Waterstof zonder nattigheid

vignet

Het gebruik van waterstof lijkt een vlucht te gaan nemen. Vooral als vervanging van fossiele brandstoffen voor wegvervoer wordt het veel genoemd. Maar eigenlijk is waterstof helemaal niet nieuw. In Nederland, België en Duitsland wordt al jaren volop waterstof geproduceerd en gebruikt. Maar over het algemeen is dat geen groene waterstof. Er zijn fossiele brandstoffen nodig om het te maken. En dat zorgt voor een enorme uitstoot van broeikasgas. Dáár liggen volop kansen. We moeten naar een groene waterstofproductie en -gebruik.

Waterstof (H) is het lichtste scheikundige element dat er bestaat. Om onze aarde heen komt het volop voor; het is zelfs de brandstof van onze zon! De waterstof op de aarde zit meestal gebonden aan andere elementen. Aan zuurstof bijvoorbeeld in H2O, ook wel bekend als water, of aan koolstof in CH4, beter bekend als methaan, de energiedrager van aardgas. Methaan is een hydrocarbon, een verbinding van waterstof en koolstof. En die hydrocarbons zijn de energiedragers die we in Nederland (en omliggende landen) nodig hebben om onze industrie draaiende te houden. Om stroom te kunnen produceren. We halen ze uit olie, steenkool en aardgas. Andere voorbeelden van hydrocarbons zijn propaan, butaan en ethaan. Bij de verbranding van die fossiele hydrocarbons komt de koolstof vrij, waarbij het zich bindt aan zuurstof in de lucht. Het resultaat is het broeikasgas CO2. De waterstof die vrijkomt bij de verbranding bindt zich óók aan zuurstof en wordt H2O water(damp). Dat is een proces dat je in het klein ziet wanneer je thuis kookt op gas, maar wat in het groot gebeurt in energiecentrales.

Schone energie

Die uitstoot van CO2 willen we zo veel mogelijk beperken. De traditionele energieproductie met fossiele hydrocarbons moeten we vervangen door een groene of circulaire variant of door een elektrische variant die werkt op groene stroom. Die groene stroom halen we in Nederland volop uit windturbines, zonnepanelen of waterkrachtcentrales en is een belangrijke basis voor de productie van groene energie. Circulaire hydrocarbons kunnen we winnen uit andere processen, zoals de veeteelt of foodsector. Koeienmest kun je vergisten tot biogas en ook dierlijk of plantaardig frituurvet kun je gebruiken als basis voor brandstof. Een andere optie is om het koolstofelement volledig weg te laten. Waterstof kan namelijk ook heel goed verbranden. Maar dan moet ‘de wereld’ wel ingesteld zijn op de verbranding van waterstof.

Hoe maak je groene waterstof?

Groene waterstof maak je met groene (duurzaam opgewekte) stroom. Door stroom door water te laten lopen, kun je het water splitsen in waterstof (H2) en zuurstof (O2). Elektrolyse, wordt dit genoemd. Hierbij komt geen CO2 vrij en dit is dus een schoon proces. Op dit moment is het opwekken van groene waterstof kostbaarder dan dat van grijze waterstof. Grijze waterstof wordt opgewekt met ‘grijze’ stroom, oftewel stroom die is opgewekt in een centrale die fossiele brandstof gebruikt. Onderaan de streep komt er dan CO2 vrij bij de productie van de waterstof. Als we de energietransitie willen doorzetten en de klimaatdoelen halen, zullen we meer moeten investeren in die productie van groene waterstof. Naast groene en grijze waterstof, is er ook nog blauwe waterstof (gemaakt van aardgas. De broeikasgassen worden afgevangen en opgeslagen in bijvoorbeeld een leeg gasveld), paarse of roze waterstof (gemaakt via stroom van kerncentrales, ook zonder vrijkomende broeikasgassen) en turquoise waterstof (gemaakt door aardgas te splitsen in waterstof en koolstof. Dit heet pyrolyse en er komen geen broeikasgassen vrij als het proces volledig groen is).

Waarom krijgt waterstof zoveel aandacht?

Waterstof is dus niet nieuw en het wordt al volop geproduceerd, helaas wel de grijze en niet de groene versie. Maar er is wel steeds meer aandacht voor het gebruik van waterstof. Dit komt omdat we graag van aardgas af willen. Af moeten eigenlijk, want de overheid wil dat we in 2050 volledig aardgasvrij zijn. Waterstof zou een goede vervanging kunnen zijn van aardgas (en die andere vervuiler, steenkool). Auto’s kunnen erop rijden, je kunt ermee koken én panden verwarmen. Maar voor de productie van groene waterstof is heel veel groene stroom nodig. En dat hebben we niet. Niet genoeg. Het zou betekenen dat we nóg meer windmolens op zee moeten plaatsen en nog veel meer zonnepanelen. Voor sommige toepassingen is groene waterstof niet de meest efficiënte oplossing. Niet zolang we een tekort aan groene stroom hebben. Voor auto’s bijvoorbeeld, kunnen we misschien beter accu’s direct opladen met groene stroom, dan dat we eerst stroom nodig hebben voor de productie van groene waterstof en dan die in de auto verbruiken. Voor andere sectoren is groene waterstof juist wél een uitkomst, omdat het heel hoge temperaturen kan bereiken. Voor de productie van staal en glas is dat perfect. Alleen moeten we dan wél kijken hoe we die groene stroom óf die groene waterstof onze kant op krijgen.

De productie, maar ook het transport van groene waterstof zijn uitdagende vraagstukken waar niet zomaar een pasklaar antwoord op is. Zeker het transport, want omdat waterstof zo klein en licht is, vervliegt het snel. En dat wil je niet. Onderzoek en ontwikkeling zijn in volle gang en wij volgen het met veel belangstelling. Leuk om te zien dat onder andere onze samenwerkingspartner ABN AMRO zich heel druk bezighoudt met het mogelijk maken van dit stukje energietransitie.

Wordt vervolgd!