Groene waterstof biedt ontwikkelingslanden geweldige kansen, of toch niet?

Als promovenda wil Clara Rabelo Caiafa meer weten over de potentiële kansen en risico's die groene innovatie met zich mee kan brengen voor duurzame ontwikkeling. Het is dan ook niet verwonderlijk dat ze als jonge wetenschapper via haar promotor Heleen de Coninck betrokken raakte als Chapter Scientist en Contributing Scientist bij het hoofdstuk over ‘Innovatie, technologische ontwikkeling en overdracht’ van het rapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).

Gezien haar achtergrond in zowel internationale betrekkingen als technologische innovatie, richt Caiafa zich op de potentiële mogelijkheden voor ontwikkelingslanden om klimaatverandering en sociaaleconomische ontwikkelingsdoelen te combineren in de groene transitie.

En de rol die internationale samenwerking op het gebied van kennis- en technologieoverdracht kan spelen om dit te ondersteunen. De groene transitie is een bredere definitie van verandering naar een duurzame samenleving, die onder andere afvalbeheer en recycling omvat, bovenop de overgang naar hernieuwbare en duurzame energiebronnen.

Overdracht van technologie

“In artikel 10 van het Akkoord van Parijs staat dat alle landen het erover eens zijn dat het belangrijk is om de ontwikkeling en overdracht van technologie te realiseren. Zowel voor het verminderen van emissies als om landen te helpen veerkrachtiger te worden”, zegt Caiafa.

“Wat hier belangrijk is, is dat er ook staat dat de ondertekenende landen ontwikkelingslanden zullen ondersteunen in deze inspanning. Het gebruik van het woord 'zullen' in de context van de Verenigde Naties is een erg sterke bewoording en brengt een verplichting met zich mee.”

Ook al zijn er toezeggingen voor internationale samenwerking en technologieoverdracht, er is steeds meer bewijs dat deze vaak niet effectief zijn.

Clara Rabelo Caiafa

Internationale samenwerking is echter niet altijd zo effectief als het zou kunnen zijn. “Ook al zijn er toezeggingen voor internationale samenwerking en technologieoverdracht, er is steeds meer bewijs dat deze vaak niet effectief zijn. Niet genoeg middelen mobiliseren of de belangen van de ontwikkelde landen (donoren) voorrang kunnen geven ten koste van de lokale sociaaleconomische doelen.”

Vergroenen als onderdeel van de groene transitie kan op verschillende manieren en kan economische voordelen opleveren voor ontwikkelingslanden. “We hebben deze verplichting om ontwikkelingslanden te helpen bij de groene transitie. Idealiter zou deze internationale steun hen moeten helpen om ook andere duurzame ontwikkelingsdoelen te bereiken. Bijvoorbeeld door het creëren van groene banen, het aanleren van nieuwe vaardigheden, het bevorderen van groene industrialisatie en een betere toegang tot schone en betaalbare energie”, merkt Caiafa op.

Gemotiveerd door de belofte van groene waterstof, ging de onderzoeker na hoe de overdracht van technologie van groene waterstof in Brazilië verloopt.

“Er zijn nu veel verwachtingen over het potentieel van groene waterstof om duurzame ontwikkeling in ontwikkelingslanden te bevorderen. Op verschillende plekken worden daar nu partnerschappen voor opgezet.” Caiafa dook daarom in de groene waterstof sector om te onderzoeken hoe de overdracht van technologie daar verloopt.

Groene waterstof en harde wind

Maar wat is groene waterstof? Caiafa legt uit: “Met groene waterstof bedoelen we waterstof die geproduceerd is uit water door elektrolyzers met alleen 100% groene stroom. Dus van een geverifieerde hernieuwbare energiebron, zoals windturbines of zonnepanelen.”

“Aangezien het grootste potentieel aan hernieuwbare energie zich in de tropen bevindt, kan dit ontwikkelingslanden mogelijkheden bieden om exporteurs van groene waterstof naar plaatsen zoals Europa te worden. Landen met een grote vraag naar energie, maar niet veel beschikbare ruimte of hernieuwbare energie.”

