De waterstof revolutie

De hype van waterstof

Iedere dag zijn er tientallen berichten te vinden in kranten, op sites en als berichten op sociale media over de belofte van waterstof.

Zo is afgelopen weken de waterstof vliegtuig in het nieuws, dan is het weer dat een pilotproject is gestart voor een aantal woningen, als vervanger voor aardgas.

Hoe kan je waterstof verkrijgen?

Waterstof is op basis van massa in het universum met een geschatte 75% veruit het meest voorkomende chemische elementen. Op aarde komt het in de natuur in vrije vorm nagenoeg niet voor. Maar chemisch verbonden met zuurstof hebben zien we het vrijwel overal, als water.

In vrije vorm, H2 gas, is een energiedrager met een zeer grote energiedichtheid per kg. Het heeft met zo’n 33,3 kWh per kilogram een hogere energiedichtheid dan diesel of benzine.

Je kan waterstofgas vrij efficient verkrijgen via het bewerken van aardgas, methaan, tot waterstofgas. Steamreforming heeft dit proces en dit is met meer dan 95% efficient uit te voeren. Het nadeel is echter dat hierbij CO2 bij vrijkomt. Dit kan je afvangen en opslaan (CCS, carbon capture and storage), maar dat is duur en geeft voor lange duur het nadeel dat je die opgeslagen CO2 moet bewaken daar het niet vrij mag komen in de natuur. Waterstof die op deze manier is geproduceerd, met stoom en opslag van vrijgekomen CO2, heet blauwe waterstof.

Ook kan je waterstof produceren via elektrolyse van water. Hiervoor is veel elektriciteit benodigd, die dan ook duurzaam opgewekt moet worden. De efficiëntie is dan 75% energie-efficiënt. Dus 25% van de duurzaam opgewekte elektriciteit gaat verloren bij de productie van waterstof alleen al.

Waterstof komt ook vrij bij de vergassing van kolen.

Toepassingen

Waterstof wordt al jaren in de industrie gebruikt voor een aantal toepassingen, het vormt in dit geval een grondstof voor de chemie.

Waterstof wordt ook gebruikt in de hoogovens, daar wordt steenkool voor gebruikt in zuurstofarme verbranding.

Waterstof wordt gebruikt voor iets meer dan 7300 waterstof auto’s wereldwijd. Als tegenhanger van batterijauto’s als van Nissan en Tesla. Het voordeel boven batterij-auto’s is dat waterstof net als LPG relatief snel kan worden getankt. De nadelen zijn echter groter dan de voordelen; de energieefficientie is beduidend lager dan die van batterij-auto’s. Namelijk slechts 30%, door verliezen bij productie van waterstof alsook bij de omzetting van waterstof in elektriciteit. En batterij-auto’s nemen in aantallen zeer snel toe, laadtijden worden snel teruggebracht naar acceptabele waarden en in een land als Nederland is vrijwel overal wel een laadpunt te vinden. Voor waterstof moet je soms tientallen kilometers omrijden. De Paus, als anekdote, kreeg een waterstof auto vorige week met een bereik van 650 km per tanklading. Echter het eerste laadpunt is ongeveer dezelfde afstand verwijderd van het Vaticaan.

Voor vrachtwagens en andere zware vervoersmiddelen zoals treinen kan waterstof een heel goed alternatief zijn. Al zijn bijvoorbeeld er al vuilniswagens op de weg die volledig elektrisch rijden. Batterijtechnologie zal het toepassingsgebied van waterstof voor zwaar vervoer van onderaan de markt meer en meer verdrukken.

Waarvoor is groene of toch blauwe waterstof nog meer goed voor? Voornamelijk om de grijs geproduceerde waterstof te vervangen door groene waterstof in de industrie. Het is mede daarom dat ENGIE in consortia aan de grootschalige productie werkt in het noorden van Nederland.