Er is steeds meer belangstelling voor waterstofnetwerken, die bijdragen aan de verduurzaming van de industrie. Daarbij is veel aandacht voor de veiligheid, betrouwbaarheid en prijs van waterstof. Maar hoe zit het met de technische aspecten? Erik-Jan Boonen, technisch business consultant bij Firan, vertelt over het ontwerp van een waterstofinfrastructuur.
Waterstof is een veelbelovende oplossing voor industriële ondernemingen met een grote vraag naar energie. Vooral als elektrificatie van bedrijfsprocessen en vervoermiddelen niet haalbaar is. Ook voor fabrieken die werken met hoge temperatuur processen is waterstof een kansrijk alternatief voor aardgas.
Lokaal, regionaal en landelijk
Er is veel aandacht voor de komst van Waterstofnetwerk Nederland. Het landelijke transportnet verbindt vijf grote industriële clusters met elkaar én met de opwek, import en opslag van waterstof. Er komt ook een koppeling met waterstofnetwerken in Duitsland en België. Hynetwork (een dochteronderneming van Gasunie) realiseert het waterstofnetwerk tussen 2025 en 2033.
Ondertussen zijn er al diverse initiatieven voor lokale en regionale distributienetwerken. Deze aanpak is met name relevant voor het zogenoemde zesde cluster. Het gaat dan om energie-intensieve industriële bedrijven die zijn verspreid over verschillende regio’s in ons land. Voor deze gebieden is een koppeling met Waterstofnetwerk Nederland meestal niet efficiënt uitvoerbaar.
Samen met ondernemers, gemeenten en andere partners is Firan aan de slag met lokale en regionale waterstofdistributienetten voor bedrijventerreinen, industriegebieden en havens in het zesde cluster. De infrastructuur legt de verbinding tussen de producenten en leveranciers van waterstof en de ondernemingen die ervan gebruik maken. Zo ontstaat op lokaal niveau een complete waterstofketen, die klaar is om uit te groeien tot een oplossing voor een gehele regio. Op termijn is er ook een aansluiting met het landelijke waterstofnetwerk mogelijk.
De technische basis voor een succesvol project
De projecten in onder meer Amsterdam, Deventer en Zaanstad laten zien dat het technische ontwerp van de infrastructuur de basis legt voor een betrouwbare en toekomstbestendige waterstofoplossing.
Een succesvol project start met het commitment van de partijen die gezamenlijk tot een volledige waterstofketen komen. Het gaat erom dat ondernemers die waterstof willen gebruiken de afstemming vinden met producenten, importeurs en/of leveranciers. Als je daar een goede match vindt, dan staan alle seinen op groen voor een integrale businesscase en een definitief investeringsbesluit. Het technische ontwerp zorgt voor een plan om de waterstofketen daadwerkelijk te realiseren.
In drie stappen naar een technisch ontwerp
Het technische ontwerp voor een waterstofdistributienetwerk doorloopt op hoofdlijnen drie fasen. Zo’n traject start met een interesseverklaring van bedrijven die een aansluiting overwegen. Daarvoor delen de ondernemingen een aantal gegevens, die de basis leggen voor het ontwerp. In elke vervolgstap vindt er een meer gedetailleerde uitwerking plaats. Daardoor ontstaat er een steeds nauwkeuriger inzicht in onder andere de route, materialen en kosten van de infrastructuur.
Stap 1: schetsontwerp
In het schetsontwerp staat het ondergrondse leidingenstelsel centraal. Welke leidingen zijn er nodig om de verschillende deelnemers aan te sluiten? Welke route volgt de buisleiding? Welke mogelijke knelpunten zijn er in het tracé? Denk aan spoorwegovergangen, dijken en rivieren. Verder letten we op de situatie van de locatie. Welke aansluitingen en afleverstations zijn er nodig? De antwoorden op alle vragen geven de input voor een kostenbegroting en een analyse van de technische complexiteit van het project.
Stap 2: voorlopig ontwerp
Het voorlopig ontwerp verdiept zich verder in de omgeving. Waar liggen andere ondergrondse leidingen, zoals voor aardgas en water? Is er voldoende afstand mogelijk tussen de verschillende leidingen? Welke mogelijkheden zijn er om de knelpunten op te lossen die in het schetsontwerp zijn geconstateerd? Waar is ruimte voor afleverstations? Daarbij kijken we ook naar de diameters, materialen en afsluitschema’s van de leidingen. Welke waterstofkwaliteit wordt er geleverd? Welke druk is gewenst? Welke opslagmethoden worden voorzien? We maken de contouren van het waterstofnetwerk, inclusief het kostenplaatje, steeds scherper.
Stap 3: detailontwerp
Voor het detailontwerp worden diverse sterkteberekeningen en checks uitgevoerd. Tijdens een locatiebezoek controleren we de route waar het waterstofnetwerk komt te liggen. Door enkele proefsleuven te graven, krijgen we extra locatie specifieke informatie. Daarmee valideren we, of er in de praktijk daadwerkelijk voldoende veiligheidsafstand is tussen de aanwezige kabels en leidingen en de toekomstige waterstofinfrastructuur. Alle data brengen we samen om de definitieve details te bepalen. Van de diepteligging van het distributienetwerk tot de coating van de buisleidingen. Zo staat alles op papier om de waterstofinfrastructuur daadwerkelijk aan te leggen.
Van denken naar doen
Als een onderneming een aansluiting op een distributienetwerk overweegt, dan is er veel voorbereidend werk te doen. Het team van Firan denkt mee over de organisatorische, juridische, financiële én technische zaken. We zijn ook experts in het technische ontwerp voor de infrastructuur. Onze engineers maken een schetsontwerp en voorlopig ontwerp. We zijn de regisseurs van de uitwerking van het detailontwerp en de aanleg van het netwerk.
Afnemers van waterstof zijn zelf aan zet om de voorbereidingen in en rond het bedrijfsgebouw te treffen. Denk aan de koppeling van de waterstofleiding aan de technische installatie. Daarnaast zijn er vaak aanpassingen nodig aan technische installaties, zoals branders. Verder is de inpandige veiligheid een aandachtspunt.
Voor alle voorbereidingen is inzicht nodig in het actuele en het (te verwachten) toekomstige energieverbruik. Welke activiteiten maken gebruik van gas en/of elektriciteit? Welke mogelijkheden zijn er voor energiebesparing? Met een goed overzicht maak je een onderbouwde keuze voor de optimale inzet van waterstof.
Lokale en regionale waterstofnetten zijn sneller en flexibeler te realiseren dan een aansluiting op het landelijke netwerk. Als enkele partijen samen optrekken, dan maak je een opstart met een enorm groeipotentieel. Je werkt dan aan een oplossing die zich stap voor stap verder ontwikkelt. Met het technische ontwerp van de infrastructuur als de duurzame basis.