Europese landen zoals Nederland en Duitsland tonen nu interesse in de regio Ceará in het noordoosten van Brazilië, omdat ze er een veelbelovende importroute voor groene waterstof in zien. De haven van Rotterdam is al aandeelhouder van de haven van Pecém in Ceará, waardoor een directe verbinding met Europa ontstaat.

In mei van dit jaar heeft de Nederlandse overheid een samenwerkingsverband opgezet met Ceará om een 'groene corridor' te creëren tussen de twee havens. En aangezien Caiafa zelf uit Brazilië komt en er de weg kent, was dit een perfecte case om verder te onderzoeken.

In Ceará waait het hele jaar door een sterke en betrouwbare wind, waardoor windturbines er zeer efficiënt kunnen werken. Ook ligt Ceará dicht bij de evenaar en is er dus ook veel zonne-energie. Daardoor is het een geweldige plek om groene waterstof te produceren tegen een concurrerend tarief.

Daarom zijn Duitse en Nederlandse delegaties partnerschappen aangegaan met de regering van Ceará voor een groene waterstof-hub rond Pecém, om groene waterstof naar Europa te exporteren. Deze partnerschappen worden gepresenteerd als 'win-win-oplossingen', waarbij de Europese landen groene waterstof kunnen importeren en Ceará in ruil daarvoor investeringen, technologie en banen krijgt.

“Het klimaat zal nooit het enige argument zijn voor een project in een dergelijke regio. Het gaat altijd om de welvaart van de bevolking, de werkgelegenheid en de algehele ontwikkeling, van logistiek tot onderwijs, die een belangrijke factor zal zijn bij het zoeken naar politieke steun,” legt Caiafa uit.

“Dat is niet onlogisch, zeker niet als je ziet hoe groot de verschillen zijn tussen deze regio en het rijkere zuidoosten van Brazilië. We hebben publieke steun nodig voor ambitieuze klimaatmaatregelen en het brengen van welvaart naar de regio kan daarvoor zorgen.”

Economische ontwikkeling en overheidssteun

Caiafa schetst deze casus door in te zoomen op de situatie in Ceará, terwijl groene waterstof-partnerschappen nu ook in andere delen van de wereld worden opgezet. Haar onderzoek is gericht op het identificeren van kansen en risico's van het opzetten van grootschalige groene waterstof hubs voor lokale duurzame ontwikkeling in ontwikkelingsgebieden.

De hoop op brede welvaart en vooruitgang is enorm

Clara Rabelo Caiafa

“Ik heb veel interviews gehouden met bestuurders op alle niveaus in Ceará. En daaruit komt een heel eenduidig beeld naar voren. Natuurlijk vinden ze de ontwikkeling van groene energie en groene waterstof heel belangrijk, maar de politieke en publieke steun komt voort uit het potentieel voor de ontwikkeling en welvaart van de regio. De hoop op brede welvaart en vooruitgang is enorm, aangezien Ceará historisch gezien een onderontwikkelde regio in Brazilië is.”

Die hoop baart de wetenschapper zorgen.  “Als politieke steun zo afhankelijk is van de verwachtingen voor economische ontwikkeling, kan het averechts werken als dit succes niet wordt gerealiseerd. We weten uit de literatuur dat in omgevingen met lagere ontwikkelingsniveaus de economische voordelen veel lager kunnen zijn dan aanvankelijk verwacht. Ik heb me dus verdiept in de manier waarop projecten in de groene waterstof-hub worden georganiseerd om te zien of dit ook het geval zou kunnen zijn.”

Potentiële prijsvechters

Haar onderzoek suggereert dat er nog veel onzeker is en dat er veel risico's en afwegingen aan verbonden kunnen zijn.

Er wordt bijvoorbeeld verwacht dat groene waterstofmarkten concurrerender zullen zijn dan de huidige markt voor fossiele brandstoffen, omdat hernieuwbare energie breder beschikbaar is. Daarom zou geen enkel land de macht hebben de markt om zijn voorwaarden op te leggen.

