In het toekomstige energiesysteem zal de hoeveelheid opgewekte zonne- en windenergie zowel in Nederland als in het buitenland per seizoen verschillen. Om de schommelingen in vraag en aanbod op te vangen kan ondergrondse waterstofopslag een belangrijke rol gaan spelen. In het pan-Europese project EUH2STARS, waar ook TNO aan meedoet, wordt de opslag in lege gasvelden onderzocht.

“Het algemene doel van het EUH2STARS-project is dat we demonstreren dat waterstof veilig en efficiënt kan worden opgeslagen in een leeg gasveld”, zegt Remco Groenenberg, hoofdonderzoeker op dit gebied bij TNO. “Wat wij op onze beurt met TNO voor Nederland willen bereiken is dat we veel kennis op willen doen over deze technologie, vooral op het gebied van veiligheid om de risico’s zo klein en beheersbaar mogelijk te maken. Die kennis kunnen we dan gebruiken als waterstofopslag in de toekomst ook in Nederland ontwikkeld wordt.”

Een netwerk van gaten en gangetjes
Maar hoe werkt het opslaan van waterstof in aardgasvelden en zoutcavernes precies? “In het geval van aardgasvelden zat het gewonnen aardgas miljoenen jaren opgeslagen in de poriën. In die porien kun je ook waterstof via een boorgat injecteren en opslaan. Het gesteente bestaat als het ware uit allemaal gaatjes die samen gangetjes vormen en daar kan de waterstof in zitten en doorheen stromen.”

Zoutcavernes zijn ondergrondse holtes in zoutlagen. Ze bieden een afgesloten omgeving die bewezen geschikt is voor de opslag van gassen zoals aardgas en waterstof. Het fungeert als een natuurlijke barrière, terwijl de diepte van de caverne een constante druk en temperatuur kan bieden.

HyStock is een project waarbij Gasunie en EnergyStock samenwerken om een waterstofopslagfaciliteit te ontwikkelen in Zuidwending, nabij Veendam. Deze locatie wordt al meer dan tien jaar gebruikt voor de opslag van aardgas in zoutcavernes. Het project heeft als doel om in 2028 een eerste caverne operationeel met waterstof te hebben en na 2030 nog drie extra cavernes te ontwikkelen

In het EUH2STARS-project werkt TNO, als adviseur, samen met het RAG Austria, een Oostenrijks bedrijf dat aardgas ondergronds opslaat in gasvelden. Ook Spanje en Hongarije nemen deel aan het project. De Europese Unie financiert het project met 20 miljoen euro en het spitst zich onder meer toe op de technische en maatschappelijke aspecten van ondergrondse waterstofopslag in lege gasvelden en zoutcavernes.  

Het project is inmiddels een jaar bezig en de eerste resultaten zijn volgens Groenenberg bemoedigend. “Er zijn tot op heden nog geen grote showstoppers geweest en alles verloopt volgens schema. Momenteel zijn we bezig met een plan om de methoden en technieken voor het doen van metingen in het opslagsysteem te testen en te verbeteren en dat gaat goed. Het EUH2STARS-project loopt door tot 2030 en zal een belangrijke bijdrage leveren aan de verdere ontwikkeling van waterstofopslag in lege gasvelden.”

Wat zijn de grote voordelen van ondergrondse waterstopfopslag? “Een van de belangrijkste is schaalgrootte”, licht Groenenberg toe. “Dat is van een niveau dat bovengronds gewoon niet te evenaren is. Wanneer we straks op grote schaal en ongelijktijdig waterstof produceren en gebruiken hebben we een grote hoeveelheid aan opslagvolume nodig om vraag en aanbod in balans te houden. Ondergronds is dat beschikbaar, vergelijkbaar met aardopslag nu.”

Waar dat mooi klinkt, zijn er ook obstakels op dit gebied. “Het grootste is dat waterstof nog niet goed op gang is gekomen. Opslag is geen doel op zich. We moeten eerst meer waterstof gaan produceren en gebruiken en pas dan ontstaat de behoefte aan ondergrondse opslag.”

“De kosten kunnen in potentie een hobbel worden, maar belangrijker is dat de maatschappij dit gaat accepteren. Het zal goed uitgelegd moeten worden aan omwonenden van een caverne of veld van waterstofopslag waarom dit nodig is, hoe het in zijn werk gaat en welke maatregelen we nemen om te zorgen dat het veilig is.”

Mijlpalen en toekomst
Wat is de belangrijkste toevoeging aan de energietransitie als er straks op grote schaal waterstof wordt opgeslagen ondergronds? Volgens Groenenberg is de grootste winst dat er enorme hoeveelheden energie op een veilige manier kunnen worden opgeslagen. Ondergrondse waterstofopslag kan volgens de onderzoeker een onmisbare schakel worden in het toekomstige CO2-vrije energiesysteem als waterstof daar op grote schaal in gebruikt gaat worden.

Staan er binnen het EUH2STARS-project binnenkort mijlpalen op het programma? “Een belangrijke mijlpaal is wanneer we waterstof voor de eerste keer tijdens het project in het gasveld in de grond gaat injecteren. Zoals het er nu voor staat zal dat ergens rond de zomer gaan gebeuren.”

In de toekomst zou Groenenberg graag zien dat het belang van ondergrondse energieopslag in zijn algemeenheid bekender wordt. “Om een voorbeeld te geven: de salderingsregeling gaat straks verdwijnen. We zien dat mensen naar alternatieven kijken. Opslag in batterijen zou een heel goed alternatief kunnen zijn.”