Waterstof heeft een groot potentieel als koolstofvrije energiedrager. Dit is een blik op het momentum achter deze breed toepasbare technologie.
Waterstof kan een centrale rol spelen om de wereld te helpen een net-...
uitstoot tegen 2050. Als aanvulling op andere technologieën, zoals hernieuwbare energie en biobrandstoffen, heeft waterstof het potentieel om
om industrieën als staal, petrochemie, kunstmest, zware mobiliteit (op en buiten de weg), zeevaart en luchtvaart koolstofvrij te maken, en om flexibele energieopwekking te ondersteunen (naast andere toepassingen). In 2050 zou waterstof kunnen bijdragen aan meer dan 20 procent van de jaarlijkse wereldwijde emissiereducties.
De potentiële rol van waterstof in de bredere energietransitie wordt onderzocht in een reeks rapporten van McKinsey en de Hydrogen Council - een wereldwijd, door CEO's geleid initiatief met leden uit meer dan 140 bedrijven. In de rapporten wordt bijvoorbeeld onderzocht hoe de vraag naar waterstof de huidige energie-, gas-, chemicaliën- en brandstofmarkten zou kunnen veranderen; de noodzaak van schaalvergroting van de waterstofproductie, in het bijzonder schone waterstof (die wordt gemaakt met hernieuwbare energiebronnen of met maatregelen om de uitstoot te verlagen); en wat er in het komende decennium moet gebeuren om de doelstellingen voor netto nul te halen.
Het momentum achter waterstof is het afgelopen jaar versneld, zoals beschreven in Waterstof inzichten 2022.1 een onlangs gepubliceerd perspectief op de toestand van de waterstofindustrie. Zowel de investeringen als de projectontwikkeling zijn toegenomen. Er blijft echter een financieringstekort.
De volgende vijf grafieken laten zien hoe waterstof een sleutelrol kan spelen in een koolstofarme toekomst.
In 2050 zou waterstof kunnen bijdragen aan meer dan 20 procent van de jaarlijkse wereldwijde emissiereducties.
Deel van de netto-nul vergelijking
Tegen 2050 zou schone waterstof kunnen helpen om jaarlijks zeven gigaton CO2-uitstoot te verminderen, wat neerkomt op ongeveer 20 procent van de door de mens veroorzaakte uitstoot als de wereld op het huidige opwarmingspad blijft.2 Als aanvulling op andere technologieën, zoals hernieuwbare energiebronnen en biobrandstoffen, heeft waterstof het potentieel om de CO2-uitstoot van de aarde te verminderen.
een verscheidenheid aan sectoren, bijvoorbeeld: industrie (staalproductie, ammoniaksynthese voor kunstmestproductie); mobiliteit over lange afstanden (als brandstof voor zware vrachtwagens); zeevaart en luchtvaart (om synthetische brandstoffen voor schepen te produceren); en verwarming van gebouwen. Waterstof kan ook worden gebruikt voor flexibele langetermijnopslag
voor elektriciteitsnetten. De industrie en het transport nemen het grootste deel van het reductiepotentieel van waterstof voor hun rekening, met een cumulatieve emissiereductie van 80 gigaton CO2 tot 2050.
Schone waterstof kan tot wel 80 gigaton aan CO2-vermindering bijdragen tegen 2050, waarbij het grootste deel afkomstig is van industrieel gebruik en transport.
Investeringen groeien
Wereldwijd zijn er meer dan 680 grootschalige waterstofprojecten aangekondigd,3 wat neerkomt op
tot $240 miljard aan directe investeringen. De projecten omvatten gigascale productie, grootschalig industrieel gebruik, transport en infrastructuur. In Europa, goed voor
Voor 314 van de aangekondigde projecten zal waterstof naar verwachting een belangrijke rol spelen bij het behalen van de doelstellingen voor het koolstofarm maken van de economie, met gebruik in industriële toepassingen, transport en energieopwekking. Binnen Azië is China goed voor ongeveer de helft van alle aangekondigde projecten. Van de aangekondigde projecten in China zijn de meeste gericht op het gebruik van waterstof in het vervoer. In Noord-Amerika zou de waterstofproductie moeten helpen om de binnenlandse voorziening van koolstofarme energie voor meerdere toepassingen te stimuleren.
Daarnaast zijn er hubs voor de export van waterstof aangekondigd in Afrika, Latijns-Amerika, het Midden-Oosten en Oceanië. Deze hubs kunnen bijvoorbeeld de groeiende vraag in Azië en Europa voeden.
Wereldwijd zijn er meer dan 680 grootschalige waterstofprojecten aangekondigd,
Schonere toekomst
Vandaag de dag wordt de meeste waterstof geproduceerd met fossiele brandstoffen, ook wel bekend als grijze waterstof. Het potentieel van waterstof als ontkoling benutten
instrument vereist een aanzienlijke schaalvergroting van
schone waterstof, die kan worden geproduceerd
met hernieuwbare energiebronnen (vaak groene waterstof genoemd) of met fossiele brandstoffen in combinatie met maatregelen om de uitstoot aanzienlijk te verlagen, zoals afvang, gebruik en opslag van koolstof (vaak blauwe waterstof genoemd). De vraag naar
schone waterstof kan groeien tot ongeveer 660 miljoen ton per jaar in 2050.
