020 zo’n 144 miljoen kubieke meter groen gas geproduceerd; in 2030 moet dat 2 miljard kuub zijn. Efficiënter nog is vergassing van houtige biomassa zoals als stro en hout. Dat levert syngas, een in de chemie veelgebruikt mengsel van waterstof en koolmonoxide waaruit je biomethaan, biomethanol of andere brandstoffen kunt maken. Peters: ‘Ook biomassavergassing is inmiddels bewezen technologie, nu de laatste problemen met de vorming van teer zijn opgelost, maar het wordt nog niet op grote schaal toegepast.’ De hoge prijs van aardgas is duidelijk een stimulans voor procesontwikkeling. ‘Biomethaan op basis van vergisting kost nu ongeveer 55 euro per Mwh, plus kosten voor bijvoorbeeld injecteren in het gasnet’, zegt Peters. ‘Dat was lange tijd niet rendabel, maar met de huidige gasprijzen wel. Nu zie je dan ook interesse om op industriële schaal hernieuwbaar gas te maken. Daar verwacht ik de komende jaren wel stappen.’ 

Biomassa heeft geen onomstreden reputatie: soms wordt er op niet-duurzame wijze bos voor gekapt. Strikte duurzaamheidscriteria zijn dus nodig. Ook is het potentieel aan duurzame biomassa eindig. ‘Momenteel levert bioenergie zo’n 60 procent van alle hernieuwbare energie in de EU. Op den duur zal het aandeel van wind en zon, inclusief groene waterstof, sterk stijgen.’ 

Over de waterstofeconomie hoorden we in vorige decennia veel. Elektrolyse-installaties om waterstof te maken met stroom, hebben in die tijd een lange weg afgelegd: van laboratoriumproeven naar proefprojecten naar serieuze installaties. In juli maakte Shell bekend een 200 MW-elektrolyse-installatie te bouwen op de Tweede Maasvlakte, die tot 60 ton waterstof per jaar zal produceren uit windenergie. Die waterstof wil Shell gaan gebruiken in zijn raffinaderijen, in plaats van ‘grijze’ waterstof uit aardgas (waarbij CO₂ wordt uitgestoten). De technologie lijkt daarmee klaar voor de markt, maar de schaal is nog altijd relatief klein. Ter vergelijking: volgens Europese plannen moet de waterstofproductie in 2030 10 miljoen ton bedragen. Peters: ‘De ontwikkeling van elektrolysers gaat behoorlijk snel. De kosten voor een elektrolyser liggen nu op ongeveer 1000 euro per kilowatt. Dat zou rond 2030 rond de 270 euro moeten zijn.’  

Paradox 

Een veelgehoorde term is Power-to-Fuel of ook Power-to-X: waterstof kan de basis zijn voor weer andere chemicaliën, van brandstoffen tot grondstoffen voor de chemische industrie. Uit syngas, het veelzijdige mengsel van waterstof en CO, kun je bijvoorbeeld kerosine maken, voorlopig de enige kansrijke kandidaat voor CO₂-arme luchtvaart. ‘Elektrisch vliegen of vliegen op waterstof zal alleen voor korte afstanden haalbaar zijn, vanwege de lage energiedichtheid van de opslag’, zegt Peters, ‘maar verplicht gebruik van hernieuwbare brandstoffen zit er ook voor de luchtvaart aan te komen.’ Ook de stijgende beprijzing voor CO₂-uitstoot via het Europese Emissions Trading-systeem (ETS) wordt een aanjager als scheep- en luchtvaart daarin gaan meetellen. Peters: ‘Die CO₂-prijs is de afgelopen jaren gestegen van 20 naar 80 euro per ton CO₂ en zal vermoedelijk doorstijgen tot boven de 100 euro.’  

‘De gascrisis maakt vooral het brede publiek wakker’   

Sommige toepassingen vragen om specialistische oplossingen. De scheepvaart draait nu nog op stookolie, wat veel CO₂- en zwaveluitstoot oplevert. Waterstof is geen optie door de lage energiedichtheid: opslag in tanks moet of supergekoeld gebeuren of onder hoge druk, en dan nog is de energiedichtheid laag. Scheepvaartgigant Maersk onderzoekt daarvoor biomethanol. Ook ammonia, te maken uit waterstof en stikstof uit de lucht (via het Haber-Bosch-proces), is een mogelijke kandidaatbrandstof.  

Paradoxaal genoeg remt de hoge gasprijs soms juist ontwikkelingen om van het gas af te komen. Zo’n spagaatgeval is bijvoorbeeld DRI (Direct Reduced Iron), een techniek om ijzer te maken uit ijzererts met hulp van waterstof in plaats van kolen. Dat scheelt veel CO₂ en andere schadelijke uitstoot. Op 29 augustus kondigde Tata Steel in IJmuiden aan 65 miljoen euro te investeren in de ‘waterstofroute’, met als doel uiteindelijk een DRI-fabriek te bouwen, inclusief afspraken met netbeheerder Tennet om in de toekomst groene stroom af te nemen. Maar op korte termijn is er lang niet genoeg groene stroom om de benodigde waterstof te produceren, dus zal die uit aardgas gewonnen moeten worden, met afvang en opslag van de geproduceerde CO₂ (blauwe waterstof). ‘Door de hoge gasprijzen wordt dit project nu juist heel duur’, zegt Peters. 

Het hele netwerk 

Dit artikel begon met de vraag of de chemie ons een alternatief kan leveren voor het uitblijvende Russisch gas, maar stelde al gauw dat het eigenlijk niet om aardgas ging, maar om energie. Om vervolgens uit te komen op een waaier van chemicaliën en brandstoffen die je daarmee kunt maken. Dat is niet toevallig, zegt Van Ommen. ‘Je ziet een verbreding. Lang ging het over de waterstofeconomie, maar het is gevaarlijk om te focussen op één aspect of één stof.’ Het gaat om het ombouwen van het hele netwerk van chemicaliën en processen, niet alleen voor de energievoorziening. En dat is lang niet altijd een puur chemisch vraagstuk. ‘Personenvervoer en de verwarming van huizen met warmtepompen worden elektrisch in plaats van brandstofgedreven.’  

Juist daarom draagt het Delftse instituut dat Van Ommen leidt, de naam e-Refinery. De ‘e’ staat voor elektrisch, en ‘refinery’ (raffinaderij) voor het omzetten van elektriciteit in brandstoffen en bulkchemicaliën. In dat netwerk is de hoge aardgasprijs door de Oekraïne-oorlog zeker een element dat de zaak aanjaagt. Maar omdat serieuze ontwikkelingen jaren kosten, valt de invloed van daarvan grotendeels samen met de noodzaak om van fossiele brandstoffen af te stappen voor het klimaat. Van Ommen: ‘De chemische sector weet dit inmiddels wel. De gascrisis zet het voornamelijk bij een breder publiek op de kaart. Ik denk dat de meeste bedrijven de afgelopen tijd al de omslag gemaakt hebben. Toen we hier vijf jaar geleden mee begonnen was er veel scepsis, maar nu kom je eigenlijk geen bedrijf meer tegen dat deze afwegingen niet in zijn strategie heeft zitten.’