Tot nu toe is groene waterstof een dure brandstof. Als we deze maken met zonne- of windenergie (en elektrolyse) is hij drie tot vier keer zo duur als ‘grijze’ waterstof uit aardgas, waarbij CO2 vrijkomt. En dan zijn er nog de technische problemen bij het werken met waterstof. Toch geloven sommigen dat groene waterstof de brandstof van de toekomst zal zijn.
Veel technieken
Er worden veel kleuren gebruikt rond de opkomst van waterstof, schreef Iek de Pagter op deze site: zwart, grijs, groen, blauw, turquoise, paars, aquamarijn, en meer. Ze geven verschillende manieren aan om de stof te maken. Iek bepleitte sterk de ‘flitswaterstof’: waterstof gemaakt door plasmolyse; het proces waarbij gassen worden geleid door een continue ‘boog’ tussen twee elektroden. Gassen ontleden dan in hun elementen. Onder de juiste omstandigheden ontleedt methaan voor 100% in waterstof en koolstof. De koolstof kan worden gebruikt als actief koolstofpoeder, of opgeslagen. Bij dat laatste heeft deze in elk geval geen negatieve effecten, anders dan wanneer hij zou worden geloosd als CO2.
De toekomst van waterstof is uiterst onzeker. Onzeker zijn bijvoorbeeld ‘de toekomstige vraag, de onduidelijke certificering en wetgeving, en het gebrek aan infrastructuur waarmee deze kan worden geleverd aan eindgebruikers.’ De vraag naar waterstof blijft groeien, maar alleen daar waar de stof al werd gebruikt. Nieuwe toepassingen in de zware industrie (bijvoorbeeld bij het maken van staal) en in lange-afstandstransport, komen niet van de grond. Daardoor zitten er ook geen infrastructuurprojecten in de pijplijn. Terwijl zulke projecten, volgens het IEA, essentieel zijn voor hun Net Zero Emissions scenario.
Nieuwe energietechieken
Overal bestaat belangstelling voor nieuwe energietechnieken. Gebruik van waterstof is er een van. Hoewel de manier van waterstof maken er veel toe doet. Tot dusver waren groene waterstof en flitswaterstof de enige manier om waterstof klimaatneutraal te produceren; wel essentieel voor het bereiken van ‘net zero’ in 2050. En er zit toekomst in waterstof. Het komt naar voren als een van de beste manieren om duurzame energie op te slaan. Bovendien zijn waterstof (of op waterstof gebaseerde brandstoffen) het meest geschikt als duurzame brandstof voor langere afstanden. Energie opslaan en vervoeren – die twee zaken doen ertoe.
Waterstof belooft in feite zo veel voor onze energietoekomst, dat veel instituten en bedrijven onderzoek doen naar zijn toepassingen. We noemen er een paar. Een van deze bedrijven is het Spaanse bedrijf Acciona, ‘business as unusual’. Ze erkennen dat groene waterstof duurder is dan grijze waterstof (samen met CO2 gemaakt uit aardgas). Hoewel, zoals zij zelf zeggen, duurzame energie snel daalt in prijs. Hierdoor ontstaan nieuwe mogelijkheden. ‘Zonne-energie is nu tien keer zo goedkoop als tien jaar geleden, en windenergie kost minder dan de helft.’ Daardoor daalt de prijs van elektriciteit, nodig voor elektrolyse, ook. Groene waterstof, zo stellen zij, is ‘de sleutel tot ontkoling wereldwijd’. Toch denken zij ook dat er zeer grote investeringen nodig zullen zijn tot 2050 om dit pad te realiseren.
Een fundamentele verandering
Nog zo’n bedrijf is het Deense Green Hydrogen Systems, een ‘toonaangevende leverancier van gestandaardiseerde en modulaire elektrolyse-eenheden voor de productie van groene waterstof uitsluitend uit duurzame energie.’ Zoals zij zeggen, vormt groene waterstof ‘de brug tussen duurzame elektriciteitsopwekking en moeilijke sectoren als industrie, zwaar transport en gebouwen. Met zijn uitgebreide toepassingsmogelijkheden spelt groene waterstof een sleutelrol in de aan de gang zijnde omschakeling naar een maatschappij met nul uitstoot in 2050.’ Zij bouwen machines voor de levering ter plaatse van groene waterstof.
Het Nederlandse bedrijf Avoxt ontwikkelt elektrolyse-apparatuur zonder membranen. Daardoor is het maken van groene waterstof goedkoper en sneller. Tegen een prijs die uiteindelijk gelijk zal zijn aan die van ‘grijze’ waterstof. Het bedrijf is gevestigd op de high-tech campus van de TU Eindhoven. Zijn proefinstallatie produceert nu 100 W aan groene waterstof; volgend jaar moet dat 200 kW zijn, maar het doel is de MWs te halen. Maar, zeggen ze, op sommige dagen is groene elektriciteit gratis: op zonnige en winderige dagen. Dan zal een elektrolyse-apparaat dicht bij een zonne-of windpark zeer goedkope waterstof kunnen maken. Mogelijke klanten zijn de chemische industrie en nutsbedrijven. In de toekomst kan ook het vervoer op groene waterstof rijden: vrachtwagens, bussen, treinen. Misschien zelfs vliegtuigen.
Groene waterstof, de kansen
De internationale bedrijfsorganisatie World Economic Forum schrijft dat ‘groene waterstof een kritische link kan vormen in de wereldwijde transitie naar duurzame energie en economieën met nul uitstoot. Er is een ongekende beweging aan de gang, wereldwijd, naar het vervullen van het potentieel van waterstof als groene energie-oplossing. Het is nu het moment om in te spelen op de mogelijkheden van waterstof bij het spelen van een sleutelrol in de energie-uitdagingen.’
Zoals Dr Emanuele Taibi, hoofd van de elektricteits-transformatiesector van het internationale duurzame energie-agentschap IRENA het zegt: ‘Groene waterstof is een belangrijk stuk van de energietransitie.’ We moeten eerst het gebruik van duurzame elektriciteit versnellen en dan ‘die sectoren met groene waterstof onafhankelijk te maken van fossiele energie die moeilijk te elektrificeren zijn – zoals zware industrie, scheep- en luchtvaart.’ Kortom: we moeten de prijs van groene waterstof nog terugdringen. Als dat niet gebeurt, is het maar de vraag of er een plek is voor waterstof in het energiesysteem. Misschien wil iemand nog flitswaterstof ontwikkelen, zoals Iek de Pagter voorstelde?
Interessant? Lees dan ook:
De verrassing van flitswaterstof
Energieopslag versnelt de transitie
Methaanpyrolyse maakt grijs aardgas groen