Samenvatting – Energy Encounters sessie “Gas”

Als eerste spreker benadrukte Pieter Vingerhoets van VITO / EnergyVille dat gas momenteel een belangrijke rol speelt en in 2019 tot 30% van het Belgische finale energieverbruik leverde. Gas wordt gebruikt voor elektriciteitsproductie, voor het verwarmen van huizen en in de industrie, zowel als een grondstof als energiedrager. Het heeft meerdere voordelen. Wat betreft de elektriciteitsopwekking is de flexibiliteit van de gascentrales met gas als primaire energiebron een pluspunt, zeker in combinatie met hernieuwbare energiebronnen. Bovendien beschikken we over een goed ontwikkelde en sterke gastransportinfrastructuur in België met sterke internationale verbindingen zowel via pijpleidingen als LNG. Ten derde is het mogelijk om grote hoeveelheden gas op te slaan, bijvoorbeeld in ondergrondse opslagfaciliteiten. Het grootste nadeel van aardgas is het fossiele karakter en de uitstoot van CO2 die het veroorzaakt.

Een studie die EnergyVille vorig jaar uitvoerde, illustreert hoe in een scenario met een hoge aanwezigheid van hernieuwbare energiebronnen voor de Belgische elektriciteitsproductie, aardgas belangrijk blijft in de jaren twintig, maar de impact ervan zal afnemen in de jaren dertig. Naarmate er meer hernieuwbare energiebronnen worden geïnstalleerd in België en de buurlanden, zullen de bedrijfsuren van gascentrales afnemen. Als we op een bepaald moment streven naar verdere CO2-reductie, moeten we kijken naar koolstofarme gassen. Er bestaan ​​verschillende koolstofarme gassen of vloeibare brandstoffen, zoals biogas en biomethaan, gerelateerd aan biomassabronnen. Dan is er waterstof, in verschillende “kleuren” (grijs, blauw, turkoois en groen), verwijzend naar het productieproces. Synthetische brandstoffen zijn onder meer ammoniak, methanol, synthetisch methaan en andere synthetische koolwaterstoffen, allemaal op basis van groene waterstof als ze CO2-neutraal willen zijn. De koolwaterstoffen gebruiken CO2-bronnen via CCS (Carbon Capture and Storage) uit de industrie of via directe energie-intensieve luchtopname in de toekomst.

De focus op groene waterstof, ook gekoppeld aan de hoge ambitie van de Europese Commissie, roept de vraag op of we “massaal” groene waterstof moeten gaan produceren, en of we daarmee het energiesysteem koolstofarm moeten maken. De EnergyVille-studie toont aan dat zelfs wanneer de Belgische energieplannen worden uitgevoerd en wanneer de buurlanden veel hernieuwbare energiebronnen installeren, er mogelijk niet genoeg overtollige elektriciteit aanwezig is om een ​​aanzienlijk deel van de elektrolysers (nodig voor de productie van waterstof) te laten werken. De grootste uitdaging voor het opschalen van groene waterstof is een voldoende hoeveelheid goedkope fossielvrije elektriciteit gedurende een substantieel aantal uren per jaar.

Als we verder de analyse maken op basis van prioriteit, vormen synthetische brandstoffen de volgende stap (na energie-efficiëntiemaatregelen en circulariteit van materialen en elektrificatie). Het is efficiënter om elektriciteit op een directe manier te gebruiken, bijvoorbeeld door de beschikbare elektriciteit in een warmtepomp te gebruiken voor de verwarming in huis, in plaats van elektriciteit om te zetten in waterstof en dit vervolgens te verbranden voor verwarmingsdoeleinden. Hetzelfde geldt voor elektrische voertuigen in vergelijking met wagens op waterstof. Al zijn er gevallen waarbij elektrificatie niet voldoende is, bijvoorbeeld grondstoffen in de chemische industrie, reductiemiddelen in de staalindustrie, internationale luchtvaart, en als strategische back-up voor langere periodes zonder zon en wind.

Om te eindigen met het grotere plaatje, is België een van de belangrijkste regio’s waar de vraag naar waterstof in de industrie hoog zal zijn, wat betekent dat de import van energie (in de vorm van elektriciteit of moleculen) erg belangrijk zal zijn, met veel kansen voor onze industrie.

Yves Vercammen, Director Transformation Projects bij FLUXYS, legt uit hoe België in het middelpunt van het Europese aardgasnet staat. Bovendien vindt er een aanzienlijke import en export van aardgas plaats, wat België tot de “plaque tournante” van Europa maakt.

In het kader van de energietransitie is bekend dat er in België een intense energievraag is (420 TWh voor alle dragers, exclusief bunkerbrandstoffen voor navigatie en luchtvaart), grotendeels gekoppeld aan fossiele brandstoffen die CO2 uitstoten. De toekomst is echter CO2-neutraal. In dat opzicht is het belangrijk op te merken dat niet alle emissies gerelateerd zijn aan verbranding en dat een niet te verwaarlozen deel (16%) gerelateerd is aan processen. Daarom verandert het aanpassen van de startbrandstof niet altijd de emissies. Daarom is het ook belangrijk om oplossingen te vinden om de CO2 op te vangen.

