Waterstof kleurt onze toekomst groen en geel

    Jörg Gigler
    Directeur bij Topsector Energie

    Waterstof als oplossing, dat is niet langer meer een optie voor een enkeling. Deze vorm van energie wint aan populariteit. Ook binnen de bebouwde kom blijkt waterstof een goede keus. Wat maakt waterstof nou zo interessant?

    Jörg Gigler houdt zich als directeur van het TKI Nieuw Gas van de Topsector Energie bezig met moleculen binnen de energietransitie, en waterstof vult een groot deel van zijn dag. Hij praat met een glimlach, dat hoor je. “Je bereikt alleen iets met optimisme”, zegt Jörg. Hij bevindt zich graag op het snijvlak van duurzaamheid, innovatie en energie. “Energie is een van onze basisbehoeften, we hebben water, schone lucht, energie nodig, om de dingen te doen die we moeten doen. En ik heb iets nodig wat me inhoudelijk drijft, anders kan ik me daar niet voor hardmaken.” 

    Kleuren

    Waterstof kent net zoveel kleuren als de regenboog. Grijs is de variant uit aardgas, blauw is de variant die op klimaatneutrale wijze opgevangen wordt uit fossiel, paars komt voort uit kernenergie, geel uit de Sahara en groen is waterstof uit zon en wind. De hamvraag is volgens de directeur: “Komt de waterstof uit een duurzame elektriciteitsbron of uit een fossiele brandstof?” 

    Jörg neemt ons mee in de totstandkoming van groene waterstof. “Door elektrolyse maak je uit water, met behulp van elektriciteit, waterstof, dat maakt dat we een koppeling hebben gevonden om die elektriciteit om te zetten in een molecuul en dat geeft ons de mogelijkheid om daarmee 100% van onze energiebehoefte volledig duurzaam in te vullen op een wijze die haalbaar is.” Dat vraagt om verdere uitleg. 

    Sahara

    “Het potentieel aan elektriciteit uit zon en wind wereldwijd is zo gigantisch dat we daar in principe al onze energiebehoeftes mee kunnen dekken.” Dat klinkt natuurlijk goed. In Europa bestaat ons energiegebruik voor 20% uit elektriciteit. Die 20% zijn we nu aan het verduurzamen. De vraag naar elektriciteit wordt natuurlijk groter, denk alleen al aan de opkomst van de elektrische auto. Om te voldoen aan die vraag, moeten we wel op wereldniveau kijken, volgens Jörg. Want wat in Nederland praktisch onhaalbaar is met zonnepanelen en windmolens, is voor de Sahara natuurlijk peanuts. 

    Maar hoe krijgen we de zonne-energie vanuit de Sahara nu naar Nederland? Nou, heel simpel blijkt. “Via aardgasleidingen, of stop het in een schip – in een grote tanker – die brengt het naar onze havens.” De vraag is vooral: in welke vorm? Een waterstofmolecuul wordt vloeibaar bij -262 graden Celsius en daarmee bespaar je ruimte. Maar je kunt de moleculen ook tijdelijk verbinden aan andere. Dan maak je er ammoniak of methanol van en dan pluk je de moleculen op de plaats van bestemming weer uit elkaar. 

    Voordelen

    Een groot voordeel: duurzame elektriciteit is op deze manier makkelijk in te passen in ons energiesysteem, want we hebben elektriciteit beschikbaar in de vorm van waterstof. Accu’s zijn absoluut belangrijk voor kortetermijnopslag, waterstof voor langeretermijnopslag. “Alles heeft zo zijn nut, juist van waterstof is het grote nut het leveren van opslagcapaciteit, het leveren van transportcapaciteit anders dan via elektriciteitsmasten en kabels en ten derde het leveren van flexibiliteit in die wereld waarin onze elektriciteitsproductie steeds meer wordt gedomineerd door het weer.” 

    “Daar vind ik magie in zitten!”, zegt Jörg en ook al wil hij graag zeggen dat het de silver bullet is, dat mag niet. “Mensen verzetten zich ertegen, ze zijn bang voor een hype: waterstof als oplossing voor alles.” Jörg schaart zichzelf niet in het kamp van de mensen die denken dat waterstof – nu nog peperduur – op een dag spotgoedkoop wordt. “Ik geloof wel dat de kostprijs omlaag kan, maar wordt het spotgoedkoop, dan kan niemand er iets aan verdienen.” De oplossing is wel voor veel toepassingen geschikt. Laten we ze puntsgewijs doorlopen:

