WUR: groene waterstof op zee goedkoper en duurzamer door membraandestillatie

De installaties op de demo locatie. De electrolyzer en membraandestillatie installaties zijn beide ingebouwd in een container om ze te kunnen transporteren naar de demo locatie op Texel (foto: WUR).

Onderzoekers van Wageningen University & Research WUR) toonden aan dat de kosten voor het fabriceren van groene waterstof via elektrolyse op zee omlaag kunnen. Hoe? Door het ter plekke maken van Ultra Puur Water (UPW) door middel van Membraandestillatie. Dit ultra-schone water is essentieel voor de omzetting van windenergie naar ‘groene’ waterstof. De volgende fase is om dit concept op grotere schaal (0.5-1 MW) op een offshore locatie met relevante partners te demonstreren.

De onderzoekers toonden op Texel met een demonstratie prototype aan dat ze ultra puur water uit zeewater kunnen maken met vrijgekomen restwarmte bij elektrolyse van water (voor waterstof productie). Jolanda van Medevoort, projectleider van dit onderzoek en onderzoeker binnen het programma Water Treatment & Technology is opgetogen dat deze pilot zo succesvol is afgerond. ‘Hiermee wordt de business case voor groene waterstof rooskleuriger. En en dat is hard nodig, want op dit moment kan groene waterstof de concurrentie nog niet aan met de grijze waterstof geproduceerd met fossiele energie.”

Milieuvriendelijker

Verder is het voor haar zeker zo belangrijk dat dit proces met membraandestillatie zelf ook milieuvriendelijker is ten op zichte van omgekeerde osmose, die nu vaak wordt toegepast. “Membraandestillatie gebruikt niet alleen veel minder elektrische energie omdat het de restwarmte benut van de electrolyser. Het is ook milieuvriendelijker omdat geen chemicaliën nodig zijn voor de voorbehandeling van zeewater. Ook wordt het zeewater nauwelijks zouter in tegenstelling tot omgekeerde osmose (RO). Hierdoor wordt het onderwater milieu niet aangetast en hoeft er geen drinkwater gebruikt te worden voor dit proces.”

Ultra Puur Water met Membraandestillatie

Het proces van membraandestillatie om zeer schoon water uit zeewater te produceren is op zich niet nieuw. Het proces gebruikt veel warmte en dus energie, en is niet voor alle toepassingen de beste, economisch haalbare, oplossing, stelt de WUR. Voor de productie van water voor de electrolyser is membraandestillatie echter de ideale technologie omdat de door de electrolyser geproduceerde warmte snel moet worden afgevoerd om het elektrolyse-proces goed te laten lopen. Door deze warmte te gebruiken voor membraandestillatie is koelen met zeewater niet meer nodig en wordt er direct het benodigde ultra puur voedingswater voor de electrolyser geproduceerd.
De kosten van Ultra Puur Water zullen daarbij lager zijn dan bijvoorbeeld de toepassing van omgekeerde osmose (RO) dat het algehele elektrisch rendement van het volledige waterstof systeem verlaagt. Dit komt omdat omgekeerde osmose een elektrisch gedreven proces is.

Werkend bewijs technologisch principe

Het belangrijkste resultaat van het onderzoek is het werkende bewijs van het technologisch principe door een werkend systeem te bouwen, te integreren met de electrolyser en het demonstreren van het gecombineerde systeem op de kade van Seaport Texel.
Uit een economische evaluatie blijkt dat extra voordeel haalbaar is uit de met de restwarmte geproduceerde hoeveelheid water. Ongeveer een derde van het geproduceerde water wordt gebruikt voor waterstof productie. Twee derde van het geproduceerde water is beschikbaar voor overige doeleinden. Dit betreft zeer zuiver water en is volgens WUR interessant in gebieden/periodes met waterschaarste, offshore maar ook voor drinkwater of industriële toepassingen.