Het is rijksbeleid om de komende jaren groot in te zetten op de productie van waterstof. Tot nu toe is onderbelicht gebleven dat dit gepaard gaat met heel veel watergebruik. Onder het concept SeaHydrogen ontwikkelt Wageningen University & Research een geïntegreerd systeem van watertechnieken dat waterstofproductie uit zeewater deels circulair combineert met nevenproductie van zuiver water, mineralen en elektriciteit.
Hoe sla je meerdere vliegen in een klap? Een prachtig staaltje daarvan is het SeaHydrogen technologieconcept van het onderzoeksprogramma Circular Water Technologies aan Wageningen University & Research. Hierin komen meerdere zelfstandige vragen en oplossingen bij elkaar. “Onze eerste interesse is natuurlijk watertechnologie”, vertelt Irma Steemers-Rijkse, programmaleider van het onderzoek waaraan ook de senior-wetenschappers Norbert Kuipers en Jolanda van Medevoort een belangrijke bijdrage leveren. “We zagen dat aan de grote ambities voor waterstof een probleem met watergebruik zit. Door daarvoor een oplossing te bedenken, kwamen we uit op een driestappenconcept voor een betere inzet van waterstofproductie met electrolysers.”
De regering heeft de doelstelling neergelegd om in 2032 te beschikken over een productiecapaciteit voor waterstof van 750.000 ton per jaar. Hiervoor benodigde electrolysers slurpen dan 8 GW aan (groene) stroom op. Daar komt veel restwarmte bij vrij, wat koeling vergt. Bij zowel overheid als energiebedrijven is tot nu toe buiten beeld gebleven in welke mate electrolysers water gebruiken, voor zowel voeding als koeling. “Bij een productiecapaciteit van 8 GW moet je denken aan 11 miljoen kubieke meter zuiver water, alleen al voor de voeding van de electrolyser”, zegt Steemers-Rijkse. “Dat is ongeveer 1% van de drinkwaterproductie. Over die hoeveelheid hebben wij best een grote zorg, want de laatste jaren trad er in sommige zomers al een tekort aan zoet water en drinkwater op. Zeewater daarentegen is onbeperkt beschikbaar en dus voor elektrolyse een goede vervanger van kostbaar zoet water en drinkwater.”
Met zeewater in ons geïntegreerde systeem is de waterbehoefte van electrolysers geen probleem maar een oplossing.”
Irma Steemers-Rijkse (Wageningen University & Research)
Electrolysers en andere industriële installaties werken met gedemineraliseerd, zuiver water, ook wel bekend als puur of ultrapuur water. De productie van zuiver water uit (zee)water gebeurt nu veelal met omgekeerde osmose (RO). Door het opbouwen van hoge druk (60-70 bar) wordt de (osmotische) druk veroorzaakt door het zout (25-30 bar) overwonnen en worden watermoleculen door het membraan geperst.
