Achtergrond
Er zijn meerdere opties beschikbaar om water in waterstof en zuurstof te splitsen. Alkalische (AWE) en proton Exchange membrane (PEMWE) waterstofelektrolyse zijn de meest geavanceerde beschikbare lage temperatuur technologieopties. Toch heeft Solid Oxide Electrolysis Cells (SOEC)
op lange termijn technologie interessante voordelen. SOEC heeft een hogere efficiëntie vanwege gebruik van stoom in plaats van water. Daarnaast kan SOEC geïntegreerd worden met een scala aan downstream processen en warmteterugwinning.
In dit Next Level SOE-project hebben ISPT en VoltaChem (powered by TNO) een haalbaarheidsstudie uitgevoerd met partners Air Liquide, BP en OCI. De warmte en procesintegratie, het opschalingspotentieel en de technisch-economische aspecten van toepassingen van SOEC-technologie zijn geëvalueerd in drie verschillende industriële cases.
De eerste case betreft groene waterstofproductie in een ammoniakfabriek op de OCI Chemelot-site in Nederland. De tweede case is een conceptstudie uitgevoerd in samenwerking met BP, waarin de integratie van syngas productie door middel van SOEC met blauwe waterstof en downstream e-brandstoffen op een potentiële BP-site werd onderzocht. Daarnaast is ook een variant met een groene waterstofproductie onderzocht. Het derde en laatste gebruiksscenario richtte zich op koolmonoxideproductie op de Rozenburg Rotterdam-site van Air Liquide.
Resultaten
In deze SOEC-studie is gekeken naar de technische als economische aspecten voor opschaling van SOEC-technologie tot 1 gigawatt in modules van 9 MW. Restwarmte voor stoomopwekking, dan wel beschikbare stoom, kan gebruikt worden evenals koolstofdioxide uit afgassen. Extra aandacht is nodig voor de kwaliteit en betrouwbaarheid vanwege de levensduur van SOEC.
Op basis van literatuur en technische factoren zou een vermindering van de kapitaalkosten met een factor van 4 potentieel kunnen worden bereikt door opschaling, massaproductie en innovatie. Een volgende stap zou de ontwikkeling van een pilotplant kunnen zijn om de technologie op een schaal van 5 tot 10 MW te demonstreren.