Als onderdeel van het MultiPLHY-project heeft Sunfire ’s werelds eerste multi-megawatt hogetemperatuurelektrolyser geïnstalleerd in de raffinaderij voor hernieuwbare producten van Neste in Rotterdam. Dit om groene waterstof te produceren. In totaal zal het bedrijf twaalf elektrolysemodules op locatie installeren, samen goed voor ’s werelds grootste hogetemperatuurelektrolyser die in een industriële omgeving is geïnstalleerd.
Neste – ’s werelds grootste producent van duurzame vliegtuigbrandstof, hernieuwbare diesel en duurzame grondstoffen voor kunststoffen en andere materialen – streeft naar een koolstofneutrale productie in 2035. Hernieuwbare waterstof en Power-to-X-technologieën zijn twee van de belangrijkste ontwikkelingsgebieden van het bedrijf. Neste volgt de ontwikkeling van verschillende elektrolysetechnologieën op de voet en erkent het toekomstige potentieel van elektrolyseoplossingen voor hoge temperaturen. Grootschalige waterstofproductie is essentieel om de Klimaatdoelen van 2050 te halen.
Veelbelovende techniek
Om hun ambitieuze duurzaamheidsdoelstellingen te bereiken, implementeren energie-intensieve industrieën innovatieve cleantech-oplossingen. Tegen deze achtergrond is elektrolyse voor de productie van groene waterstof een van de meest veelbelovende oplossingen om fossiele brandstoffen te vervangen en de CO2-uitstoot te verminderen. De techniek van de hogetemperatuurelektrolyser van Sunfire is gebaseerd op sunfire’s innovatieve SOEC (solid oxide electrolysis cell) technologie. Dat bestaat uit een vaste oxide of keramische elektrolyt om waterstof (en/of koolmonoxide) en zuurstof te produceren.
De elektrolyser werkt bij temperaturen tot 850° Celsius. In het geval van de demonstratiefabriek van Neste gaat het om stoom van 850º Celsius. Er is dus al veel energie toegevoegd aan het water voordat de daadwerkelijke elektrolyse plaatsvindt. Daardoor is voor de productie van een kilo waterstof nog een kleine 45 kWh nodig, terwijl dat voor reguliere elektrolysers gevoed met koud water zo’n 55 kWh is. Hoe hoger dus de temperatuur, hoe minder kilowatturen (kWh) schone elektriciteit nodig zijn voor de productie van een kilo groene waterstof. Boven de 1.800 graden is voor het ontleden van water überhaupt geen elektriciteit meer nodig, daar gaat elektrolyse van water over in thermolyse. Door industriële off-heat te gebruiken, verwerkt de elektrolyser waterstoom tot waterstof met de hoogste conversie-efficiëntie. Omdat de stoom de vraag naar elektriciteit vermindert, is de SOEC-technologie van Sunfire de meest efficiënte elektrolyse-oplossing op de markt. De MultiPLHY-website zegt dat de 2,6 MW-machine ten minste 20% hogere efficiëntie zal hebben dan equivalenten bij lage temperaturen.
Hoger rendement, minder flexibiliteit
Idealiter komt de bulk van de warmte voor de stoomproductie uit een duurzame bron, zoals geconcentreerde zonnekracht, (diepe) geothermie of kernenergie. Restwarmte uit industriële processen is ook een goede optie. Indien geen flinke warmtebron beschikbaar is, is het mogelijk om de stoom zelf ook met elektriciteit te produceren. Dan gaat wel een deel van de efficiencywinst ten opzichte van lagetemperatuur-elektrolyse verloren. Waterstofproductie met (vooral) variabele wind- en zonnestroom is dan in ieder geval lastig, want opwarmen en afkoelen van de keramische cellen kost tijd en veelvuldig verhitten en afkoelen zal ten koste gaan van de technische levensduur van de elektrolyser.
Rendement
“De laatste tijd konden we een elektrisch rendement van 84% el,LZV aantonen. Dit was een doorbraak-moment. We zijn verheugd om onze SOEC-elektrolyzer binnenkort op multi-megawattschaal in gebruik te nemen”, zegt Christian von Olshausen, CTO van Sunfire. “We hebben de SOEC-modules intensief getest om er zeker van te zijn dat ze aan de hoogste kwaliteitsnormen voldoen. Nu is het tijd om onze technologie te demonstreren in een industriële raffinaderijomgeving.” De hogetemperatuurelektrolyser zal direct worden geïntegreerd in de raffinaderijprocessen van Neste en zal deel uitmaken van de productie van hernieuwbare producten op locatie. Na de ingebruikname zal de elektrolyser meer dan 60 kg groene waterstof per uur produceren.
Sunfire-CEO Nils Aldag onderstreept het belang van grootschalige elektrolyseprojecten zoals MultiPLHY: “Net-zero kan niet alleen worden bereikt – daarom hebben we baanbrekende partners nodig om onze visie van een wereld zonder fossiele brandstoffen om te zetten in realiteit. Onze innovatieve elektrolyzers helpen raffinaderijen zoals Neste om de groene transitie te versnellen. MultiPLHY toont aan dat we klaar zijn om elektrolyzers in het multi-megawatt bereik te leveren en te implementeren.” Naast Neste en Sunfire omvat het MultiPLHY-consortium ook het Franse onderzoekscentrum CEA, SMS-group bedrijf Paul Wurth en ENGIE.
