Met behulp van elektriciteit uit wind en zon is het mogelijk om duurzame waterstof te maken via elektrolyse van water. Om dit proces naar een industrieel niveau te tillen is een schaalvergroting nodig met een factor duizend. Om de weg vrij te maken voor het ontwerp van een elektrolysefabriek van industriële omvang, werkt TNO samen partners aan het project "Gigawatt Elektrolysefabriek". De huidige waterstofproductie bedraagt zo'n 800.000 ton per jaar. De waterstof vindt vooral toepassing in de productie van ammoniak en kunstmest, de raffinage sector en de chemie. Om in de toekomst Nederland van CO2-vrije waterstof te kunnen voorzien zouden meerdere elektrolysefabrieken van GW-grootte nodig zijn. Op dit moment zijn de industriële installaties voor de elektrolyse van water – de elektrolysers – niet groter dan enkele megawatts. In een fabriek met een vermogen van een gigawatt zouden dus honderd tot duizend van zulke elektrolysers opgesteld staan. De partners in het Gigawatt Elektrolyser project gaan gezamenlijk onderzoeken wat er nodig is om in Nederland rond 2025 – 2030 zo'n elektrolyse-installatie te kunnen bouwen. De coördinatie is in handen van het Institute for Sustainable Process Technology (ISPT). Het project wordt ondersteund door TKI Energie & Industrie en partners zijn onder andere Nouryon, Shell, Yara, OCI Nitrogen, Gasunie, DOW Chemical, Ørsted, Frames, TNO, Universiteit Utrecht en Imperial College London.