De totale geplande productie van groene en blauwe waterstof tot 2030 heeft meer dan 26 miljoen ton per jaar bereikt - een cijfer dat sinds 2020 ruwweg is verviervoudigd. De productiekosten van schone waterstof zullen de komende tien jaar naar verwachting snel dalen. Bij productiekosten van ongeveer $2 per kilogram zou schone waterstof in veel toepassingen kostenconcurrerend kunnen worden.
Vergroenend staal
Staal is een van 's werelds industrieën met de hoogste CO2-uitstoot. Vooral door het gebruik van cokeskolen in het productieproces is staal verantwoordelijk voor ongeveer 8 procent van de wereldwijde jaarlijkse uitstoot. Hoewel er initiële investeringen nodig zijn om de overstap te maken, heeft staalproductie op basis van waterstof het potentieel om de voetafdruk van de industrie sterk te verminderen: verwacht wordt dat staal in 2030 ongeveer 8 procent van de vraag naar schone waterstof zal genereren, maar dat het in dat jaar goed zou kunnen zijn voor bijna 20 procent van de emissies die via waterstof worden vermeden.4 Wereldwijd zijn er meer dan 50 staalproductieprojecten met ambities op het gebied van groene waterstof aangekondigd, met Europa als een centrum van vroege groei.
Wereldwijd zijn er 52 staalproductieprojecten met ambities op het gebied van groene waterstof.
aangekondigd, waarbij de eerste groei zich concentreert in Europa.
aangekondigd, met vroege groei in Europa.
Financieringskloof
Ondanks het momentum van waterstof blijft er een aanzienlijk investeringstekort bestaan voordat het volledig kan bijdragen.
naar decarbonisatie. Om een traject naar netto nul te realiseren, zijn tegen 2030 extra directe investeringen van $460 miljard nodig5 - waarmee de kloof tussen de $240 miljard aan aangekondigde projecten en de $460 miljard aan aangekondigde projecten wordt gedicht.
$700 miljard aan vereiste investeringen. De investeringskloof valt uiteen in drie categorieën:
- - Productie. De productie van schone waterstof heeft het hoogste aantal aangekondigde investeringen, maar het is ook het segment met het hoogste aantal aangekondigde investeringen.
grootste investeringsbehoefte. Het huidige investeringstekort bedraagt ruwweg $150 miljard tot 2030. - - Transmissie, distributie en opslag. Investeringen in dit deel van de waardeketen zijn van cruciaal belang om toegang te krijgen tot kostenconcurrerende waterstofvoorraden, bijvoorbeeld door de regio's met de laagste productiekosten te verbinden met vraaghubs, tankinfrastructuur voor voertuigen te ontwikkelen of pijpleidingen aan te leggen om industriële installaties te bevoorraden. Er blijft een investeringskloof van meer dan $165 miljard.
- - Toepassingen voor eindgebruik. Voldoen aan de verwachte vraag naar waterstof voor verschillende eindtoepassingen, waaronder staalproductie
en transport zullen extra investeringen van $145 miljard vergen, met het grootste absolute verschil in mobiliteit. Nieuwe industriële toepassingen zoals staal zullen aanzienlijke investeringen vereisen - ongeveer $35 miljard voor uitgaven zoals nieuwe fabrieken. Staal is echter ook een van de meest geavanceerde segmenten onder de aangekondigde investeringen, met ongeveer de helft van de vereiste aangekondigde investeringen.
Er blijft een investeringskloof van ongeveer $460 miljard over voor de waterstofsector.
waardeketen.
Hoe leiders het potentieel van waterstof in de netto-nul economie kunnen helpen maximaliseren
Wil waterstof een centrale rol spelen in de energietransitie, dan is schaalvergroting in de komende tien jaar van cruciaal belang. Beleidsmakers en bedrijfsleiders kunnen maatregelen overwegen op drie belangrijke gebieden:
- - Vraag creëren. Bedrijven kunnen een rol spelen door industriebrede overgangstoezeggingen na te streven, terwijl beleidsmakers stimulansen kunnen creëren - bijvoorbeeld door directe ondersteuningsmechanismen in te voeren en quota of streefcijfers verplicht te stellen.
- - Infrastructuur ontwikkelen. Voorafgaande investeringen zijn nodig om grootschalige infrastructuur te ontwikkelen die distributie mogelijk maakt, zoals pijpleidingen en tankinfrastructuur.
- Productie opschalen. De vraag naar waterstof zal alleen een massale acceptatie op de markt bereiken als er een goedkope aanvoer van schone waterstof beschikbaar is. Dit vereist een schaalvergroting van de elektrolysecapaciteit en de bijbehorende capaciteit voor hernieuwbare energie, evenals de uitbouw van infrastructuur voor koolstofafvang, -gebruik en -opslag. Hoe eerder deze investeringen in productie op gigaschaal worden gedaan, hoe eerder waterstof concurrerend zal zijn qua kosten.
Om waterstof een centrale rol te laten spelen in de energietransitie, is schaalvergroting in de komende tien jaar van cruciaal belang.