Dit zou de energiezekerheid voor importerende landen kunnen vergroten in vergelijking met de huidige situatie, waarin bezuinigingen van producenten van fossiele brandstoffen aanzienlijke negatieve gevolgen hebben. Het feit dat veel landen exporteurs van groene waterstof kunnen worden, kan echter een risico vormen voor de economische ontwikkeling in producerende landen, zoals Brazilië.

Caiafa: “Gezien het feit dat internationaal kapitaal zeer mobiel is, kunnen lokale overheden prikkels hebben om de investeringseisen te verlagen om aantrekkelijk te blijven voor buitenlandse investeerders, vaak ten koste van lokale sociaaleconomische belangen, wat leidt tot een prijsvechterssituatie.”

“De regering van Ceará biedt bijvoorbeeld belastingvoordelen aan investeerders en leidt de lokale beroepsbevolking op in de verwachting dat dit zich terugbetaalt. Bijvoorbeeld in het creëren van banen en economische groei uit investeringen. Maar of deze economische kansen werkelijkheid worden, hangt af van beslissingen van investeerders over waar ze hun goederen en diensten vandaan gaan halen. Helaas zien we dat in gebieden waar investeerders goederen en diensten importeren, de positieve impact op de regio meer dan 15 keer lager kan zijn dan in gevallen waar goederen en diensten lokaal worden ingekocht.”

Dezelfde vragen kunnen worden gesteld over de lokale werkgelegenheid. Wat blijft er over in de regio als de windturbines en elektrolyzers eenmaal gebouwd zijn? “Wat je vaker ziet bij internationale bedrijven die dit soort fabrieken neerzetten, is dat ze weliswaar lokaal laaggeschoolde arbeidskrachten inhuren, maar dat de onderzoekers en ingenieurs uit hoofdkantoren in Europa, Noord-Amerika of Azië komen.”

“De managers zijn dus vaak geen lokale mensen, terwijl Brazilië veel jonge, hoogopgeleide mensen heeft, en te weinig goedbetaalde geschikte banen voor hen,” zegt Caiafa. “Dat is waar de beloftes van het creëren van banen en het delen van welvaart misschien niet in de eerste plaats uitkomen.” De grootste voordelen van de partnerschappen zouden dus wel eens in ontwikkelde landen terecht kunnen komen, zoals Nederland en Duitsland in dit voorbeeld, in plaats van in Ceará.

Welke gigawatts als eerste koolstofvrij maken?

“In de groene waterstof-hub bij de grote havenstad Pecém zal groene elektriciteit direct worden omgezet in waterstof. Om onomstotelijk aan te tonen dat de elektriciteit hernieuwbaar is en voldoet aan de Europese importnormen, zullen projectontwikkelaars de zonne- en windprojecten waarschijnlijk niet aansluiten op het Braziliaanse elektriciteitsnet. Ze willen wellicht de waterstof per schip transporteren naar de haven van Rotterdam bijvoorbeeld. Daarna kan de haven van Rotterdam op zijn beurt de groene waterstof verder transporteren binnen Europa.”

Dat zit Caiafa niet lekker. “Als alle aangekondigde projecten worden gerealiseerd, zou er 18-27 gigawatt aan hernieuwbare energiecapaciteit nodig zijn. Dit komt overeen met 53-80 procent van de huidige geïnstalleerde zonne- en windcapaciteit in Brazilië. Dit is gigantisch.”

“En aangezien het tijd kost om nieuwe zonne- en windenergiecentrales te bouwen, moet er echt worden nagedacht over de vraag of (een deel van) de nieuwe groene energie terug geleverd moet worden aan het Braziliaanse elektriciteitsnet en om ook de lokale industrie koolstofvrij te maken.”

