SustainaWeekly - Het financieren van groene waterstof

Economie: Groene waterstof zou een belangrijke rol kunnen spelen in de overgang naar een koolstofarme economie. De onzekerheid van hernieuwbare energievoorziening, de technologische onvolwassenheid, het gebrek aan duidelijkheid over de vraag en het ontbreken van bijbehorende infrastructuur wegen echter op de business case voor groene waterstof. Het gebruik van PPA's (Power Purchase Agreements), de alternatieve doeleinden van groene waterstof en overheidsinterventie behoren tot de remedies.

Sector: Het verminderen van emissies en het bereiken van netto nul voor verwarming is complex. Eén optie is het verbranden van brandstoffen of massa, maar deze moeten duurzaam worden gewonnen. Warmte kan worden geabsorbeerd uit andere bronnen zoals de zon, grond, lucht, water of restwarmte. Hernieuwbare elektriciteit kan ook worden omgezet in warmte. Er zijn dus verschillende opties, maar deze opties zijn momenteel duurder dan het verbranden van fossiele brandstoffen.

ESG in figuren: In een vaste rubriek van ons weekblad presenteren we een aantal grafieken over enkele van de belangrijkste indicatoren voor ESG-financiering en de energietransitie.

Het financieren van groene waterstof

• Groene waterstof kan een veelbelovende rol in de overgang naar een koolstofarme economie...

• ...maar de onzekerheid van hernieuwbare energievoorziening, de technologische onvolwassenheid, de onduidelijkheid van de vraag en het ontbreken van bijbehorende infrastructuur zijn de belangrijkste risico's die de business case voor groene waterstof verslechteren.

• Het gebruik van PPA's(Power Purchase Agreements), de alternatieve doeleinden van groene waterstof en overheidsinterventie behoren tot de remedies om de business case voor investeerders te verbeteren.

• Het huidige risico-rendementsprofiel voor groene waterstof is het meest geschikt voor institutionele beleggers zoals ontwikkelingsbanken, samen met olie- en gasbedrijven.

Inleiding

Binnen de financiële sector heeft de laatste jaren een verschuiving plaatsgevonden van een op winst gericht paradigma naar het opnemen van sociale en milieuaspecten in de besluitvorming over investeringen. Als het gaat om klimaatverandering, erkennen de meeste beleggers fysieke en transitierisico's en nemen ze deze op in hun beleggingsbeslissingen. Tegelijkertijd heeft de financiële sector een cruciale rol te spelen in het stimuleren van de energietransitie door fondsen toe te wijzen en te sturen in de richting van schone en klimaatvriendelijke technologieën, waarvan groene waterstof er één is.

Met zijn vele voordelen zal groene waterstof een prominente plaats innemen onder de mogelijke brandstoffen van de toekomst (zie onze notitie over groene waterstof hier). In deze richting heeft Europa een strategie voor groene waterstof opgesteld met als doel om tegen 2030 10 miljoen ton binnenlandse productie te bereiken, terwijl een gelijkwaardige hoeveelheid wordt geïmporteerd.

Een dergelijk doel brengt enorme financieringsvereisten met zich mee, zowel van de overheid als van de particuliere sector. Privé-investeringen om de uitrol van groene waterstof te stimuleren zijn echter nog steeds schaars, zelfs als we weten dat de benodigde fondsen gemakkelijk beschikbaar zijn. Gemotiveerd door deze observatie wil dit rapport de volgende vraag beantwoorden: wat zijn de obstakels die het potentieel voor de financiering van groene waterstof beperken? We beantwoorden deze vraag vanuit het perspectief van een investeerder door de risico's in de waardeketen van groene waterstof te onderzoeken en stellen mogelijke oplossingen voor om deze risico's te verminderen en de business case van groene waterstof te verbeteren.

Risico's in de waardeketen

Er zijn meerdere knelpunten in de waardeketen voor groene waterstof, die verschillende bronnen van onzekerheid vormen die de business case verzwakken en investeringen afschrikken. De waardeketen voor groene waterstof kan worden opgesplitst in vier brede categorieën: hernieuwbare energieproductie, het elektrolyseproces, de bijbehorende infrastructuur en het uiteindelijke gebruik van de geproduceerde waterstof.