    • Mobiliteit. Voor de gemiddelde Nederlander die slechts luttele kilometers op een dag rijdt, is een accu de beste keuze. Zeker ook omdat accu’s steeds beter worden. Rijden op waterstof wordt pas interessant bij zwaar transport; vrachtauto’s, binnenvaartschepen, specialty vehicles – zoals bouwtransport, vuilnis- en veegwagens. Of bij auto’s die dagelijks veel kilometers afleggen.
    • Back-up-centrales. Op dagen zonder zon en wind komt het antwoord op onze elektriciteitsvraag van onze conventionele centrales. Met waterstof kun je deze centrales emissievrij laten draaien. Eureka! Maar hoe? Door gascentrales om te bouwen naar waterstofcentrales. “Er wordt nu onderzoek gedaan naar het ombouwen van de gasturbines die 60 tot 100 miljoen euro kosten. Hoe moet je de turbines – die lijken gewoon op vliegtuigmotoren –, hoe moet je die ombouwen, wat is dan nodig?” Een gevalletje upcycling dus. De elektriciteit komt dan via de bekende weg weer in de meterkast uit. Wat dat betreft is er niets nieuws onder de zon. 
    • Industrie. “Er is enorm veel waterstof nodig bij olie- en bioraffinage, maar ook bij de productie van staal. Die waterstof wordt nu gemaakt uit aardgas en ook dat moet duurzaam. Vervang grijs door groen in je chemische proces.” Maar niet alleen als grondstof, ook als brandstof is waterstof een interessante oplossing. “Voor veel processen heb je een paar honderd of een paar duizend graden nodig. Dat doen we nu met aardgas of olie, maar dat kan ook met waterstof.” Wat Jörg graag wil zien, is dat een bedrijf als Tata Steel volledig op waterstof kan draaien in plaats van op kolen, want dan zijn ze echt duurzaam. 
    • Gebouwde omgeving. Iedereen van aardgasketel naar waterstofketel? Dat kan, maar is dus niet de bedoeling. Waterstof is wel een goede vervanging in huizen die je niet goed kunt isoleren, waar lage-temperatuurverwarming gewoon geen optie is. Als voorbeeld noemt hij historische panden in bijvoorbeeld de binnenstad van Zwolle. “Maar je huis isoleren en geschikt maken voor een warmtepomp – waarbij het wooncomfort ook omhoog gaat – is soms een veel goedkopere oplossing dan het omzetten naar waterstof.” Jörg verwijst naar de regionale energiestrategieën en de warmtevisies, waarbij per wijk wordt bekeken wat wijsheid is. Zijn schatting is dat van de 7,5 miljoen woningen die geïsoleerd moeten worden, er een kwart goed af is met een waterstofketel. “De aardgasketels die nu op de markt zijn, zijn al geschikt voor waterstof.” P1000038

    Naast alle magische voordelen kleven er ook nadelen aan de waterstofmolecuul. Zoals al genoemd de kosten, maar ook de inefficiency. “Van elektriciteit naar waterstof en weer terug, je verliest daarmee energie-inhoud.” En dan zijn er nog alle openstaande vragen waar een antwoord op moet worden gevonden. Zoals:

    • Hoeveel komt er beschikbaar?
    • Wat wordt de kostprijs?
    • Hoe zit het met veiligheid?
    • Hoe zit het met maatschappelijke acceptatie? 

    Realistisch 

    Dat Nederland overgaat op waterstof, dat is zeer realistisch. “Het is een oplossing die we nodig hebben. Duurzame elektriciteit heeft een groot potentieel, meer dan bijvoorbeeld biomassa.” Gelukkig is er nu nog geen noodzaak. “We hebben 10 jaar om dit uit te vinden.” In de tussentijd kan er alvast op kleine schaal geëxperimenteerd worden. 

    Wat doen we in de tussentijd? “Ga tankstations neerzetten en geef die een subsidie, want ze worden nog niet optimaal benut.” En weet je: “Waterstof zet zich niet af tegen directe toepassing van elektriciteit, die twee gaan juist hand in hand.”

     

    Vertel je verhaal

     

    Lees verder

    Bloggers uitgelicht

    Kirsten Bekkers
    Kirsten Bekkers
    Ruimtelijk onderzoeker conceptontwikkeling
    Daniël Poolen
    Daniël Poolen
    Senior Sustainability Researcher at Rabobank
    Astrid Nienhuis
    Astrid Nienhuis
    Burgemeester gemeente Heemstede
    Andy van den Dobbelsteen
    Andy van den Dobbelsteen
    Hoogleraar Climate Design & Sustainability, fac. Bouwkunde TU Delft