De opmars van waterstof

Waterstof, er is al veel over geschreven. Zullen we in de toekomst alleen hier maar gebruik van gaan maken? Hoe schoon is het? Wat is waterstof nu eigenlijk?

Wat is waterstof en hoe komen we eraan

Waterstof is een kleurloos, reukloos, smaakloos en hoog ontvlambaar, niet giftig gas dat lichter is dan lucht en we moeten het winnen voor we het kunnen gebruiken. Het winnen van waterstof kan op verschillende manieren. Bijvoorbeeld door middel van stoom en vergassing of, zoals in Europa gebeurt, met elektrolyse. Met elektrolyse wordt elektriciteit door water gevoerd, waardoor waterstof als gas vrijkomt. Door gebruik te maken van elektriciteit die met hernieuwbare bronnen is opgewekt, wordt groene energie nog groener gemaakt. 

Waterstof is alleen duurzaam als het gemaakt wordt uit water en duurzaam opgewekte elektriciteit en daar is nog lang niet genoeg van. Het is belangrijk om duurzame energie op te wekken om zelf te gebruiken en om waterstof te maken. 

Grote rol in de toekomst

Als energiedrager zou waterstof geschikt zijn om bijvoorbeeld aardgas voor verwarming of benzine in auto’s te vervangen. Het is zelfs mogelijk om de huidige gasleidingen geschikt te maken voor het transport van waterstof. Hiervoor zijn relatief kleine aanpassingen nodig. Ook is waterstof een duurzame grondstof voor bijvoorbeeld plastics. Waterstof kan in de toekomst een grote rol gaan spelen. 

Op 28 juni 2019 presenteerde het kabinet het Klimaatakkoord. Daarin is ook een hoofdstuk opgenomen over een rol voor waterstof, het speelt daarin een grote rol. De maatregelen richten zich sterk op 2030. Het is de bedoeling dat in dat jaar de uitstoot van CO2 met tenminste 49 procent teruggedrongen is. De plannen zullen tot 2030 1,6 tot 1,9 miljard euro kosten, denkt het kabinet. 

Verschillende sectoren

In verschillende sectoren speelt waterstof een prominente rol, zoals industrie, gebouwde omgeving, elektriciteit en mobiliteit. Voor veel wijken geldt dat het aardgasnet tot na 2030 gewoon nog blijft liggen en mogelijk benut kan worden voor groen gas of waterstof.

Het kabinet ziet vooral een belangrijke rol weggelegd voor waterstof in mobiliteit en industrie. Zwaar transport zoals vrachtwagens, bussen in het openbaar vervoer en dieseltreinen kunnen bijvoorbeeld op waterstof gaan rijden. Afhankelijk van de marktontwikkelingen zijn er aanvullende maatregelen nodig. Binnen het personenvervoer wordt er uitgegaan van 150.000 brandstofcel-voertuigen in 2025, een aantal dat mogelijk doorgroeit naar 300.000 voertuigen in 2030. 

Voor het opwekken van duurzame energie speelt waterstof een rol als energiedrager. Volgens het Klimaatakkoord wordt verwacht dat de eerste groene waterstof die op grote schaal gebruikt kan worden, het eerst toegepast zal worden in de industrie.

De verwachte energiebehoefte aan waterstof bedraagt bij deze aantallen 141 miljoen kg. per jaar in 2030. Voor waterstof wordt daarom in 2020 een ambitieus convenant met de sector afgesloten om de doelen in het Klimaatakkoord te kunnen realiseren. 

Verschillende soorten waterstof

Er zijn verschillende soorten waterstof, het gaat dan om groene waterstof, grijze waterstof en blauwe waterstof. Het verschil van de waterstof zit in de manier waarop het gewonnen wordt. 

Groene waterstof

Het proces waarmee groene waterstof wordt gewonnen heet elektrolyse. Elektrolyse kan duurzaam plaatsvinden door gebruik te maken van groene elektriciteit uit wind en zon. Door gebruik te maken van uitsluitend hernieuwde energiebronnen bij winning wordt er groene waterstof geproduceerd. 

Grijze waterstof

Wanneer waterstof wordt geproduceerd uit koolwaterstoffen, aardgas en steenkool, dan levert dat grijze waterstof op. Bij het produceren van grijze waterstof komen broeikasgassen vrij in de atmosfeer. Daardoor is deze vorm van waterstof niet groen en duurzaam. In 2004 werd nog negentig procent van alle waterstof op deze manier geproduceerd. 

Blauwe waterstof

Tussen grijze en groene waterstof zit blauwe waterstof. Blauwe waterstof wordt geproduceerd op een manier waarop CO2 vrijkomt. Dat komt bijvoorbeeld door de verbranding van aardgas. Deze CO2 wordt afgevangen en opgeslagen in o.a. lege gasvelden.

Van alle verschillende processen voor het winnen van waterstof heeft groene waterstof de voorkeur. Op dit moment wordt er alleen nog veel te weinig groene waterstof geproduceerd om de hele Nederlandse aardgasgestookte cv-installaties van groene waterstofketels te voorzien. Om dit te kunnen bewerkstelligen moet de productie van groene waterstof aanzienlijk omhoog de komende tijd om Nederland van het aardgas af te krijgen en te laten kiezen voor duurzame waterstof. 

