Groene waterstof kan een belangrijke rol spelen in de energieomwenteling. Bijvoorbeeld bij CO2-reductie in de industrie of als vervanger van aardgas in de gebouwde omgeving. Waterstofgas is een volledig schone brandstof. Maar het productieproces is dat lang niet altijd. Wanneer is waterstofgas groen? En wat zijn de ontwikkelingen?
Waterstofgas
Waterstof (H2) is het meest voorkomende element in het heelal. Het komt niet voor in de natuur als gas, het moet daarom gemaakt worden. De meest gangbare groene manier is in een waterstofsysteem met elektrolyse-technologie. Elektriciteit wordt hier toegevoegd aan gezuiverd water, waardoor zuurstof en waterstofgas ontstaat.
Grijs, blauw en groen
Waterstofgas is alleen groen als de elektriciteit die voor de elektrolyse wordt gebruikt 100% groen is. Daarnaast is er grijze waterstof, gemaakt vanuit aardgas, dat niet duurzaam is maar momenteel veel wordt gebruikt in de industrie. Daarbij komt 13 megaton CO2 vrij per jaar, goed voor 8% van alle Nederlandse CO2-uitstoot. Ook blauwe waterstof wordt gemaakt vanuit aardgas, met het verschil dat de vrijgekomen CO2 wordt opgevangen in bijvoorbeeld een oud aardgasveld of een zoutkoepel. Op korte termijn kan dat een oplossing zijn. Maar om echt duurzame stappen te maken, is groene waterstof veruit de beste optie.
Lokale, duurzame opwekking
De meest directe manier om duurzame waterstof te produceren is via koppeling met een lokaal windpark of zonnepark. Een windmolen heeft een meer constante productie, ook in de winter, en heeft daarom de voorkeur boven een zonnepark. Omdat het niet altijd waait en de zon niet altijd schijnt, is lokale opslag van waterstof noodzaak. Een ideale verhouding tussen wind en zonne-energie is 70% wind en 30% zon. Als waterstof wordt ingezet in de gebouwde omgeving is steun voor lokale duurzame opwekking een belangrijk aspect. Een windmolen bij een woonwijk is niet zomaar geplaatst: denk aan regels (vergunningen) of draagvlak van bewoners. Er is een alternatief, via een virtuele verbinding met windmolens op zee.
Virtuele energiecentrale
Bij een virtuele verbinding wordt een windmolen op een andere locatie, bijvoorbeeld op zee, virtueel gekoppeld aan een waterstoffabriek. Draait de windmolen dan werkt de waterstoffabriek. Is het windstil dan staat de elektrolyser uit. Dit concept is door TransitionHERO ontwikkeld voor het project de Groene Walvis (zie kader).
Waterstof boordevol potentie
Het gebruik van waterstofgas is veelbelovend. Momenteel zorgen subsidies er nog voor dat het concurrerend kan zijn met aardgas, maar de techniek is volop in ontwikkeling. De energieverliezen tijdens de waterstofproductie zijn nu al teruggebracht van 30 naar 15%, naar verwachting daalt dit snel tot onder de 10%. Ook de investeringskosten in elektrolyse zullen snel dalen, door de stijgende marktvraag en doorontwikkeling van de techniek.
Wereldwijd staan de ontwikkelingen niet stil. Onder meer Australië, Japan (zie kader), Saoedi-Arabië, Marokko en Portugal profileren zich als waterstoflanden. En ook de EU ziet de potentie van waterstofgas. Een sterkere handelsstroom in waterstof kan de kosten verder omlaaghalen. Waterstof kan namelijk verscheept worden. Door het te binden aan vloeibare chemicaliën (LOHC, Liquid Organic Hydrogen Carriers) kun je het onder druk op kamertemperatuur opslaan in dezelfde zeetankers die ook benzine vervoeren.
Tokyo: De waterstofspelen
Op de olympische spelen in Tokyo 2021 is waterstof een belangrijke deelnemer. Het olympisch dorp (6000 woningen) heeft een energievoorziening die volledig op waterstof draait. Auto’s en bussen op waterstof moeten sporters van en naar sportlocaties brengen. En zelfs de olympische vlam brandt op waterstofgas.
De Groene Walvis
Het Groene Walvis Project wil Graft-De Rijp (dorp in de gemeente Alkmaar) van het aardgas afhalen en volledig duurzaam maken met waterstofgas en groene stroom. TransitionHERO adviseert bij het hele traject: van onderzoek tot realisatie. Uiteindelijk moeten in 2030 alle 2200 huishoudens 100% duurzaam zijn.