Groene waterstof speelt een grote rol wanneer het gaat over de verduurzaming van de energie die we gebruiken. Groene elektriciteit en elektrisch rijden krijgen de overhand in de discussie, maar met de mogelijkheden rond de groene waterstof productie lijkt dit zeker in de toekomst een goede kanshebber. Hoe zit dat precies en wat is groene waterstof nou eigenlijk?
Wat is groene waterstof en waarom is het onmisbaar?
Groene waterstof is waterstof waarbij geen grijze energie gebruikt wordt voor het opwekken of opslaan van de waterstof. Waterstof is tegelijkertijd het element dat het meest voorkomt in het universum; het bestrijkt ongeveer 75% van de totale massa. Waterstof kan gebruikt worden als brandstof voor auto’s én als energiebron voor alle woningen en bedrijfspanden. Zelfs vliegtuigen kunnen op groene waterstof vliegen.
Experts zijn het erover eens dat de CO2-doelstellingen inherent verbonden zijn aan groene waterstof; zonder groene waterstof is het niet mogelijk om de CO2-uitstoot zo drastisch te reduceren.
Het genereren van groene waterstof; dat is een uitdaging op zich
Waterstof kan niet zomaar gewonnen worden; het moet via een chemisch proces uit andere verbindingen gehaald worden. Het proces dat het meest gebruikt wordt op dit moment, is SMR, oftewel Steam Methane Reforming. Het methaan in aardgas met stoom zorgt voor een scheiding van waterstof en CO2. Het probleem is dat deze manier van waterstofproductie allesbehalve groen is. Bij het proces komt veel CO2 vrij én methaan, dat maar liefst 85 keer schadelijker is.
Van de 130 miljoen ton waterstof die jaarlijks geproduceerd wordt, wordt 76% gewonnen met aardgas en 23% met steenkool. Tijdens dit proces komt voor elke ton waterstof maar liefst negen tot twaalf ton CO2 vrij in de atmosfeer. Deze manier van produceren is gekozen omdat de fossiele brandstoffen goedkoper zijn en deze manier van waterstofproductie zorgt voor grote hoeveelheden waterstof.
Om de uitstoot terug te dringen is gekozen om blauwe waterstof te ontwikkelen. Bij dit proces wordt de uitstoot opgevangen en opgeslagen. Kijken we echter naar de klimaatdoelstellingen, dan wordt het een lastig verhaal omdat er miljoenen tonnen aan CO2 opgeslagen moeten worden. En daar hebben we eigenlijk geen oplossing voor.
Daarom ligt de focus op groene waterstof
Wat is groene waterstof dan eigenlijk? Bij groene waterstof wordt elektrolyse gebruikt, waarbij stroom gebruikt wordt om water te delen in zuurstof en waterstof. Is de stroom die gebruikt wordt groen, dan spreken we van duurzame waterstof, ofwel groene waterstof. Het enige dat vrijkomt bij de productie is waterdamp en dat is niet schadelijk.
Het probleem met groene waterstof is dat grootschalige productie en opslag eigenlijk best lastig zijn. Daar zijn grote investeringen voor nodig. Het lijkt er echter op dat dit onmisbaar gaat zijn. Op dit moment wordt er wereldwijd ongeveer 1 TW aan groene energie opgewekt, dat ingezet wordt om de energievraag te beantwoorden. Dit betekent concreet dat er geen groene energie over is om stroom te leveren voor het produceren van groene waterstof. Daar moet een oplossing voor komen. Zeker nu de energievraag gestaag door blijft groeien en het aanbod aan groene energie steevast achter blijft liggen. Volgens Irena (International Renewable Energy Agency) moet in 2050 een productie van maar liefst 19 exajoules aan groene waterstof mogelijk zijn om aan de vraag te voldoen. En op dit moment lijkt het er niet op dat we dit gaan redden.
Kan ik eigenlijk al op groene waterstof overstappen?
Ja, je kunt er nu al voor kiezen om te rijden op waterstof. Er zijn verschillende waterstofauto’s op de markt in Nederland. Het meest bekende model is zonder twijfel de Hyundai NEXO, maar ook de Toyota Mirai en de Hyundai IX35 rijden op waterstof. Groene waterstof tanken is een beetje lastiger. Nederland is voorloper op het gebied van publieke elektrische laadpalen, maar waterstof is wat moeilijker. Er zijn overigens wel meer dan 150 punten in Nederland waar je waterstof kunt tanken; kijk dus vooral even of er een locatie bij jou in de buurt is voordat je kiest voor een waterstofauto.
Zonnepanelen produceren direct groene waterstof, toch?
Onderzoekers in België zijn erin geslaagd om zonnepanelen te ontwikkelen die direct groene waterstof produceren. Het vocht uit de lucht wordt opgevangen, gescheiden in waterstof en zuurstof, waarna de (groene) waterstof beschikbaar is voor de eigenaar van het zonnepaneel. Volgens de onderzoekers kan er ongeveer 250 liter groene waterstof geproduceerd worden per dag. Wanneer dit inzetbaar is op grote schaal en betaalbaar aangeboden kan worden, wordt het rijden op groene waterstof aanzienlijk interessanter voor de gemiddelde consument. Uiteraard kan de groene waterstof ook gebruikt worden als energiebron voor het huishouden of een bedrijfsgebouw.
Gaat groene waterstof de toekomst overnemen?
Er is een enorm energievraagstuk dat beantwoord moet worden, idealiter door onze generatie. Een passend antwoord hebben we nog niet. Er is véél meer groene waterstof nodig dan nu geproduceerd wordt en het ontbreekt ons aan manieren om grootschalig groene waterstof te produceren en op te slaan. Daarom moet er gekeken worden naar andere oplossingen, ook omdat we wél groene stroom nodig hebben om de groene waterstof te kunnen maken.
Er wordt onder andere gekeken naar de stuwdammen, geothermische energie in Duitsland, een grote waterstoffabriek op IJsland (maar hoe regelen we het transport dan) en het Panamakanaal. Met betrekking tot het rijden op groene waterstof zijn de zonnepanelen die direct groene waterstof produceren waarschijnlijk de meest haalbare kaart, maar dan moeten deze wel tegen een aantrekkelijke prijs op de markt komen. Tegelijkertijd wordt er gekeken naar manieren om de auto zelf groene waterstof te laten produceren door kobalt in te zetten. Bij deze waterstofauto’s zou dan niet meer getankt moeten worden, maar moet het kobalt vervangen worden om het chemische proces mogelijk te maken. Dat levert overigens ook direct problemen op; kobalt is niet oneindig voorradig en het materiaal is ook nodig voor het maken van accu’s.
Groene waterstof heeft daarmee duidelijk de toekomst, maar het is de vraag hoe dit op grotere schaal geïmplementeerd kan worden; zowel de groene waterstof productie, de opslag én de distributie van groene waterstof hebben op dit moment nog te veel vraagtekens.