Productie van hernieuwbare energie

Om het groene label te krijgen, moet waterstof worden geproduceerd met hernieuwbare energie. Aan de aanbodzijde is de productie van groene waterstof dus afhankelijk van de beschikbaarheid van hernieuwbare energie. De onzekerheid rond de tijdschema's voor de inzet van hernieuwbare capaciteit verhoogt echter de risico's van onvoldoende stroomvoorziening voor het elektrolyseproces, waardoor de business case van groene waterstof verzwakt. De vertragingen in investeringen hebben vooral te maken met lange vergunningsperiodes, stijgende kapitaalkosten (stijging van de rentetarieven en productiemiddelen) en het gebrek aan ondersteunende infrastructuur. Aangezien het bovendien meer tijd kost om de capaciteit te bouwen, in combinatie met een stijgende vraag, zal hernieuwbare energie duur zijn, wat zich vertaalt in hogere kosten voor de productie van groene waterstof, samen met een lager concurrentievermogen ten opzichte van zijn fossiele tegenhangers, waardoor de business case nog verder verslechtert.

Het elektrolyseproces

Vanuit technologisch oogpunt wordt groene waterstof voornamelijk geproduceerd door middel van waterelektrolyse, waarbij de watermoleculen worden gesplitst in waterstof en zuurstof. Er zijn momenteel drie soorten elektrolysers, en elk heeft zijn voordelen en nadelen. Alkalische elektrolysers zijn relatief goedkoop, maar hun prestaties zijn gevoelig voor onderbrekingen. Elektrolysers met een protonuitwisselingsmembraan (PEM) daarentegen zijn flexibeler en kunnen beter omgaan met onderbrekingen, maar hier hangt een hoger prijskaartje aan. Het derde type is dat van de Solid Oxide elektrolysers, een technologie die nog meer tijd nodig heeft om gecommercialiseerd te worden. Groene waterstof die gebaseerd is op alkaline of PEM elektrolysers bevindt zich in een demonstratie-vroege adoptiefase, terwijl groene waterstof geproduceerd met behulp van solid oxide elektrolysers zich in een grote prototype/demonstratiefase bevindt. De schaalbaarheid van deze technologieën moet dus nog worden bewezen. Bovendien is het elektrolyseproces afhankelijk van verschillende componenten, geproduceerd door verschillende partijen, die mogelijk niet compatibel zijn of niet goed samenwerken, wat resulteert in het ontbreken van prestatiegaranties door fabrikanten. Dit verhoogt op zijn beurt het technologische risico van investeringen in elektrolysers en verzwakt de business case ervan.

Het uiteindelijke gebruik van geproduceerde waterstof

Groene waterstof wordt gezien als de overgangsoplossing voor sectoren waar het moeilijk is de emissies te verminderen en waar elektrificatie niet mogelijk is. Deze sectoren moeten echter investeren in het aanpassen van hun processen om groene waterstof in hun productiemix op te nemen. Maar om deze investeringen te kunnen doen, is duidelijkheid nodig over het tijdschema voor de beschikbaarheid van groene waterstof. Tegelijkertijd wordt het investeren in groene waterstof minder aantrekkelijk als de vraag ontbreekt of als de vraag onzeker is. Er is dus een "kip-ei-dilemma": de overgang in de industrie hangt af van de beschikbaarheid (het aanbod) van groene waterstof, terwijl investeringen in groene waterstof zekerheid over de vraag vereisen.

