Je hoort steeds vaker dat waterstofgas cruciaal is in de energietransitie. Toch weten velen niet waarom waterstofgas zo cruciaal is. Want is waterstofgas echt zo belangrijk in de energietransitie? En waarom?
Wat is waterstofgas? Hoe kun je het gebruiken?
Allereerst, wat is waterstofgas? Waterstofgas (H2) is het meest voorkomend element in het universum. Onder normale omstandigheden komt waterstofgas in gasvorm voor. Het wordt pas vloeibaar bij een temperatuur lager dan -252 graden Celsius en wordt vast bij een temperatuur lager dan -259 graden Celsius. Toch komt waterstofgas in de natuur niet als losse stof voor, maar is altijd een onderdeel van andere stoffen. Een voorbeeld daarvan is water; H2O.
Door waterstofgas te verbranden kun je er energie uit opwekken (net zoals bij aardgas). Ook kun je waterstofgas in een brandstofcel stoppen, die het waterstofgas op een efficiënte manier omzet in energie. Wanneer je het in een brandstofcel stopt, kun je het direct gebruiken in de vorm van elektriciteit. Bij beide processen is water het enige bijproduct, er komen dus geen broeikasgassen vrij.
Bij waterstofgas wordt onder andere het onderscheid gemaakt tussen grijze, blauwe en groene waterstof. Grijze waterstofgas wordt gemaakt van waterstoom en aardgas, waarbij er tijdens het proces CO2 en waterstofgas vrijkomt. In Nederland wordt op dit moment zo’n 0,8 miljoen ton aan waterstofgas geproduceerd, waarbij 4 miljard kuub aardgas wordt gebruikt. Hierbij komt zo’n 12,5 miljoen ton CO2 vrij. Men spreekt van blauwe waterstofgas wanneer het grootste deel van de vrijgekomen CO2 word opgevangen, opgeslagen en/of hergebruikt. Op dit moment gaat er veel aandacht naar groene waterstof. Groene waterstofgas is een schonere vorm, waarbij er tijdens het proces geen CO2 vrijkomt. Het groene waterstofgas wordt gemaakt van water, wat door stroom gehaald uit duurzame energiebronnen (bijvoorbeeld windenergie en zonne-energie), omgezet wordt in waterstofgas.
Wat is de rol van waterstofgas in energietransitie?
Op dit moment bestaat zo’n 80% van de energie die gebruikt wordt in Nederland uit fossiele brandstoffen zoals aardgas. Willen we de klimaatdoelen behalen, dan moet dit veranderen. De hoeveelheid elektriciteit die wordt opgewekt met behulp van wind en zon zal sterk toenemen. Helaas zijn deze duurzame energiebronnen geen goede oplossingen voor processen zoals zwaar transport, hoge temperatuurprocessen in de industrie en de luchtvaart. Deze processen hebben meer nodig dan elektriciteit. Dit is ook de reden dat deze processen grootverbruikers zijn van aardgas of andere fossiele brandstoffen. In deze processen zou groene waterstofgas een mooie manier zijn om deze processen ‘van het aardgas af’ te krijgen, en zo de processen te verduurzamen.
Het feit dat waterstofgas makkelijk langdurig is op te slaan, maakt dat het een vorm van energie is die goed is om achter de hand te hebben. Wanneer het windstil is, produceren windmolens geen energie en zonder zon komt er geen energie uit zonnepanelen. Het is dan noodzakelijk dat er andere vormen van energie gebruikt kunnen worden. De duurzame keuze hierbij is groen waterstofgas dat opgeslagen is.
Ook is het mogelijk om wind- en zonne-energie op te slaan met behulp van waterstofgas. Zo kun je de overtollige hoeveelheid energie die geproduceerd wordt tijdens een stormachtige dag opslaan en later gebruiken. Zo gaat de geproduceerde energie niet verloren. Daarnaast is het mogelijk om huizen te verwarmen en industrie van warmte te voorzien met behulp van waterstof.
Wat merkt de gemiddelde burger ervan?
Doordat waterstofgas vooral gebruikt zal worden in de procesindustrie, luchtvaart en zware transport zullen veel burgers niets merken van de toepassing van groene waterstof. Het aantal tankstations en auto’s dat gebruikmaakt van waterstofgas is nog klein, maar zal wel toenemen.
Velen noemen waterstofgas de laatste oplossing in de energietransitie. Het is immers het verstandigste om gebouwen zo goed mogelijk te isoleren en verduurzamen. Op die manier hebben deze gebouwen minder energie nodig. De eerste taak is dus dat de vraag naar energie omlaag gaat.
Elbert Huijzer, werkzaam bij netwerkbedrijf Alliander, geeft aan dat het voor nieuwbouwhuizen niet nodig is om waterstofgas te gebruiken. Doordat nieuwbouwwoningen dusdanig goed geïsoleerd en duurzaam zijn, is de warmtevraag zo laag dat waterstofgas niet rendabel is. Voor nieuwbouwwoningen is duurzaam opgewekte elektriciteit zoals windenergie of een aansluiting op het warmtenet een goede oplossing.
Juist de oudere woningen zullen meer te maken krijgen met waterstofgas. Vooral bij monumentale panden is het plaatsen van een warmtepomp vaak niet mogelijk in combinatie met de regels rondom het monumentale pand. Doordat oudere woningen, vaak door minder goede isolatie en verduurzaming, een hoge energievraag hebben, is een aansluiting op het waterstofgasnet een duurzame oplossing.
Winnen van waterstof
Ondanks alle lof die waterstofgas krijgt, zijn er ook enkele punten waar nog naar gekeken wordt. Allereerst het winnen van waterstofgas uit water. Dit proces kost ontzettend veel energie. Daarna moet er energie uit waterstofgas gewonnen worden.
Waterstofgas is het lichtste gas. Het gevolg daarvan is dat wanneer je een tank vult met waterstofgas, je hier veel minder energie uit kunt halen dan wanneer je dezelfde tank bijvoorbeeld met aardgas (een zwaarder gas) vult. Om voldoende energie uit de tank waterstofgas te halen, moet er dus meer waterstofgas in de tank. Dit kun je doen door het waterstofgas onder druk te zetten. Het onder druk zetten van het waterstofgas kost echter ook weer veel energie. Maar liefst 10% van de energie die je uit waterstofgas kunt halen, moet je gebruiken voor het onder druk brengen van het gas. Op dit moment wordt er daarom onder andere gekeken hoe de benodigde hoeveelheid energie omlaag kan.
Kortom, bij het gebruiken van waterstofgas gaat er veel energie verloren. Het is nu dus zaak om te kijken of voordelig is om delen van de energie die we uit windparken halen te gebruiken voor waterstofgas.
Uitdagingen
De technologie met betrekking tot waterstofgas is op dit moment nog te duur, te kleinschalig en het is niet betrouwbaar genoeg. Ook is er nog veel onduidelijkheid rondom waterstofgas. Kun je dit gas bijvoorbeeld door de aardgasleidingen transporteren zonder dat er lekken ontstaan? Doordat waterstofgas een relatief nieuw concept is, zijn er nog veel vragen en is het nog zoeken naar de juiste partners, materialen en leveranciers. Het uitzoeken van deze aspecten en het beantwoorden van de vele vragen kost tijd.
In de toekomst zullen we meer en meer te maken krijgen met waterstofgas. Toch raden verschillende wetenschappers aan om je niet blind te staren op waterstofgas. Waterstofgas is een middel, niet het uiteindelijke doel. Soms kan het daarom beter zijn om ook de andere mogelijkheden serieus te overwegen.