Calculator voor groene waterstof

Groene waterstof is waterstof geproduceerd door elektrolyse van water met hernieuwbare elektriciteit. Volgens de EU-regels kwalificeert het als een Renewable Fuel of Non-Biological Origin (RFNBO) wanneer de levenscyclusemissies onder 3,38 kg CO₂e per kg H₂ (28,2 gCO₂e/MJ) liggen, 70% lager dan de fossiele referentie van 94 gCO₂e/MJ.

Moderne commerciële elektrolysersystemen verbruiken ongeveer 50 tot 55 kWh per kg H₂ op basis van de onderste verbrandingswaarde (LHV). Het theoretisch minimum is 39,4 kWh/kg (HHV); de rest gaat verloren aan overpotentialen, hulpvermogen en restwarmte.

Alkaline (AWE) is het meest volwassen, heeft de laagste CAPEX en is het meest geschikt voor baseload-bedrijf. PEM biedt een snellere dynamische respons en hogere zuiverheid bij hogere CAPEX. SOEC bereikt het hoogste elektrische rendement, maar vereist stoom op hoge temperatuur. AEM is opkomend en combineert de economie van alkaline met een PEM-achtige dynamiek, zonder katalysatoren op basis van platinagroepmetalen.

Stoichiometrisch is dat 9 kg water per kg waterstof. In de praktijk, inclusief waterzuivering, verbruiken commerciële installaties 10 tot 11 L gedemineraliseerd water per kg H₂, en 20 tot 30 L in totaal inclusief koelwater.

In 2024 tot 2025 varieert de LCOH van groene waterstof van 3 tot 9 USD/kg, afhankelijk van de regio, met de meest gunstige locaties (Midden-Oosten, Chili, Noord-Afrika) aan de onderkant. Het Net Zero-scenario van IEA voorziet 2 tot 4 USD/kg tegen 2030, maar dit vereist aanhoudende dalingen in CAPEX en elektriciteitsprijzen.

Renewable Fuels of Non-Biological Origin (RFNBO) is de EU-classificatie voor hernieuwbare waterstof en van waterstof afgeleide brandstoffen. Conformiteit vereist dat de levenscyclusemissies onder 3,38 kg CO₂e/kg H₂ liggen, EN dat de gebruikte elektriciteit voldoet aan de criteria voor additionaliteit, temporele correlatie (uurlijks vanaf 2030) en geografische correlatie.

Grijze waterstof komt van stoomreforming van aardgas, met een uitstoot van 10 tot 12 kg CO₂/kg H₂. Blauwe waterstof voegt CO2-afvang toe, tot 1 à 4 kg CO₂/kg H₂. Groene waterstof komt van elektrolyse met hernieuwbare elektriciteit (0,4 tot 2,7 kg CO₂/kg H₂). Roze waterstof komt van elektrolyse op kernenergie (0,5 tot 1,5 kg CO₂/kg H₂).

Voor elektrolyse op het net: SEC (circa 52 kWh/kg) × emissiefactor van het net + intrinsieke emissies (circa 1,5 kg/kg). Op een net van 200 gCO₂/kWh geeft dit circa 11,9 kg CO₂/kg H₂, vergelijkbaar met grijze waterstof. Op een net van 50 gCO₂/kWh (Frankrijk, Noorwegen) geeft dit 4,1 kg/kg. Bij een dedicated hernieuwbare bron is dit 1,5 tot 2,5 kg/kg.

De capaciteitsfactor (CF) is het aandeel van het nominale vermogen dat daadwerkelijk over een jaar wordt gebruikt. Voor elektrolysers aangesloten op het net kan de CF boven de 90% uitkomen. Voor systemen gekoppeld aan hernieuwbare bronnen volgt de CF doorgaans de bron: 15 tot 30% bij uitsluitend zon, 35 tot 50% bij uitsluitend wind, 50 tot 70% bij een hybride pv + wind.

Een alkaline-systeem van 1 MW neemt ongeveer 80 tot 150 m² in beslag, plus hulpruimte voor waterbehandeling, elektrische installaties en compressie. PEM is compacter met 50 tot 100 m²/MW. Een modern gecontaineriseerd PEM-systeem van 1 MW past in twee tot drie standaard 40-voets containers.

Onder Europese omstandigheden (circa 2.170 vollasturen, IEA) genereert 1 MWp aan pv jaarlijks ongeveer 2.170 MWh. Bij een systeem-SEC van 52 kWh/kg zou dit ongeveer 42 ton H₂ per jaar opleveren, gelijk aan ongeveer een elektrolyser van 0,3 MW indien perfect gekoppeld.

De tool controleert de koolstofintensiteitsdrempel (3,38 kg CO₂e/kg H₂) en markeert de conformiteit. Volledige RFNBO-certificering vereist bovendien geauditeerde leveringscontracten voor additionaliteit, temporele correlatie (maandelijks tot eind 2029, uurlijks vanaf 2030) en geografische correlatie, die de tool samenvat maar niet certificeert.