In de stad Duisburg, in het industriële hart van Duitsland, ligt een enorm staalcomplex dat een van de grootste vervuilers van Europa is. Maar buiten de fabrieksovens en smelterijen hebben technici een machine ontwikkeld die binnenkort een cruciale rol zou kunnen spelen bij het terugdringen van de uitstoot van broeikasgassen.
Door elektriciteit te gebruiken om water in twee elementen te splitsen, produceert het apparaat, een testmodel dat een elektrolyzer wordt genoemd, waterstof, een koolstofvrij gas dat molens zoals die in Duisburg zou kunnen aandrijven. Als de apparaten op grote schaal worden toegepast, kunnen ze de zware industrie, zoals de staalproductie, in Duitsland en elders helpen opruimen.
“We bevinden ons misschien in een van de weinige veelbelovende industrieën waar Duitsland een aanzienlijke en veelbelovende basis heeft”, zegt Werner Ponikwar, CEO van ThyssenKrupp Nucera, dat elektrolyzers maakt. Het bedrijf werd in 2023 afgesplitst van ThyssenKrupp, de Duitse staalgigant.
Het Nucera-project werd ondersteund door een Duits overheidsfonds ter waarde van 700 miljoen euro, oftewel 746 miljoen dollar. In totaal hebben de Duitse deelstaat- en federale overheden 13,2 miljard euro uitgetrokken voor investeringen in ongeveer twintig projecten voor de ontwikkeling van waterstof.
Het concept van waterstof als hernieuwbare energiebron bestaat al jaren, maar pas in de afgelopen tien jaar is het idee ontstaan van het potentieel ervan om fossiele brandstoffen te vervangen om de zware industrie van stroom te voorzien, wat heeft geleid tot meer investeringen en vooruitgang in de technologie. .
Die steun begint vruchten af te werpen. Eigenaren van enkele van de meest ambitieuze projecten op het gebied van schone energie ter wereld, waaronder Shell, het grootste energiebedrijf van Europa, en de regering van Saoedi-Arabië, hebben veel grotere versies besteld van de elektrolyser van twee megawatt in Duisburg, met het oog op een koolstofvrij industrieel tijdperk. .
Washington heeft meer financiering geoormerkt als onderdeel van de stimuleringsmaatregelen in de Inflation Reduction Act van president Biden, een wetsvoorstel uit 2022 dat honderden miljarden dollars biedt voor koolstofvrije of groene technologie. Het ministerie van Energie heeft Nucera vorige maand een subsidie van $ 50 miljoen toegekend om de productie van elektrolyzers van gigawatt-formaat voor Noord-Amerika verder te ontwikkelen.
Dergelijke grote subsidies weerspiegelen de erkenning dat de technologie niet van de grond zal komen zonder overheidssteun, zegt Christoph Noeres, hoofd groene waterstof bij Nucera, wijzend op toezeggingen van miljarden dollars voor groen staal en groene waterstofprojecten van Berlijn tot Washington.
“Ik denk dat ze zich realiseerden dat het nu op grote schaal moet gebeuren”, zei hij.
Analisten wijzen op het vermogen van waterstof geproduceerd uit hernieuwbare energiebronnen om de CO2-uitstoot van de zware industrie te verminderen, inclusief de staalproductie en langeafstandsreizen door de lucht of over zee.
“De enige reden waarom we niet in waterstof zouden moeten geloven is als we niet volledig geloven in het volledig koolstofarm maken van de economie”, zegt Bernd Heid, hoofd van het Climate Technologies Platform bij adviesbureau McKinsey & Company. “Er zijn ups en downs en het gaat in golven, maar ik ben ervan overtuigd dat we ons op een lang, stabiel pad naar het koolstofarm maken bevinden.”
Duitsland werkt eraan om de hoeveelheid kooldioxide die het uitstoot tegen 2045 radicaal te verminderen. Dit betekent niet alleen dat we moeten overschakelen op koolstofarme brandstoffen zoals elektriciteit voor verwarming en transport, maar ook manieren moeten vinden om de uitstoot van de smerigste industrieën, waaronder staal en meststoffen, te verminderen. en cement.
ThyssenKrupp is van plan waterstof te gebruiken om uiteindelijk de 20 miljoen ton kooldioxide die de staalfabriek in Duisburg elk jaar uitpompt, of ongeveer 2,5 procent van de totale Duitse uitstoot, te helpen verminderen. Het bedrijf, dat zijn oorsprong vindt in de industriële revolutie in de 19e eeuw, werd onlangs bedreigd door concurrentie uit China en andere factoren die zijn kernactiviteiten, waaronder de staalproductie, ondermijnden.
Op 11 april kondigde ThyssenKrupp aan dat het de productiecapaciteit in de fabriek in Duisburg, waar ongeveer 13.000 mensen werken, met ongeveer 20 procent zou verminderen. Het bedrijf noemde hoge energieprijzen en de druk om koolstofneutraliteit te bereiken als redenen voor de bezuinigingen.