Maar zo eenvoudig is dat niet. “Aangezien de emissie-intensiteit van Brazilië ongeveer een derde is van die van importerende landen zoals Nederland, zou je kunnen stellen dat het gebruik van groene waterstof om eerst het Nederlandse energiesysteem koolstofarm te maken een groter voordeel oplevert voor emissiereductie op wereldniveau.”

“Maar dit zou uiteindelijk de lokale energietransitie kunnen vertragen. En op plaatsen waar mensen nog steeds geen toegang hebben tot elektriciteit, zou dit hun aansluiting op het net kunnen vertragen. En dan hebben we het nog niet eens over de uitstoot van het transport van groene waterstof. Uiteindelijk zijn er veel afwegingen te maken naast het maken van winst."

Sommige mensen zouden aanvoeren dat dit geen probleem is omdat Brazilië al een relatief schoon elektriciteitsnet heeft dankzij oude waterkrachtcentrales met een aandeel van 85 procent hernieuwbare energie, waarvan 65 procent waterkracht. Maar Caiafa merkt op dat dit in de toekomst mogelijk niet zo blijft.

“Klimaatverandering leidt tot droogte in Brazilië, waardoor waterkracht minder betrouwbaar wordt. Het zou goed zijn om nieuwe zonne- en windenergieprojecten te gebruiken om het Braziliaanse elektriciteitsnet te voeden. Zo kunnen ze elektriciteitstekorten voorkomen. Of voorkom de uitbreiding van fossiele brandstofopwekking om het elektriciteitsnet te voeden om tekorten tijdens droogte te compenseren.”

Realistische verwachtingen

Er gloort echter nieuwe hoop. Het veilig vervoeren van vloeibare waterstof per schip blijkt in de praktijk zowel ingewikkeld als, nog belangrijker, enorm duur.

“Hierdoor zie je dat de grote internationale bedrijven die de waterstof gebruiken, zich beginnen te heroriënteren. Wat als ze de waterstof niet naar hun fabrieken in Europa of andere delen van de wereld brengen, maar in plaats daarvan hun fabrieken naar Ceará brengen, zodat ze de transportkosten van groene waterstof vermijden?” zegt Caiafa.

En hoewel dat een oplossing lijkt voor de mensen in Ceará, is het nog maar zeer de vraag of dit uiteindelijk ook zal gebeuren.

“Uit mijn onderzoek tot nu toe blijkt dat er inderdaad veel hoop is rondom groene waterstof, maar dat het hoogst onzeker is of deze kansen zich daadwerkelijk zullen voordoen. De meest waarschijnlijke scenario's op dit moment zijn sterk afhankelijk van de import van technologie. Dat betekent dat de lokale economische voordelen beperkt zouden zijn. De verplaatsing van industrie waar ik het over had, kan het potentieel voor deze voordelen vergroten, maar zou ook betekenen dat geïndustrialiseerde landen kunnen verliezen van industrieën die wegtrekken.”

En specifiek voor Brazilië blijft de vraag of het slim is om hun groene energie te exporteren, en zo ja, onder welke voorwaarden. Hoewel groene waterstof kansen kan bieden voor lokale ontwikkeling, zijn er ook veel risico's en afwegingen om rekening mee te houden.

Ontwikkelingslanden die groene waterstof willen exporteren zullen deze kansen en risico's tegen elkaar moeten afwegen om hun strategieën te ontwikkelen. De regeringen van de ontwikkelingslanden zullen dit echter niet alleen kunnen.

Caiafa concludeert: “Ik denk dat die ontwikkelingslanden inderdaad en besluit moeten nemen over de beste manier om hun duurzame ontwikkelingsdoelen te bereiken. Maar ze kunnen niet alles beslissen - de resultaten van groene waterstofprojecten worden beïnvloed door externe aspecten zoals beleid en subsidies in importerende landen en voorkeuren van multinationals.”

“Dit vraagt om internationale samenwerking en partnerschappen om lokale mogelijkheden op te bouwen en bestuursstructuren op te zetten om kansen te benutten en risico's te beperken. En voor importerende landen om dergelijke risico's systematischer mee te nemen in hun eigen beleidsvorming.”