Taal
Bel ons voor info 0294 - 74 50 70

Nieuws item

Over duurzame waterstof - in gesprek met Jörg Gigler


Inzet van duurzame waterstof vermindert de uitstoot van broeikasgassen enorm en is daarmee essentieel voor het zich tijdig voltrekken  van de energietransitie.

Om de doelstellingen uit het Klimaatakkoord te kunnen realiseren, en de CO₂-uitstoot in 2030 te verminderen met 49 tot 55% ten opzichte van 1990, kan de grootschalige inzet van duurzaam opgewekte waterstof een flinke bijdrage leveren. Waterstof kan worden gebruikt als grondstof, brandstof of energiedrager en -opslag. Samenwerking tussen overheden, marktpartijen, kennisinstellingen, netwerkbedrijven en maatschappelijke organisaties is nodig om de ontwikkeling van een waterstofsysteem vorm te geven.

In het Klimaatakkoord is afgesproken om gezamenlijk aan een waterstofprogramma te werken: het Nationaal Waterstof Programma. Een cross-sectorale werkgroep waterstof, met daarin een goede afspiegeling van bovenstaande partijen, is in januari 2021 begonnen met het opstellen van het werkplan voor de periode 2022-2025, met een doorkijk naar 2030.

“Duurzame waterstof biedt enorme kansen voor de energietransitie”, zegt Jörg Gigler, voorzitter van de Werkgroep Waterstof en Managing Director bij TKI Nieuw Gas van de Topsector Energie. “Om die kansen te benutten functioneert de publiek-private TKI Nieuw Gas als vliegwiel door partijen te verbinden, faciliteren en informeren. Daarnaast is programmeren een belangrijke taak: welke onderdelen zijn van belang en hoe kunnen we inhoudelijke sturing geven?”

Wat is waterstof?

“We zijn in Nederland vooral bezig met de productie van elektriciteit uit onder meer zonne- en windenergie. Maar circa 80 procent van de energie die we gebruiken komt uit verbranding van benzine, diesel, aardgas, olie en hout! Waterstof kan helpen om die zogenaamde moleculenbehoefte in te vullen. Toch is waterstof niet de heilige graal. We moeten goed kijken waar waterstof efficiënt inzetbaar is”, zegt Jörg Gigler.

Maar wat is waterstof precies? Groene waterstof wordt geproduceerd door een elektrische stroom door water te sturen: elektrolyse. Hierbij ontstaan waterstof (H2) en zuurstof (O2). Waterstof komt vrij aan de kathode, zuurstof aan de anode. Voor de liefhebbers: 2H2O + energie -> 2H2 + O2. Doordat er dus geen schadelijke emissies vrijkomen (alleen zuurstof en warmte) is waterstof uit elektrolyse een groene waterstof; het veroorzaakt geen broeikasgasemissies.

Om verwarring te voorkomen: vrijwel alle waterstof die op dit moment wereldwijd wordt geproduceerd is zogeheten ‘grijze waterstof’. De productie gebeurt op dit moment via Steam Methane Reforming (SMR). Hier reageert hoge druk stoom (H2O) met aardgas (CH4) met als resultaat waterstof (H2) en het broeikasgas CO2. In Nederland wordt op deze manier ongeveer 0,8 miljoen ton H2 geproduceerd, waarvoor vier miljard kuub aardgas wordt gebruikt en een CO2-emissie van 12,5 miljoen ton optreedt.

Daarnaast is er ook ‘blauwe waterstof’ of ‘klimaatneutrale waterstof’. Dit is waterstof waarbij de CO2 die vrijkomt grotendeels (80 tot 90%) wordt afgevangen en opgeslagen. Dit wordt ook wel CCS: Carbon Capture & Storage genoemd. Dat zou kunnen gebeuren in lege gasvelden onder de Noordzee. Op dit moment wordt nog nergens in de wereld blauwe waterstof op grote schaal geproduceerd.

Waterstof is ook het lichtste gas dat we kennen. Zo is een molecuul waterstof het kleinste molecuul uit ons periodiek systeem! Maar onder hoge druk heeft het per kg wel een hoge energiedichtheid.

Waarom waterstof?

Moeten we nu massaal voor onze energievoorziening overstappen op groene waterstof? Volgens Gigler niet: “De efficiency van elektrolyse is nu circa 60 procent. De rest gaat verloren als onder andere warmte. Over tien jaar halen we denk ik 70 procent en uiteindelijk moet zelfs 80 procent haalbaar zijn. Maar feit blijft dat productie van groene waterstof altijd met verliezen gepaard gaat. Ook moeten we duurzaam opgewekte elektriciteit gebruiken voor de elektrolyse, anders hebben we alsnog aardgas of steenkool nodig om de benodigde elektriciteit op te wekken. Maar feit blijft: direct duurzaam opgewekte elektriciteit gebruiken is altijd het meest efficiënt.”