Bijbehorende infrastructuur

Voor groene waterstofprojecten is een ondersteunende infrastructuur nodig. Stroomopwaarts in de waardeketen is er behoefte aan hoogspanningsnetuitbreidingen die de levering van hernieuwbare energie aan de waterstoflocaties vergemakkelijken, en die zijn (nog) niet altijd direct beschikbaar. Daarnaast is er, nadat groene waterstof is geproduceerd, ook behoefte aan transport en infrastructuur naar de eindgebruiker. Het type eindgebruiker bepaalt uiteindelijk ook de meest geschikte vorm om deze waterstof te vervoeren. Waterstof leveren als brandstof voor schepen kan bijvoorbeeld het beste door het om te zetten in ammoniak, vooral voor lange internationale reizen, terwijl het gebruik in industriële processen in gasvormige of vloeibare vorm kan gebeuren. Elke vorm vereist een ander type infrastructuur en bijbehorende investeringen, die zich vertalen in verschillende regelgeving, vergunningsprocedures en technische eisen. De omvang van de financiering die nodig is voor deze infrastructurele investeringen is enorm. Deze complexe onderling verbonden aspecten brengen extra onzekerheid met zich mee die de haalbaarheid van groene waterstofprojecten ondermijnt.

Helpt regelgeving de business case van groene waterstof?

Soms leidt bepaalde regelgeving tot een aantal beperkingen en marktdynamieken die het volledige potentieel van een technologie beperken en de business case ervan verzwakken vanuit het perspectief van investeerders. De Europese Unie heeft bijvoorbeeld relatief strenge regels opgesteld voor de productie van groene waterstof. Een daarvan is dat de elektrolysers moeten worden aangedreven door nieuw gebouwde zonne- en windenergie-installaties, met een aanvankelijk milde maandelijkse naleving, die vanaf 2030 moet veranderen in een naleving elk uur. Deze regels begunstigen de flexibiliteit van elektrolysers en bijgevolg de PEM elektrolysers, die relatief duurder zijn. Tegelijkertijd brengt de intermitterende aard van hernieuwbare energiebronnen met zich mee dat de productie van groene waterstof kwetsbaar is voor weersomstandigheden, wat betekent dat elektrolysers mogelijk niet op volle capaciteit werken als het niet waait of als de wolken de hemel bedekken. Dit verhoogt op zijn beurt de kosten voor de productie van groene waterstof voor de EU en maakt het minder concurrerend. Een ander voorbeeld is de goedkeuring van verschillende berekeningsmechanismen voor emissies en koolstofkredieten in de verschillende landen. Dat betekent dat de waarde die verbonden is aan het gebruik van groene waterstof door eindsectorendownstream in de waardeketen kunnen verschillen tussen handelspartners. En dat kan leiden tot grote verschillen tussen bedrijven en landen. Als gevolg daarvan kan de business case voor downstreamgebruiksprojecten in het gedrang komen en de afname van groene waterstof vertragen. Een derde voorbeeld heeft betrekking op de subsidievoorwaarden. In de VS is de toegang tot subsidies voor offshore windprojecten gekoppeld aan het gebruik van binnenlandse componenten. Deze voorwaarden, samen met stijgende kapitaalkosten, hebben veel offshore projecten onrendabel gemaakt, omdat er een tekort is aan binnenlandse componenten voor de benodigde materialen zoals staal. Bijgevolg kunnen vertragingen voor waterstofprojecten worden verwacht en wordt de business case negatief beïnvloed.

Remedies om investeringen te stimuleren

Door de bovengenoemde onzekerheden is het risico-rendementsprofiel voor groene waterstofprojecten nog steeds niet aantrekkelijk voor de meeste investeerders. In dit hoofdstuk schetsen we mogelijke oplossingen die enkele van deze risico's voor investeerders kunnen verminderen en investeringen aantrekkelijker kunnen maken.

Met betrekking tot de levering van hernieuwbare energie kan het gebruik van Power Purchase Agreements (PPA's) helpen om de business case voor investeerders in hernieuwbare energie te verbeteren en de leveringsonzekerheid voor investeerders in elektrolyse-installaties te verminderen. Tegelijkertijd zal het leveren van verschillende componenten van de elektrolysers door dezelfde leverancier helpen om de compatibiliteit van verschillende componenten in het elektrolyseproces te vergroten en fabrikanten aan te moedigen om prestatiegaranties te bieden die het technologische risico voor investeerders verminderen.

