Kosten waterstof
Groene waterstof is nu nog een dure vorm van duurzame energie; al snel 5 keer zo duur als aardgas. Waterstof moet gemaakt worden door elektrolyse van water met elektriciteit. Waterstof heeft een derde van de energie inhoud van aardgas. Dus pas als het per m³ 1/3 van de prijs van aardgas zou zijn, of lager, wordt het voor een consument aantrekkelijk.
Prijs groene waterstof t.o.v. aardgas
Aardgas kost op dit moment, inclusief leveringstarief en belastingen, zo’n € 0,75/m³. Een gemiddeld gezin met 2 kinderen met een gebruik van ca.1.500 m³ aardgas is daarvoor € 1.125,-/jaar kwijt. Daar komt nog zo’n € 200,- bij voor vastrecht- en leveringskosten. De overheid heeft ervoor gekozen de komende jaren de energiebelasting op aardgas consequent ieder jaar te verhogen. Op basis daarvan kunnen we ervan uitgaan dat we rond 2030 ongeveer € 1,-/m³ aardgas gaan betalen.
Als we met groene waterstof niet duurder uit zouden moeten zijn dan met aardgas, moet waterstof nu € 0,75/3 = ongeveer € 0,25/m³ gaan kosten. Rond 2030 zou € 0,33 concurrerend zijn (inclusief eventuele energieheffing en btw).
Grijze waterstof gemaakt met aardgas kost nu onbelast tussen € 1,5 tot € 2,- per kg. Als bij het proces de CO2 wordt afgevangen, lopen de kosten op naar € 2,5 tot € 3,-. € 3,- per kg is vergelijkbaar met een aardgasprijs van 0,75/m3: 1 kg waterstof bevat evenveel energie als 4 m³ aardgas. De prijs van transportopslag van CO2 hierbij wordt momenteel ingeschat op € 0,03 per kg CO2. Dat lijkt weinig, maar elke kg H2 veroorzaakt ongeveer 16 kg CO2, op de totale prijs is dit dus rond de € 0,5 per kg H2.
Prijs productie groene waterstof
Groene waterstof is nog duurder, maar kost mogelijk na 2030 ook rond de € 3,- per kg (1 kg waterstof bevat evenveel energie als 4 m³ aardgas). De prijs van aardgas (onbelast en zonder CO2-heffing) voor dezelfde hoeveelheid energie ligt nu ruim onder € 1,-. Er is dus een behoorlijke kostenkloof te overbruggen voor emissievrije groene waterstof. Op dit moment kost 1 kg groene waterstof ca. € 15,-. De verwachting is dat deze prijs binnen enkele jaren zakt naar ongeveer € 5,- per kg. Op basis van een onderzoek van Enpuls in samenwerking met TNO en DNV GL is eind november 2018 berekend dat in 2025 een productieprijs tussen de € 2,40 en € 2,70 per kg mogelijk moet zijn.
1 m³ waterstofgas weegt 90 gram, 11,1 m³ waterstofgas weegt 1 kg. Daarmee komt de kale productieprijs van waterstof uit op: 2,70/11,1 = € 0,243 per m³. Vergelijk je dit met aardgas, dan kom je uit op ongeveer € 0,73 per m3. Dan zitten we weliswaar net onder de prijs van aardgas, maar voor dat bedrag is de waterstof nog niet bij de consument afgeleverd en zijn er geen belastingen en overige kosten (opslag e.d.) berekend. Voorlopig is de prijs van groene waterstof nog 5 tot 6 keer hoger (exclusief opslag, transport en belastingen) dan de huidige prijs van aardgas, inclusief transport en belastingen.
In de meest recente studie van PBL zijn de productiekosten van groene waterstof in een aantal onderzoeken met elkaar vergeleken op basis van een onderzoek van CE Delft uit 2020:
De verwachte productiekosten in 2030 van groene waterstof (bovenwaarde) variëren daarbij tussen 1,27 en 4,75 €/kg (CE Delft 2020, tabel 20). Deze ruime bandbreedte wordt veroorzaakt door verschillen in gehanteerde kosten van elektriciteit, het aantal productie-uren per jaar en de verwachte investeringskosten van elektrolysers en het type elektrolyser (Alkaline of PEM). De studies verstrekken doorgaans onvoldoende informatie om de effecten van deze factoren te isoleren. Wel is duidelijk dat de berekende kosten niet voldoen aan de definitie van nationale kosten omdat ze zich allemaal baseren op verwachte groothandelsprijzen van elektriciteit. Zeker tot 2030 (en mogelijk ook daarna) reflecteren groothandelsprijzen slechts een deel van de productiekosten van elektriciteit uit zon en wind, zie de PBL-notitie over nationale kosten van klimaatneutrale elektriciteit in 2030 (PBL rapport 2020d). Bovendien ontbreken de kosten van een aansluiting op het elektriciteitsnet en blijven de kosten van water buiten beschouwing. Anderzijds worden opbrengsten van zuurstof en warmte (voor zover nuttig toepasbaar) vaak ook niet meegenomen.
PBL | 29 4.2.1 Invloed van de kosten van elektrolysers en elektriciteit van de kosten van een elektrolyser, het aantal draaiuren en de kosten van elektriciteit.
Uit figuur 1 van het rapport van PBL ‘Waterstof voor de gebouwde omgeving’ kun je aflezen dat de kosten dalen als een elektrolyser meer uren per jaar (x-as) productief kan zijn. Tussen 0 en 3000 draaiuren dalen de kosten snel; daarna leiden extra draaiuren tot geringe kostenreducties. Een daling in de kosten van een elektrolyser leidt tot lagere kosten van waterstof, maar dat effect is vooral zichtbaar bij 0 tot 3000 draaiuren.
In de rechtergrafiek is zichtbaar dat de kosten van waterstof vrijwel lineair oplopen met hogere kosten van elektriciteit, ongeacht het aantal draaiuren. De kromming in de grafieklijnen is het gevolg van de verdeling van constante kapitaalslasten over een toenemende hoeveelheid geproduceerde waterstof. Een verhoging van de stroomkosten met 20 $/MWh komt in de figuur overeen met een verhoging van de productiekosten van waterstof met ongeveer 1 $/kg.