Waterstof

Waterstof (ook wel Hydrogen genoemd) speelt nog geen belangrijke rol binnen de energietransitie, maar kan dit weldegelijk worden. Steeds meer politieke partijen zien een belangrijke rol weggelegd voor deze veelzijdige energiedrager in bijvoorbeeld energieopslag, elektrisch vervoer of het duurzaam verwarmen van woningen.

Wat is waterstof? 

Het is schoon, veilig en overal. Het is het meest voorkomende element in het universum en komt voor in zo’n 70 procent van alle materie. En juist omdat er zo veel van is, kan je het overal winnen. In zijn pure vorm is het een onzichtbaar, reukloos en niet-giftig gas dat lichter is dan lucht. Het komt van nature niet voor als pure gas, dus moeten we het winnen en doen we met elektrolyse.

Elektrolyse

Het winnen kan dus door middel van elektrolyse, waarbij we (gezuiverd) water (H20) opsplitsen in waterstof (H) en zuurstof (O). Voor elektrolyse is veel elektriciteit nodig, waardoor het proces helaas behoorlijk inefficiënt is. Het is dus alleen interessant als er veel overproductie van elektriciteit is, omdat het energieverlies ongeveer 2,5 keer zo groot is ten opzichte van andere manieren.

Grijze, blauwe of groene waterstof

Als de benodigde elektriciteit afkomstig is uit fossiele energiebronnen, dan spreken we van grijze waterstof. Er komt namelijk nog steeds (evenveel) CO2 vrij. Vangen we de vrijgekomen CO2 op en slaan we deze daarna op, dan spreken we over blauwe waterstof. Deze vorm gebruiken we op dit moment voor vervoer en delen van de industrie. Als de benodigde elektriciteit afkomstig is van duurzame energiebronnen, zoals zonne-energie of windenergie, dan spreken we over groene waterstof. Hier komt geen CO2 bij vrij.

Veiligheid

Waterstof is geen explosieve stof, maar wel een brandbare stof. Waterstofauto’s zijn net zo veilig als een elektrische auto of een benzineauto. De tank van een waterstofauto is extra dik en zit meestal in het midden van de kreukelzone van de auto. Ook het verwarmen van je woning kent geen grotere risico’s op brand of ontploffing. Deze risico’s zijn vergelijkbaar met die van aardgas. Ook bij waterstof moet een geur worden toegevoegd, omda dit net als aardgas van nature reukloos is. Meer over de veiligheid in dit TNO rapport.

Energieverlies en emissies

Bij grijze waterstof is het energetisch rendement zo’n 80 procent en is er sprake van een toename van de CO2-uitstoot ten opzichte het gebruik van aardgas. Blauwe waterstof heeft hetzelfde rendement, maar hierbij wordt 80 tot 90 procent van de CO2-uitstoot opgevangen. Bij groene waterstof is het energieverlies 30 procent. Nieuwe technieken moet elektrolyse efficiënter maken, om zo waterstof ook daadwerkelijk te kunnen toepassen binnen de energietransitie. De hoeveelheid NOx die vrijkomt bij het verbranden is gelijk of iets groter dan bij aardgas, maar vergeleken bij anderen energiebronnen en de uitstoot in de landbouw of het verkeer nog steeds gering.

Waterstofauto

Op dit moment rijden er ongeveer 150 waterstofauto’s rond in Nederland en zijn er 5 tankstations waar deze auto’s kunnen tanken. Een waterstofauto tank je binnen enkele minuten vol. Dit werkt dus net zoals bij de huidige benzineauto, wat een groot tijdsvoordeel ten opzichte van de elektrische auto oplevert. De actieradius van een waterstofauto is 2 keer zo hoog als die van een elektrische auto. In plaats van 400 kilometer, rijdt je dus makkelijk 800 kilometer op een volle tank.