De energietransitie richt zich in de eerste plaats op energie-efficiëntie en op hernieuwbare energiebronnen. De uitdagingen zijn echter de toenemende intermittentie en de situatie waarin er meerdere dagen achter elkaar geen wind of zon is. Dan spelen flexibiliteit en opslag een rol; op korte termijn gebeurt dit in de vorm van vraagsturing, batterijen en waterkracht, op langere termijn omvat dit moleculen en strategische back-upvolumes. Het toekomstige energiesysteem zal veel verschillende oplossingen moeten bevatten, maar kenmerkt zich door een wisselwerking tussen duurzaamheid, voorzieningszekerheid en betaalbaarheid. Aan de ene kant zullen er enorme hoeveelheden groene elektronen zijn en aan de andere kant enorme hoeveelheden groene moleculen. In dit systeem wordt CO2 ook niet langer als afval gezien, maar als bouwstenen van brandstoffen.

De koolstofneutrale moleculen die in het toekomstige gassysteem aanwezig zullen zijn, omvatten biogas, biomethaan en koolstofneutrale (oftewel groene) waterstof. Kijkend naar biomethaan zijn er verschillende voordelen: de compatibiliteit met het aardgasnet en de verdere infrastructuur, het lokale aspect, de circulariteit en de systeemweerbaarheid die het op lokaal niveau mogelijk maakt. Het potentieel in België wordt geschat op 10 tot 15 TWh, wat misschien vrij beperkt lijkt. Wanneer het echter wordt beschouwd als een flexibele oplossing, kan het zeker waarde toevoegen wanneer het nodig is en kan het worden gebruikt voor specifieke gebieden waar het moeilijk zal zijn om CO2 te verminderen. Wat betreft groene waterstof wordt gesteld dat het potentieel in België uitdagend is en dat het waarschijnlijker zal worden geproduceerd in andere landen, waar de beschikbaarheid van hernieuwbare elektriciteit veel hoger is. Voor blauwe waterstof zijn er kansen, maar die zijn afhankelijk van de mogelijkheden om met CO2 om te gaan. Een belangrijk onderdeel van die infrastructuur, het opvangen van koolstof, is een belangrijk onderdeel van het toekomstige systeem, aangezien de industrie CO2 produceert – hetzij door fossiele brandstoffen te verbranden, hetzij als resultaat van processen – en daarmee moet omgaan. In eerste instantie wordt gekeken naar het opvangen en opslaan van CO2, maar idealiter zou het mogelijk moeten worden om die CO2 te hergebruiken en er brandstoffen van te maken en te focussen op hergebruik en circulariteit.

Het momentum is er, de Green Deal bepaalt het kader, het EU-herstelplan voegt financieringsmogelijkheden toe en de industrie wil graag het voortouw nemen. Zo zet Fluxys zich momenteel in om het bestaande gasnet “toekomstbestendig” te maken, met de ambitie om het net optimaal te herbestemmen voor het transport en de opslag van “groene moleculen”. In lijn met deze strategie ontwikkelde het een ‘ruggengraat’-concept voor zowel H2 als CO2.

De energy encounter werd voortgezet met een interactief debat met de volgende panelleden:

• Yves Vercammen, Transformation Projects Director bij FLUXYS
• Daniel Marenne, Energy Solution Architect Engie Generation Europe bij ENGIE
• Floris Mackor, Managing Director Air Liquide Benelux Industries
• Peter Koninckx, Vice President Siemens Energy Belux

Net als in de vorige sessies begeleidde Luc Pauwels (VRT) actief de discussie. De hoogtepunten van het debat kunnen worden samengevat in de volgende hoofdpunten:

• Wat zal de rol zijn van gasgestookte elektriciteitscentrales in onze koolstofvrije toekomst en welke brandstoffen kunnen worden gebruikt om de uitstoot te verlagen?
  • De energievoorziening moet worden gegarandeerd, waarbij eerst rekening wordt gehouden met de opwekking uit hernieuwbare energiebronnen, aangevuld met import, opslag en back-up. Het deel dat opslag (d.w.z. batterijen) niet kan bieden, moet dispatchable zijn, wat contra-intuïtief lijkt. Het systeem moet echter in evenwicht zijn om de input van hernieuwbare energiebronnen te kunnen vergroten. Op termijn zal het mogelijk zijn om dat onderdeel groener te maken door groene moleculen te gebruiken.
  • Er zijn verschillende manieren om de emissies te verminderen: de eerste is de CO2 van de centrale op te vangen. Dit zou de prijs verhogen en de centrale zou als basislast moeten draaien om het interessant te maken. De back-up zal de investering waard zijn, verwijzend naar de situatie in Texas. Ten tweede zou het gas groener kunnen worden gemaakt, b.v. door biogas of synthetisch methaan. Beide kunnen worden opgeslagen en gebruikt wanneer dat nodig is, waardoor er meer flexibiliteit ontstaat. De derde optie is om waterstof te verbranden, hoewel deze technologie nog in onderzoek is. In ieder geval zal moeten worden nagedacht over het gebruik van de beschikbare moleculen en het inzetten van de flexibiliteit.
  • Specifiek over het verbranden van waterstof voor elektriciteitsopwekking: de technologie is in ontwikkeling en wordt nu getest. Het is vandaag al mogelijk om een ​​bepaalde hoeveelheid waterstof (ongeveer 30% van het volume, dus ongeveer 10% van de energie-inhoud) in het aardgasnet te mengen; het doel is om in 2030 100% waterstof te kunnen verbranden. Grote beperkingen zullen er naar verwachting niet komen van de technologie, maar van de productie en / of het transport van de groene waterstof. Dit zullen we moeten importeren uit regio’s binnen en buiten de EU.

