Waterstof: grijs, blauw of groen goud?
Als we de Europese overheden mogen geloven die er miljarden in investeerden, moet waterstof een essentiële rol gaan spelen in de energietransitie. Maar wat is waterstof eigenlijk? Waarom is er zoveel aandacht voor? En gaat het echt al onze groene dromen waarmaken?
Wat is waterstof?
Waterstof is het meest voorkomende element in het universum - het wordt in 70 procent van alle materie in het heelal aangetroffen. Onder normale omstandigheden is waterstof een onzichtbaar, reukloos en niet-giftig gas dat lichter is dan lucht, we spreken dan over H2 of waterstofgas.
Waterstof kan op verschillende manieren gewonnen worden. Ondanks dat waterstof als element ontzettend veel voorkomt, herbergt de aarde geen grote voorraden waterstof. Om aan de brandstof te komen, moet deze eerst worden gemaakt. Hiervoor wordt vaak elektrolyse toegepast, waarbij elektriciteit door water wordt gevoerd. Daardoor komt waterstofgas vrij. Omdat het ook energie kost om waterstof te maken is waterstof dus geen energiebron, maar een energiedrager.
Wat maakt waterstof een duurzame optie?
Door de overheid wordt volop ingezet op waterstof, maar niet elke vorm van waterstof is per definitie duurzaam. Dat heeft te maken met de manier waarop het wordt geproduceerd. We maken daarom een onderscheid tussen blauwe, grijze en groene waterstof. Vrijwel alle waterstof die op dit moment wereldwijd wordt geproduceerd is grijze waterstof. Grijze waterstof wordt gemaakt via Steam Methane Reforming, waarbij stoom reageert met aardgas, met als resultaat waterstof en CO2. Grijze waterstof is de minst duurzame vorm van waterstof en leidt in Nederland jaarlijks tot een CO2-uitstoot van 12,5 miljoen ton. Dat is ongeveer 8% van de totale CO2-uitstoot in Nederland.
Blauwe waterstof wordt via ditzelfde proces gemaakt, met als verschil dat de CO2 grotendeels wordt afgevangen en opgeslagen, wat het (bijna) klimaatneutraal maakt. Dit zou bijvoorbeeld kunnen in lege gasvelden onder de Noordzee, maar op dit moment wordt nog nergens ter wereld blauwe waterstof op grote schaal geproduceerd.
De meest duurzame vorm van waterstof is groene, of hernieuwbare, waterstof. Deze wordt geproduceerd met duurzame energie. De bekendste manier om groene waterstof te produceren is via elektrolyse, waarbij water via groene elektriciteit wordt gesplitst in waterstof en zuurstof. De Nederlandse overheid zet vooral in op deze groene waterstof en wil dat er in 2030 4 gigawatt aan elektrolysers in Nederland staan.
Welke rol speelt waterstof in de energietransitie?
Groene waterstof is, naast elektriciteit, het enige alternatief om wind- en zonne-energie op grote schaal in te zetten in het toekomstige duurzame energiesysteem, stelt TNO. Voor woningen en personenvervoer zijn elektriciteit uit zon en wind vaak goede opties. Maar voor industriële processen, voor zwaar transport en in de luchtvaart zijn er vaak nog geen goede elektrische oplossingen of is wind- en zonne-energie niet toereikend. In veel van zulke gevallen is waterstof een goed alternatief.
Op dit moment is waterstof met name belangrijk voor de procesindustrie. In Nederland wordt bijvoorbeeld jaarlijks al 8 miljard m³ waterstofgas als grondstof gebruikt, voornamelijk voor de productie van ammoniak en kunstmest. In de toekomst kan waterstof gebruikt worden als brandstof voor industriële processen waarvoor veel hitte nodig is, bijvoorbeeld in de staal- en papierindustrie.
Daarnaast gaat waterstof een rol spelen in mobiliteit, bijvoorbeeld voor streekbussen die langere afstanden moeten overbruggen op plekken waar nog weinig elektrische laadpalen staan. Voor auto’s, vrachtwagens, bussen en schepen kan waterstof dienen als emissievrije brandstof, wat bijdraagt aan een betere luchtkwaliteit (bij de verbranding van waterstof komt alleen waterdamp vrij en geen CO2).
Bovendien kan waterstof als energiedrager in grote hoeveelheden worden opgeslagen. Door opgeslagen waterstofgas weer te elektrificeren, kan het gebruikt worden om elektriciteit op te wekken wanneer er weinig zonne- of windenergie beschikbaar is. En voor gebouwen en buurten die moeilijk elektrisch of met warmtenetten verwarmd kunnen worden, zoals oude historische gebouwen in binnensteden of dorpen in buitengebieden, kan waterstof een goed alternatief zijn.
Meer weten over waterstof?
TNO doet veel onderzoek naar de mogelijkheden van waterstof binnen de energietransitie en maakte er dit dossier over.