Energieverlies waterstofauto

Het grote nadeel is het energieverlies dat bij elektrolyse op treed én de transport naar de tankstations. Dit is ook de reden waarom hydrogen nog niet volop ingezet wordt binnen de energietransitie. Om een waterstofauto te laten rijden moet er 3x zoveel energie ingestopt worden als bij een elektrische auto.

Waterstofauto vs elektrische auto

Waterstof tanken in Nederland

Er zijn op dit moment 5 waterstoftankstations in Nederland. Deze staan in Helmond, Delfzijl, Rhoon, Den Haag en Arnhem. In de toekomst komen er ook tankstations in Amsterdam, Breda, Pesse, Rotterdam Airport, Schiphol, en Utrecht.

Waterstof-tanken-in-NL-2021

Zéér geschikt voor energieopslag

Waterstof is eenvoudig op te slaan, waardoor dit een uitermate geschikte methode is voor energieopslag. Ook hieraan kleeft het nadeel van energieverlies door elektrolyse. De omzetting van de in de zomer teveel opgewekte elektriciteit naar waterstof, om deze vervolgens in de winterperiode weer om te zetten naar bruikbare elektriciteit is natuurlijk niet heel efficiënt.

Van gasnet naar Waterstofnet

Recent onderzoek bewijst dat het huidige gasnet (met wat kleine aanpassingen) eenvoudig geschikt te maken is voor de distributie van waterstof. Dit betekent wel dat huishoudens hun gasfornuizen en cv-ketels moeten vervangen. Net als bij aardgas zal waterstof een geurstof krijgen om lekkages vroegtijdig te signaleren. Daarnaast vervangt een waterstofmeter de huidige gasmeter.

Warmtepomp of waterstof

Veel discussies gaan over de voor- en nadelen van beide toepassingen. Feit is dat beiden nodig zijn om de energietransitie van aardgas naar een duurzame warmtevoorziening te laten slagen. Niet overal is een warmtepomp mogelijk en niet elke woning is (straks) aangesloten op het waterstofnet. Het grote voordeel van waterstof is dat het één op één aardgas kan vervangen, waardoor het op grote schaal en snel kan worden toegepast.

Bouwplannen waterstofnet

Het kabinet heeft de Gasunie inmiddels opdracht gegeven om het gasnet om te bouwen naar een waterstofnet. Deze beslissing betekent een revolutie binnen de Nederlandse energietransitie. De Gasunie verwacht binnen 5 jaar de eerste huishoudens aan te sluiten op het nieuwe waterstofnet, maar eerst is de zware industrie aan de beurt. Meer over dit nieuwe waterstofnet.

Op verzoek van het ministerie van Economische Zaken en Klimaat deed HyWay27 onderzoek naar de geschiktheid om van het huidige gasnet een waterstofnet te maken. In juni 2021 kwamen zij met een positief eindrapport.

Nationaal Waterstof Programma

Op 9 juli 2021 ontving staatssecretaris Yeşilgöz-Zegerius (VVD) het Nationaal Waterstof Programma (NWP). Hierin is uiteengezet hoe waterstof deel kan uitmaken van de energietransitie. In het programma worden 3 sporen gevolgd voor toepassing in de periode 2022 t/m 2025. Ook wordt vooruitgekeken naar de periode tot 2030.

De drie sporen zijn:

  • Grootschalige toepassing voor de industrie (eigen opwek en import)
  • Koppel decentrale productie aan lokale energieopwek
  • Creëer randvoorwaarden om beiden mogelijk te maken

Potentieel voor energieopslag

Waterstof lijkt vooral als opslagmethode of warmtevoorziening een geschikte oplossing, welke goed past binnen de energietransitie. De toepassing voor vervoer is misschien wel te laat met het oog op de ontwikkelingen van de elektrische auto. Toch kan het nog steeds prima ingezet worden voor openbaar vervoer of vrachtverkeer.

Oudere onderzoeken

Playlist: Waterstof

  • Nuttige pagina?
  • 31   2