Ondanks deze beperkingen is waterstof voor veel toepassingen aantrekkelijk. Gigler: “Voor een aantal toepassingen, zoals zwaar transport, transport over lange afstand, hoge temperatuur processen in de industrie en in de luchtvaart, is er nog geen goede elektrische oplossing en blijft er behoefte aan een duurzaam gas. Hier kan waterstof een nuttige rol spelen. Daarnaast is waterstof belangrijk in de vorm van grootschalige opslag voor de momenten dat het windstil is en bewolkt en voor het transport van grote hoeveelheden elektriciteit in de vorm van waterstof.”

Ook in de gebouwde omgeving kan waterstof een rol spelen bij ruimteverwarming, vooral daar waar elektrificatie via warmtepompen of een warmtenet niet mogelijk of haalbaar is. Bij de verbranding van waterstof ontstaat namelijk naast veel warmte, ook zuurstof en water. Er zijn dus geen schadelijke emissies. “In Uithoorn is door netbeheerder Stedin een proef gestart in veertien sloopwoningen. Hier is het aardgasverwarmingssysteem geschikt gemaakt voor waterstof. Onderzocht wordt wat bijvoorbeeld de bijbehorende kosten zijn, hoe complex het installatiewerk is, welke gereedschappen nodig zijn en waar het noodzakelijk is de wet- en regelgeving aan te passen. Als de proef succesvol is wil Stedin – bij voldoende draagvlak - bij woningen in Stad in ’t Haringvliet daadwerkelijk overstappen op waterstof.”

Ambities Klimaatakkoord

De ambities in het Klimaatakkoord ten aanzien van waterstof op een rij:

Gebouwde omgeving en Agro-sector

  • In 2030: een duidelijk idee hoe waterstof kan helpen bij het bereiken van klimaatneutraliteit in 2050.

Industrie & havens

  • Groene waterstof ambitie: 500 MW elektrolyse in 2025 en 3-4 GW in 2030.
  • 65% kostenreductie van elektrolyse van 2018 tot 2030.
  • Rol voor blauwe waterstof in de transitie.

Elektriciteit

  • Waterstof voor flexibele CO₂-vrije elektriciteitsproductie, mogelijk 17TWh in 2030.

Mobiliteit & transport

  • In 2025: 50 vulpunten, 15.000 lichte voertuigen en 3.000 zware voertuigen.
  • 10% jaarlijkse reductie van investeringskosten in vulpunten waterstof.
  • Bijdragen aan minimaal 150 binnenschepen in 2030, met 5 PJ voor duurzame vervoerders om 0,4 Mton CO₂-reductie te realiseren.

Waterstof in de mobiliteit

Op het gebied van mobiliteit wint waterstof terrein; vooral voor zwaar transport op de weg, het spoor en de scheepvaart. Gigler: “Voor zwaar transport over langere afstanden is een batterij-elektrische vrachtwagen niet geschikt. Je moet onderweg meerdere malen de accu weer opladen en er zijn veel accu’s nodig om voldoende vermogen en actieradius te krijgen.”

“Met waterstof heb je een grotere actieradius en meer vermogen. Hierbij wordt een transportmiddel voorzien van een waterstoftank en brandstofcel. Deze brandstofcel zet het waterstofgas om in elektriciteit waarmee een krachtige elektromotor wordt aangedreven. Het enige wat de auto verlaat zijn kleine waterdruppeltjes. De oplaadtijd is 5-10 minuten.”

“Waterstof is vooral aantrekkelijk voor bijvoorbeeld internationaal vrachtvervoer, binnenvaartschepen en regiobussen. Maar ook voor bijvoorbeeld heftrucks voor logistieke centra waar ze binnen rijden en waar geen emissies mogen optreden. Doordat de oplaadtijd maar 5-10 minuten is, zijn ze 24/7 inzetbaar.”

 Toch kan in de toekomst groene waterstof ook aantrekkelijk worden voor auto’s die langere afstanden moeten overbruggen, zoals in Duitsland, denkt Gigler. “Het aantal vulpunten zal dan flink zijn gestegen en de kosten van waterstof zullen dalen. Bedenk daarnaast dat de efficiency van elektrolyse nu nog circa 60 procent is, maar dat 75% van de energie uit benzine en diesel de lucht in gaat via de warmte van de motor!”

Dutch Hydrogen Days

Teneinde het thema ‘waterstof’ inhoudelijk te laden, organiseert 54events – in samenwerking met veel van deze stakeholders – tijdens haar gelijktijdige vakbeurzen Zero Emission | Ecomobiel, Vakbeurs Energie en Industrial Heat & Power van 12 t/m 14 oktober de Dutch Hydrogen Days.

Klik hier voor meer informatie over de Dutch Hydrogen Days.

Ga terug