Testen van opslag waterstof in zoutcaverne ter flexibilisering duurzaam energiesysteem

Aanleiding

Door de veranderende energiemix, waarbij het aanbod in duurzame energiebronnen (wind en zon) steeds toe zal nemen, zal ook het belang van technologieën die de flexibiliteit van het energiesysteem vergroten steeds belangrijker worden, om een voortdurende balans tussen vraag en aanbod van energie te behouden.

Uit een door Gasunie en TenneT gezamenlijk uitgevoerde studie 'Infrastructure Outlook 2050' blijkt onder meer dat:

• Er een grote behoefte is aan energieopslag in de vorm van gas als energiedrager om seizoenen te kunnen overbruggen, o.a. voor situaties als “Dunkelflaute” en “Elfstedentocht”. Dit leidt tot een grote behoefte om zoutcavernes in te richten voor opslag van waterstof.
• Alleen gasopslag, vanwege de veel grotere volumes, een oplossing is voor seizoensgebonden opslag in een energiesysteem gebaseerd op zon en wind. Grootschalige en langdurige (> 24 h) opslag in de vorm van elektronen (batterijen) is momenteel niet economisch.
• De behoefte aan seizoensopslag in alle scenario's circa 35 TWh bedraagt.

Doelstelling

De ondergrondse opslag van duurzame brandstofgassen, zoals waterstof, in ondergrondse zoutruimtes (ook wel zoutcaverne genoemd) is één van de mogelijke oplossingen met een groot potentieel om meer flexibiliteit in het energiesysteem te krijgen.

Het doel van dit pilotproject is om een installatie onder reële omstandigheden te testen en te valideren, om duurzaam (groen) geproduceerde waterstof te injecteren en uit te zenden voor opslag in zoutcavernes.

De met dit project te verwerven kennis en inzichten zijn de noodzakelijke laatste stap om grootschalige waterstofopslag in ondergrondse zoutruimtes technisch te kunnen realiseren, met draagvlak bij alle stakeholders en op efficiënte manier.

Duurzaam opgewekte elektriciteit is economisch grootschalig en langdurig op te slaan in de vorm van waterstofgas. Na conversie tot waterstof is deze energiedrager veel economischer grootschalig te transporteren en op te slaan dan elektriciteit zelf.

De (groene) waterstof kan niet alleen opnieuw worden ingezet voor elektriciteitsopwekking in periodes van elektriciteitsschaarste, maar is ook direct in te zetten voor mobiliteit, industriële toepassingen en warmtevraag.

Korte omschrijving

De werkzaamheden binnen het project kunnen als volgt worden samengevat:

• Het ontwikkelen en realiseren van een pilot-installatie in een kleine zoutcaverne op de locatie Zuidwending;
• Het uitvoeren van veldtesten met de daarbij behorende veiligheidsbarrières, waarbij waterstof wordt geïnjecteerd en uitgezonden. Deze testen dienen ter validatie, monitoring en analyse van de beoogde innovaties onder reële omstandigheden;
• Een generieke methodologie ontwikkelen waarmee partijen de risico's, die gepaard gaan met ondergrondse waterstofopslag in zoutcavernes, kunnen identificeren en kwantificeren.

Injectie en uitzenden van waterstofgas waarbij gebruik wordt gemaakt van een 'dubbel safety barrier system' is tot nu toe nergens ter wereld gerealiseerd en vormt een grote technische uitdaging.

Resultaat

Het pilotproject moet de technische integriteit, geologische dichtheid, stabiliteit en veiligheid van een ondergronds waterstofopslagsysteem valideren.

Op basis van dit pilotproject zal Energystock samen met het bevoegd gezag een definitief ontwerp vaststellen voor toekomstige commerciële installaties. Het project zal daarmee grootschalige opslag van waterstof mogelijk maken.

Het uiteindelijke resultaat is dat er binnen 4 tot 6 jaar een grootschalige ondergrondse opslag van waterstof wordt gerealiseerd. Per caverne ontstaat een opslagcapaciteit van circa 1 miljoen m³ geometrisch volume. Dit volume, gevuld met waterstofgas onder hoge druk, staat gelijk aan 250 à 300 GWh aan energie!

In het met dit project uiteindelijk beoogde energiesysteem wordt waterstof:

• zonder CO2-emissie (groen) geproduceerd door middel van (overload/onbalans) elektriciteit gewonnen door windparken of parken met zonnepanelen;
• gebruikt om zonder CO2-uitstoot energie te leveren om de gebouwde omgeving te verwarmen, industrieën van energie te voorzien en als brandstof voor mobiliteit;
• in grote hoeveelheden ondergronds in zoutcavernes opgeslagen en wordt op afroep opgeslagen of juist beschikbaar gesteld.