Nederland internationaal onderscheidend

De industrie kan de energietransitie op gang brengen met verschillende maatregelen zoals:

– procesefficiency

– energiebesparing

– CCS

– elektrificatie

– blauwe waterstof

– groene waterstof

en de versnelling van de circulariteit, zoals plastics recycling, biobased grondstoffen of steel2chemicals. Dit alles is geen blauwdruk voor de transitie maar is de inzet van een adaptief proces, waarbij sprake is van grote verschillen per technologie. Nederland kan zich internationaal onderscheiden op het gebied van groene waterstof en circulaire economie.

Grootste Europese waterstofproject in Groningen

De Gasunie, Groningen Seaports en Shell Nederland willen in Groningen het grootste groene waterstofproject van Europa bouwen. 

Op donderdag 27 februari 2020 werden de plannen gepresenteerd voor het project NortH2. Voor dit project is een megawindpark op zee nodig voor het opwekken van stroom die nodig is om groene waterstof te produceren. 

De ambitie is om nog voor 2030 met windenergie drie tot vier gigawatt op te wekken voor de productie van waterstof en om vanuit daar door te groeien naar tien gigawatt in 2040. Dit zou het energiegebruik van 12,5 miljoen Nederlandse huishoudens dekken. 

Waterstofproductie 

De waterstofproductie zal naar verwachting zo’n 800.00 ton per jaar zijn in 2040. Dit gaat in eerste instantie gebeuren in de Eemshaven. Later mogelijk ook op zee. Volgens het consortium scheelt dat een uitstoot van ongeveer zeven megaton CO2 per jaar. Dat komt neer op 3,7 procent van de totale Nederlandse uitstoot.

Er worden al grote hoeveelheden waterstof gebruikt in de industrie, echter, hier gaat het vooral om waterstof die geproduceerd wordt uit aardgas. Het is de bedoeling dat dit uiteindelijk ook met groene waterstof gaat, dat gewonnen wordt zonder aardgas als energiebron. 

Project NortH2

Voor het project NortH2 moeten enorme windparken worden gebouwd in de Noordzee boven Groningen. Ook moeten er veel windturbines komen. Er wordt verwacht dat de eerste windturbines in 2027 klaar zijn voor de productie van groene waterstof. Verder is er een grote elektrolyser nodig in de Eemshaven. Deze elektrolyser kan windenergie omzetten in groene waterstof. Het is mogelijk dat er ook elektrolysers op zee komen. 

Vervoeren groene waterstof

De infrastructuur van de Gasunie moet ervoor zorgen dat de groene waterstof vervoerd kan worden naar klanten in heel Nederland en Noordwest-Europa. De productie van groene waterstof gaat eerst naar de industrie. Daarna wordt het mogelijk ook geleverd aan huishoudens. Op dit moment wordt het netwerk van de Gasunie vooral ingezet voor aardgas en groen gas. 

Mogelijk aan het eind van het jaar van start

Project NortH2 heeft de steun van de provincie Groningen en de initiatiefnemers gaan op zoek naar meer partners om het project te realiseren. Als de partijen een haalbaarheidsstudie hebben afgerond, kan het project mogelijk aan het eind van het jaar starten. Dit is mede afhankelijk van vergunningen, beschikbaarheid van locaties, investeringen en mogelijk ook subsidies. Wat de kosten van het project zullen zijn en hoe deze kosten worden verdeeld is nog niet bekend. 

Eerste waterstoftrein in Nederland

Eind februari dit jaar kwam de eerste waterstoftrein aan in Nederland. De trein kwam Nederland bij Oldenzaal binnen en reed vervolgens door naar Groningen. Tussen Groningen en Leeuwarden werd proefgereden met de trein. Met de proef wordt onderzocht of de trein vervuilende dieseltreinen kan vervangen. De proef met de waterstoftrein werd alleen gehouden op het traject Groningen – Leeuwarden. Er wordt gekeken naar de prestaties van de waterstoftrein op het spoor en naar wat er nodig is om toestemming te krijgen om met waterstoftreinen in de reguliere dienstverlening te mogen rijden. Als de proef een succes blijkt te zijn wil de provincie Groningen vanaf 2023 nieuwe treinen op waterstof laten rijden. 

Waterstof is kansrijk

Het ziet ernaar uit dat groene waterstof kansrijk is in de energietransitie en dat het ook voor Nederland zelf van grote betekenis kan zijn. 

Nog even alle voordelen van waterstof op een rijtje

– Duurzame en hernieuwde energie

– Géén CO2 – uitstoot

–
Benutten van bestaande infrastructuur

– Groene stroom

– Goedkope en grootschalige opslag

– Duurzame brandstof

–
Ontlasting van bestaande elektriciteitsnetwerk

Ben je benieuwd naar het hoofdstuk over waterstof in het Klimaatakkoord?

Kijk dan op:

www.klimaatakkoord.nl