ThyssenKrupp’s zoektocht naar waterstof via Nucera, waarvan het bedrijf iets meer dan 50 procent bezit, laat zien dat de kiem van economische groei voor de Duitse industrie kan liggen in de sombere landschappen van industriële achteruitgang. Tot het portfolio van ThyssenKrupp behoorde ‘s werelds grootste leverancier van apparatuur voor de productie van chloor, een chemische stof die in veel toepassingen kan worden gebruikt, waaronder drinkwater en zwembaden. Het blijkt dat nieuwe versies van deze machines kunnen worden gebruikt om waterstof te produceren.
Toen de belangstelling voor het gebruik van waterstof als schone brandstof groeide, beseften de leidinggevenden van ThyssenKrupp dat ze een plaats konden veiligstellen in de sector van hernieuwbare energie. “Alle kenmerken waar onze industrie naar mijn mening naar streeft, hebben we al in onze zakken”, zei de heer Ponikwar.
Geassocieerd zijn met een bekend bedrijf dat heeft geholpen bij het bouwen van fabrieken en andere grote faciliteiten over de hele wereld, bleek een verkoopargument voor potentiële kopers. Toen CF Industries, een grote producent van kunstmest, besloot te investeren in een elektrolyser om ammoniak met lage uitstoot te helpen produceren in de fabriek in Donaldsonville, La., leidde het trackrecord van ThyssenKrupp in de sector ertoe om Nucera te kiezen om de eenheid van $ 100 miljoen te leveren.
“We geloofden dat dit het laagste risico bood vanuit technologisch oogpunt en de hoogste prestaties en betrouwbaarheid”, aldus Tony Will, CEO van CF Industries.
Soortgelijke eigenschappen waren voor H2 Green Steel, een start-up gevestigd in Stockholm, aanleiding om ThyssenKrupp te kiezen voor de levering van misschien wel de grootste elektrolyser van Europa voor een fabriek in Noord-Zweden die emissievrij staal gaat produceren. Zeer weinig potentiële leveranciers “hebben de kracht” om aan de vereiste prestatiedoelstellingen te voldoen, zegt Maria Persson Gulda, Chief Technology Officer van H2 Green Steel.
Nucera is niet geheel ontsnapt aan de neergang op het gebied van hernieuwbare energiebronnen, die de aandelen van andere op waterstof gerichte bedrijven zoals ITM Power in Groot-Brittannië en Plug Power in de Verenigde Staten heeft doen schudden. De aandelen van het bedrijf, die in juli noteerden voor 20 euro, daalden naar ongeveer 12 euro.
Nu hogere rentetarieven en inflatie de economie van duurzame energieprojecten beïnvloeden, hebben analisten hun voorspellingen voor de adoptie van waterstof teruggeschroefd. “Alles is duurder dan aanvankelijk werd gedacht”, zegt Hector Arreola, hoofdwaterstofanalist bij Wood Mackenzie, een energieadviesbureau.
In februari maakte Nucera bekend dat de omzet voor het kwartaal eindigend op 31 december met 35 procent steeg ten opzichte van het voorgaande jaar, tot 208 miljoen euro.
De impuls kwam voornamelijk van de verzending van elektrolysers naar Saoedi-Arabië, waar het bedrijf levert aan wat ‘s werelds grootste reeks groene waterstofproducenten zou kunnen zijn als onderdeel van een project van $ 8,4 miljard in de Neom-regio, een ambitieuze stad die wordt gebouwd door Prins Mohammed bin Salman. De Saoedische regering bezit 6 procent van Nucera.
De economische aspecten van groene waterstof worden grotendeels bepaald door de kosten van de elektrolysers en de kosten van de hoeveelheid koolstofvrije elektriciteit die nodig is om ze te laten draaien. In een poging om de komende jaren een leidende rol op het gebied van energie te behouden, heeft Saoedi-Arabië hoge ambities als waterstofexporteur omdat het goedkope zonne-energie kan produceren in zijn uitgestrekte woestijnen. H2 Green Steel heeft een low-budget contract binnengehaald voor waterkracht, een andere groene hulpbron.
Groene waterstof geproduceerd door elektrolyzers is doorgaans duurder dan de zogenaamde grijze waterstof, die afhankelijk is van fossiele brandstoffen en emissies produceert bij gebruik in industrieën zoals kunstmest en olieraffinage. De experimentele waterstofindex samengesteld door de European Energy Exchange, een financiële markt, voorspelt dat groene waterstof ongeveer acht keer hoger zal zijn dan de prijs van Europese aardgasfutures.
De heer Will van CF Industries zei dat de belangrijkste energiekosten voor de productie van zijn groene ammoniak $600 per ton zouden bedragen – zes keer zoveel als die van grijze waterstof. Het brengt klanten op een rij die bereid zijn meer te betalen voor een groen product.
CF Industries zei dat steun voor de productie van waterstof onder de Inflation Reduction Act van de regering-Biden een groot deel van de kloof zou kunnen dichten.
Tegelijkertijd lijken bestaande industriële spelers een sleutelrol te gaan spelen in de transitie naar schonere processen met behulp van waterstof en andere alternatieven.
‘Je hebt een reeks vaardigheden nodig die Europa – en vooral Duitsland – de afgelopen honderd jaar heeft ontwikkeld,” zei meneer Heid. “Industriële bedrijven beschikken over de technologie en de vaardigheden om deze op te schalen.”