Waterstofopslag in zoutcavernes?

Nee, de energietransitie gaat al lang niet meer alleen over het opwekken van energie uit duurzame bronnen. Het gaat steeds vaker over de vraag hoe je die energie kunt bufferen. Want, ook als de zon niet schijnt of de wind niet waait, heb je energie nodig. Geert Roovers, lector ondergrond bij Saxion Hogeschool: “Energieopslag in de ondergrond is daarom cruciaal voor een stabiele voorziening. De grote vraag is hoe en waar we dat gaan doen?”

Waterstof is een interessante oplossingsrichting. Geert: “Door energie uit zon of wind om te zetten in waterstof, kun je energie voor langere tijd opslaan. Dit maakt het mogelijk om pieken en dalen in de energievoorziening op te vangen. Het voordeel van waterstof is dat je het flexibel kunt inzetten. Je kunt het weer omzetten naar elektriciteit, maar ook één-op-één gebruiken voor industrie of vervoer.”

Bij waterstofopslag hebben we het niet over kleine hoeveelheden, benadrukt Geert. “Het gaat echt om energiereserves voor de lange termijn. Dit zijn volumes die je – zeker in Nederland - niet zomaar bovengronds in tanks of batterijen kunt opslaan. Daar is in ons land nauwelijks ruimte voor. Die ruimte is er wel ondergronds. En dit is waar de Twentse zoutcavernes om de hoek komen kijken.” 

Het idee om gassen in ondergrondse zoutlagen te bewaren is niet nieuw. In landen zoals Engeland en de Verenigde Staten wordt dit al sinds de jaren zeventig gedaan. In Nederland is deze methode minder bekend. “In Zuidwending werkt Gasunie aan een ondergrondse opslag van waterstof”, legt adviseur Energietransitie Romay Saville uit. “Maar dat gebeurt in een zoutkoepel. Deze structuur is van nature heel geschikt voor grootschalige gasopslag, maar is in ons land zeldzaam.”

Minder zeldzaam zijn de gelaagde zoutstructuren. Romay: “Dit zijn dunnere afwisselende lagen van zout en ander gesteente die zich horizontaal uitstrekken. Vooral in Twente liggen deze relatief ondiep. Dit maakt ze van oudsher geschikt voor zoutwinning.” De holtes die hierdoor ontstaan zijn minder groot dan zoutkoepels, maar nog altijd indrukwekkend. “Het voetbalstadion van Heracles past makkelijk in zo’n ruimte.”

Die zoutlagen bieden Twente hiermee een uniek geologisch voordeel. Geert: “Saxion onderzoekt daarom met partners [zie kader] hoe ondergrondse energieopslag kan bijdragen aan de ambitie van Twente om in 2050 energieneutraal te zijn én aan de energietransitie in Nederland. We willen in kaart brengen hoe je deze opslag zó kunt realiseren dat de kansen voor Twente worden verzilverd en risico’s beperkt blijven.” 

Romay kreeg via ingenieurs- en adviesbureau Antea Group, één van de onderzoekspartners van Saxion, de kans om via een afstudeeronderzoek in te zoomen op de technische haalbaarheid van waterstofopslag. “Van zoutkoepels weten wij dat ze een stabiele omgeving bieden. Maar hoe dat met gelaagde zoutstructuren zit, is minder bekend,” legt ze uit. “Voordat je überhaupt nadenkt over waterstofopslag in deze lagen, moet je zeker weten of het haalbaar is en veilig kan.”

Na een half jaar onderzoek is het antwoord op die vraag positief. Romay Saville: “Het bijzondere aan zout is dat het waterstofmoleculen volledig afsluit. Hierdoor zijn ook goed gevormde gelaagde zoutcavernes geschikt voor langdurige opslag. “Maar,” nuanceert ze, “niet elke caverne is bruikbaar. De opbouw van het zout, de stabiliteit van de caverne en de omliggende lagen moeten eerst zorgvuldig worden onderzocht.”

Romay’s onderzoek bracht daarnaast een ander interessant aspect naar voren. Meerdere kleine zoutcavernes kunnen tot één netwerk worden gekoppeld. “Bij de opslag van waterstof speelt het drukniveau een grote rol,” legt ze uit. “Je kunt daarom maar een beperkte hoeveelheid waterstof per keer opnemen uit een caverne – ongeacht de grootte. Juist door meerdere cavernes te verbinden, creëer je een netwerk dat flexibiliteit biedt.”

Wanneer het over waterstof gaat, gaat het ook over veiligheid. De grootste veiligheidsrisico’s zitten niet ondergronds, maar daarboven, vertelt Romay: “Een caverne sluit waterstof af. Daar zit waterstof echt wel veilig. Het zijn veel meer de pijpleidingen en de bovengrondse installaties die om aandacht vragen. Dit vraagt om nader onderzoek en slimme technische oplossingen om waterstofopslag veilig en duurzaam te maken.”

Het onderzoek van Antea Group laat zien dat opslag van waterstof in de Twentse zoutlagen zeker kans van slagen heeft. Daarom is dit een scenario waar je als regio alvast over na moet gaan nadenken, stelt Geert. “Wil Twente dit als regio, en op welke manier? En nog belangrijker: hoe houdt Twente straks zélf regie op wat er in de eigen ondergrond gebeurt? Deze vragen zijn niet alleen technisch, maar vooral ook bestuurlijk en politiek van aard.”

Ook belangrijk: wat wil de samenleving? Geert: “Wij weten uit Engeland en de Verenigde Staten dat je waterstof veilig kunt opslaan in de bodem. Maar zout- en aardgaswinning hebben activiteiten in de ondergrond niet in een positief daglicht gezet. Mocht je de opslag van waterstof verder willen verkennen, moet je de samenleving hierin meenemen. Vertrouwen begint bij transparantie. Daar moet je nu al mee aan de slag.” 

Voor Romay zit de onderzoeksklus erop. Zij ging na haar afstuderen aan de slag bij Antea Group als adviseur Energietransitie. “Hier kan ik mijn kennis van energiesystemen inzetten om oplossingen te bedenken die de wereld vooruit helpen.” De ondergrondse opslag van waterstof laat haar niet los. “Ik zie dit nog altijd als een technisch wonder. Zodra Geert mij en mijn collega’s weer nodig heeft, staan we er klaar voor.” 

Saxion speelt een centrale rol in het onderzoeken van de mogelijkheden voor waterstofopslag in de Twentse ondergrond. De hogeschool brengt lectoraten, studenten en praktijkervaring samen en werkt met partners zoals Antea Group, GovernEUR, gemeenten Hengelo en Enschede, de provincie Overijssel, GDN-TNO, Nobian, EBN, NAM en Coteq. Het onderzoek richt zich op de technische, economische, maatschappelijke en ruimtelijke uitwerking en het opstellen van haalbaarheidsscenario’s. Door praktijk en onderzoek te verbinden, worden concrete oplossingen ontwikkeld voor deze complexe uitdaging.

Meer weten? Ga naar de website van Saxion: Ondergrondse energieopslag Twente | Hogeschool Saxion