Wat de onzekerheid van de vraag betreft, kan de diversificatie van het gebruik van groene waterstof hier als een remedie worden beschouwd. Dat wil zeggen, zelfs als er geen vraag is vanuit de eindklant, kan groene waterstof worden gebruikt als opslag om het netwerk te stabiliseren. Het kan ook de congestie van het net en de behoefte aan netuitbreidingen verminderen door alternatieve, niet aan het net gekoppelde waterstofnetwerken te gebruiken om opgeslagen elektriciteit te transporteren naar de plaats waar die nodig is. Bovendien kan geproduceerde waterstof worden geëxporteerd.

De resterende oplossingen vereisen overheidsingrijpen in de vorm van een duidelijkere en compatibele visie op groene waterstof, een tijdschema voor infrastructurele ontwikkelingen, kortere vergunningsperioden in de waardeketen, en het gebruik van de opbrengsten van koolstofprijzen om de vereiste infrastructuur te financieren of de invoeringsfase te versnellen wanneer particulier kapitaal schaars is. Bovendien kan de overheid op verschillende niveaus de coördinatie tussen de betrokken belanghebbenden vergemakkelijken om knelpunten op te lossen en groene waterstofinvesteringen te stimuleren. Zo is bijvoorbeeld het prioriteit stellen van het gebruik van groene waterstof naar sectoren die er het meest behoefte aan hebben ook essentieel om de transitie in deze sectoren op tijd en met minimale vertragingen te stimuleren. Verder zou het gebruik van regelgeving die het gebruik van waterstof in eindsectoren, zoals vervoer of productie, verplicht stelt, de vraag stimuleren en de onzekerheid voor investeerders verminderen. Tot slot vereisen de hogere kosten van groene waterstof in vergelijking met alternatieve fossiele brandstoffen en grijze waterstof Capex en Opex subsidies die de kosten bij de eerste aanzet verlagen. Andere instrumenten die het concurrentievermogen van groene waterstof vergroten, zoals het gebruik van subsidies en contracts for difference (verschil in waarde), kunnen ook een rol spelen.

De financiële sfeer

Groene waterstofprojecten zijn lange termijn en kapitaalintensief met een relatief hoog risico, waardoor institutionele beleggers de meest geschikte financieringsbron voor deze projecten zijn. De lange termijn en klimaatvriendelijke aard van groene waterstofprojecten past in het mandaat van pensioenfondsen en verzekeringsmaatschappijen, maar het huidige risicoprofiel van deze projecten is hoger dan deze instellingen kunnen dragen, omdat ze nogal risicomijdend zijn. Maar naarmate we meer zekerheid krijgen over de hele waardeketen, kunnen deze institutionele beleggers meer financiering vrijmaken. Bij het huidige risiconiveau zal projectfinanciering echter het belangrijkste financieringsinstrument voor groene waterstof zijn. Het ontwikkelingsthema van groene waterstof is ook belangrijk, samen met het internationale aspect, waardoor het relevant is voor ontwikkelingsbanken, vooral in landen met een overvloedig potentieel aan hernieuwbare energie. Bovendien maken olie- en gasbedrijven die hun portefeuille willen diversifiëren en de bestaande infrastructuur voor fossiele brandstoffen willen hergebruiken, samen met de bijbehorende reputatievoordelen, groene waterstof tot een aantrekkelijke mogelijkheid voor deze bedrijven. Deze bedrijven kunnen tegelijkertijd investeren in meerdere segmenten van de waardeketen (hernieuwbare energie en elektrolyse, bijvoorbeeld), wat veel van de bovengenoemde risico's vermindert. Tot slot zou het diversifiëren van de beschikbare financieringsbronnen voor waterstofprojecten een belangrijke rol kunnen spelen bij de grootschalige toepassing van groene waterstof. In een volgende notitie willen we dieper ingaan op de stimulansen van verschillende belanghebbenden in de financiële sfeer.