Kostenverlaging bij waterstofproductie: hoe alkalische elektrolysers een oplossing bieden Inleiding

Nu de wereld overschakelt op schone energie, is groene waterstof – geproduceerd met behulp van hernieuwbare elektriciteit – een belangrijke speler geworden in de koolstofarme sector zoals transport, staal en chemie. De hoge productiekosten vormen echter een grote belemmering voor brede acceptatie. Van de beschikbare elektrolysetechnologieën bieden alkalische elektrolyzers (ALK) een veelbelovende manier om kosten te verlagen.

In deze blog bespreken we:

Waarom de productiekosten van waterstof omlaag moeten

Hoe alkalische elektrolysers werken en hun kostenvoordelen

Recente ontwikkelingen maken ALK concurrerender

De toekomstperspectieven voor betaalbare groene waterstof

De uitdaging: hoge kosten van Groene waterstof

Momenteel wordt de meeste waterstof geproduceerd uit fossiele brandstoffen (grijze waterstof), wat goedkoop is maar CO₂ uitstoot. Groene waterstof, geproduceerd via waterelektrolyse op basis van hernieuwbare energiebronnen, is schoon maar duur vanwege:

Hoge elektriciteitskosten (indien niet afkomstig van overtollige hernieuwbare energiebronnen)

Kapitaaluitgaven van elektrolysers

Onderhouds- en efficiëntieverliezen

Om te kunnen concurreren met groene waterstof, moeten de kosten van elektrolyzers aanzienlijk dalen. Daarbij lopen alkalische elektrolyzers voorop.

Waarom Alkalische elektrolysers (ALK)?

Alkalische elektrolysers behoren tot de oudste en meest ontwikkelde elektrolysetechnologieën. Vergeleken met alternatieven zoals PEM (Proton Exchange Membrane) en SOEC (Solid Oxide Electrolysis Cells) biedt ALK:

1. Lagere kapitaalkosten

Geen dure materialen: in tegenstelling tot PEM-elektrolysers, die platina en titanium nodig hebben, gebruikt ALK elektroden op nikkelbasis en vloeibare alkalische elektrolyten (KOH of NaOH), waardoor de materiaalkosten worden verlaagd.

Eenvoudigere constructie: ALK werkt bij lagere druk en temperaturen, waardoor dure, hoogwaardige componenten niet nodig zijn.

2. Langere levensduur en duurzaamheid

Bewezen betrouwbaarheid: ALK-systemen gaan bij goed onderhoud vaak meer dan 60.000–100.000 bedrijfsuren mee.

Minder gevoelig voor onzuiverheden: in tegenstelling tot PEM tolereert ALK een wisselende waterkwaliteit beter, waardoor de voorbehandelingskosten worden verlaagd.

3. Schaalbaarheid voor industrieel gebruik

Waterstofproductie op grote schaal: ALK-systemen worden al gebruikt in ammoniakfabrieken en raffinaderijen en profiteren daarbij van schaalvoordelen.

Compatibiliteit met intermitterende hernieuwbare energiebronnen: PEM reageert sneller op variabel vermogen, terwijl nieuwere ALK-ontwerpen de flexibiliteit verbeteren.

Recente innovaties zorgen voor lagere kosten

Hoewel ALK traditioneel achterloopt op PEM op het gebied van efficiëntie, wordt deze kloof door recente ontwikkelingen gedicht:

1. Geavanceerde elektrodematerialen

Nanogestructureerde nikkelkatalysatoren verbeteren de efficiëntie en verminderen het energieverbruik.

Coatingtechnologieën verhogen de duurzaamheid en verlagen de vervangingskosten.

2. Dynamische werking voor de integratie van hernieuwbare energie

Nieuwe ALK-ontwerpen maken het mogelijk om de last snel te volgen, waardoor ze beter geschikt zijn voor schommelingen in wind- en zonne-energie.

3. Opschaling van de productie

Massaproductie van ALK-stacks verlaagt de kosten per eenheid.

4. Hybride systemen (ALK + PEM)

Sommige projecten combineren de lage kosten van ALK met de responsiviteit van PEM, waardoor de prestaties worden geoptimaliseerd.

De toekomst: kan ALK groene waterstof betaalbaar maken?

Met voortdurende R&D en opschaling zouden alkalische elektrolysers de kosten van groene waterstof kunnen verlagen, waardoor deze concurrerend wordt met fossiele waterstof. Belangrijke stappen zijn:

✔ Verdere efficiëntieverbeteringen (gericht op <45 kWh/kg H₂)

✔ Geautomatiseerde productie om productiekosten te verlagen

✔ Integratie met goedkope hernieuwbare energie (bijv. overtollige zonne-/windenergie)

Hoewel PEM-elektrolyzers vaak de show stelen vanwege hun hoge efficiëntie en flexibiliteit, blijven alkalische elektrolyzers een kosteneffectieve krachtpatser voor grootschalige groene waterstofproductie. Met voortdurende innovaties zou ALK een cruciale rol kunnen spelen bij het betaalbaar maken van schone waterstof en zo de transitie naar een emissievrije energietoekomst kunnen versnellen.