• Wat betekent dit voor onze importafhankelijkheid?
  • Er is een mogelijkheid om onze afhankelijkheid tot op zekere hoogte te veranderen. Aangezien de bekende beperkingen, d.w.z. ruimtelijke beperkingen, dichte bevolking, enz., echter blijven bestaan, zal grootschalige productie van waterstof niet mogelijk zijn en ook in de toekomst zal de nodige import noodzakelijk zijn. Vandaag moet een begin gemaakt worden door afspraken te makken met landen die de elektriciteit voor de moleculen gaan produceren. Biomethaan is een ander verhaal, want er is meer mogelijk op lokale schaal. Maar ook op dat gebied moeten (nu) beslissingen worden genomen.

• In welke sectoren en voor welke toepassingen ziet het panel potentieel voor waterstof (of e-moleculen)?
  • Naast de energiesector is er ook potentieel voor andere sectoren, zoals industrie, transport, etc.. In het transport zou het bijvoorbeeld zinvol zijn om waterstof (of e-fuels) te gebruiken als brandstof voor vrachtwagens en scheepvaart, aangezien de alternatieven voor fossiele brandstoffen daar beperkt zijn. In de industrie zijn de uitdagingen afhankelijk van het type industrie. De cementindustrie heeft bijvoorbeeld een specifieke uitdaging, aangezien de meeste CO2-uitstoot het gevolg is van een moeilijk te vermijden calcinatieproces. De staalindustrie onderzoekt verschillende alternatieven om CO2-neutraal staal te produceren. In deze sector kan staal beter worden gerecycled. Een andere mogelijkheid om de koolstofintensiteit in de staalsector te verminderen, is de combinatie van biomassa ter vervanging van steenkool en de productie van ethanol uit de ovengassen.
  • Als verwarming voor gebouwen wordt waterstof als minder efficiënt beschouwd in termen van energie en kosten. Het is gemakkelijker om elektriciteit te vervoeren dan waterstof. Het is mogelijk om wat waterstof bij te mengen in het bestaande gasnet, tot 2% zonder problemen voor de infrastructuren en de toestellen van de gebruikers. Zoals eerder vermeld in de presentaties, is het logischer om te transporteren wat nodig is, in plaats van heen en weer te converteren.

• Wat zijn essentiële eisen in de EU-gaswetgeving om de rol van groen gas in de toekomst te versterken?
  • Een serieus probleem is de dubbeltelling van CO2.
  • Wat betreft CO2-neutraliteit van het product: als staal wordt gemaakt met biogas, waterstof en groene stroom, is het CO2-neutraal en duurder. Als er geen specifiek label is om dat te bewijzen, dan zal er geen markt zijn. Wat nodig is, is de juiste regelgeving die de CO2-neutraliteit van producten erkent en een gecertificeerd label aanbiedt, zodat de producten tegen een hogere prijs kunnen worden verkocht.
  • Er is behoefte aan opschaling om de kosten omlaag te brengen. Een aanhoudende reeks projecten zou in dit verband kunnen helpen om het risico te beperkten. De sector bevindt zich in het stadium waarin wind op zee zich vele jaren bevond: het is bewezen dat het kan, maar het is nog steeds te duur. Er is meer regelgevend werk nodig en ondersteuningsaatregelen om om die eerste projecten te realiseren en de (mondiale) curve voor te blijven. ETS kan hier ook een rol spelen.

Als voorlopige samenvatting van het debat werden de volgende 4 punten benadrukt:

1. Moleculen zijn en blijven een sleutelelement van het energiesysteem van de toekomst. De verschillende opties zijn er (waterstof, methaan, ammoniak, methanol,…) en de balans zal ook een gevolg zijn van de internationale marktontwikkeling. België moet zijn standpunt hierin nu verduidelijken.
2. Het opvangen, opslaan en hergebruiken van CO2 zal een belangrijk onderdeel zijn van de oefening. Het gebruik van CO2 voor synthetische brandstoffen is een sleutelelement in de circulariteit van koolstof.
3. De moleculen blijven een internationaal gegeven, dat alle kanten op stroomt. Investeringen moeten onderdeel zijn van een globale visie.
4. De industrie moet zich aanpassen en steeds meer naar flexibele processen gaan, zowel voor energieopwekking als voor productieprocessen (chemie, cement, staal, papier,…). Ook op-moleculen-gebaseerde systemen moeten met deze flexibiliteit rekening houden.

Met specifieke input van de BREGILAB– en EPOC-projecten die steun ontvingen van: