Het huidige gasnet kan met de nodige aanpassingen prima geschikt worden gemaakt voor waterstof. Maar voor zwaveldeeltjes die plakken aan de binnenzijde van de leidingen moet mogelijk wél een oplossing worden gevonden. Netbeheerder Stedin doet inmiddels onderzoek.
Gaat heel Nederland elektrificeren en behoort het gasnet straks tot het verleden? Of kan je het bestaande net misschien hergebruiken om er duurzaam opgewekte gassen door te laten stromen? Vier jaar geleden berekende Kiwa dat het bestaande net voor zo’n 700 miljoen euro – prijzen van toen – kon worden omgebouwd. Eén van de aandachtspunten destijds in het rapport: restjes zwavel.
“In het rapport van Kiwa werd zwavel in de leidingen wel als onderwerp benoemd, maar niet gekwantificeerd. Dát proberen wij nu wel te doen. We zijn aan het onderzoeken hoe groot het probleem is, en hoe we het kunnen oplossen”, zegt Tessa Hillen, energietransitie-analist bij Stedin.
Zwavel als geurstof
Zwavel wordt aan aardgas toegevoegd als geurstof, odorant, zodat je een eventueel gaslek kunt ruiken. Aardgas is van zichzelf namelijk geurloos. Na jaren en jaren van aardgastransport, hebben veel gasleidingen een laagje zwavel verzameld. Dat ligt er gedeeltelijk op, als een filmpje, maar is er ook voor een deel ingetrokken – geabsorbeerd.
Stedin weet niet hoe de toekomstige energievoorziening eruit gaat zien, maar de netbeheerder wil wel op elke situatie voorbereid zijn. “Stel nou dat er in de toekomst een rol is weggelegd voor waterstof in de gebouwde omgeving, dan is het voor ons belangrijk om te weten wat onze leidingen doen met de kwaliteit van waterstof. En als we erachter komen dat de kwaliteit niet voldoet, op welke manieren we dat kunnen oplossen.” De huidige aardgasketels weten wel raad met een beetje zwavel. Ook de waterstofketel heeft geen moeite met minimale hoeveelheden zwavel. Maar dat geldt niet voor brandstofcellen, waar mogelijk ook nog steeds een rol voor is weggelegd in de toekomst, in woningen of auto’s.
Hillen: “Voor PEM-brandstofcellen, dat zijn de meest gevoelige brandstofcellen, mogen er volgens de ISO14687 per miljard gasdeeltjes maar vier zwaveldeeltjes in de brandstofcel terechtkomen. Dat is echt heel weinig. Wij hebben geconstateerd dat we met bestaande leidingen hier wel onder blijven zolang de waterstof blijft stromen. Maar als het even stilstaat, dan mengen meer zwaveldeeltjes zich met het gas en dan zit je al heel snel tijdelijk boven deze maximale waarde. Brandstofcellen met SOFC-technologie werken op hogere temperaturen en zijn wat minder gevoelig voor zwavel, maar ook voor SOFC-cellen is zwavel niet prettig.”
Gasreiniging
Veel brandstofcel-ketels zijn voorzien van een gasreiniger, die zwavel uit het gas kan halen. Ook bestaat er membraantechnologie specifiek voor zwavelverwijdering die je additioneel kan toepassen. “Maar die zijn niet gratis”, zegt Hillen. “De businesscase voor een brandstofcel ziet er anders uit als je niet hoeft te investeren in deze technieken. Het is natuurlijk niet zo dat het Stedins verantwoordelijkheid is om een businesscase te maken voor brandstofcellen, maar het is wel goed om aan te kunnen geven wat haalbaar is wat betreft de gaskwaliteit.”
Poreus
Het onderzoek van Stedin wordt uitgevoerd in Rozenburg, op de locatie waar al een klein waterstofnetje ligt en waar verschillende waterstofketels in gebruik zijn. Hillen: “We vermoeden dat zwavel in PE-leidingen meer de neiging heeft om vast te kleven dan in leidingen van staal, pvc of koper. Dat heeft te maken met de wat grotere porositeit van PE. Testen moeten dat nog bevestigen.”
Het is nu, na enkele maanden onderzoek, nog niet duidelijk hoe lang het duurt voordat de zwavel aan de binnenzijde van de leidingen is losgeweekt en uitgespoeld. Duurt het een jaar, twee jaar? Hillen: “We weten dit nog niet. Daarom laten we dit onderzoek ook nog een tijd door lopen.”
Ook wordt er bij Stedin inmiddels nagedacht over oplossingen die het opschonen van de leidingen versnellen. Hillen: “Je kan denken aan het verhogen van de temperatuur of het doorspoelen met een ander soort gas.” Ook een mogelijkheid is om leidingen aan twee zijden als het ware af te doppen en een tijdje te wachten totdat er voldoende zwavel is losgeweekt. Zou het een optie kunnen zijn om te garanderen dat het waterstof altijd blijft stromen, waardoor ophoping van zwavel geen kans heeft? Hillen: “In theorie is dat inderdaad een oplossing, maar in de praktijk kan Stedin dat nooit garanderen. Als je op vakantie bent bijvoorbeeld dan zal er geen gas stromen naar jouw woning.”
Interesse uit het buitenland
Hillen: “Bij mijn weten zijn wij de enige netbeheerder in de wereld die dit onderzoek uitvoert. En je merkt dat goed, want vanuit de hele wereld wordt er met belangstelling naar ons gekeken. Zeker ook door fabrikanten van brandstofcellen, uit Japan bijvoorbeeld. En Groot-Brittannië. Door zo’n onderzoek kom je erachter dat waterstof echt een mondiaal vraagstuk is.
