Zoeken

Waterstof: de feiten op een rij in 10 antwoorden

In Groningen en Drenthe investeren overheid en ondernemingen de komende 12 jaar 2,8 miljard euro in CO2-vrije waterstof. Reden voor Energiepodium.nl om waterstof (H2) onder de loep te nemen. Welke kansen biedt waterstof en waar liggen de uitdagingen? En hoe zat het ook alweer met grijs, groen en blauw? Is H2 onmisbaar voor de energietransitie? Energiepodium.nl zet in tien vragen de belangrijkste antwoorden op een rij.

“Is waterstof altijd duurzaam?”

Wat moeten we weten over waterstof? We leggen de tien belangrijkste actuele vragen voor aan drie betrokken deskundigen: voorzitter Robert Dencher van het H2 Platform, Waterstofgezant Noé van Hulst van het ministerie van EZK en carbon specialist Jos Cozijnsen van de Climate Neutral Group.

Waterstof wordt nu vooral industrieel gebruikt. De industrie maakt H2 door aardgas te splitsen –’kraken’ op hoge temperatuur -, waarbij H2 en CO2 vrijkomt. Deze waterstof wordt ‘grijs’ genoemd. Het is mogelijk om deze CO2-uitsoot af te vangen en ondergronds op te slaan. Dit proces staat bekend als Carbon Capture & Storage (CCS). Deze H2 staat bekend als blauw waterstofgas.

Naast blauw en grijs bestaat er groen waterstofgas. Deze H2 ontstaat door water met duurzaam opgewekte elektriciteit uit elkaar te trekken tot zuurstof en waterstof. Dit proces heet elektrolyse en hier komt geen CO2-molecuul bij vrij. Groene waterstof is het doel, maar de weg daarnaar toe loopt via grijs en blauw. Het kost namelijk veel geld om ineens de overstap te maken naar het groene proces, maar door een eerste stap te zetten naar blauw komt groene waterstof binnen handbereik. Waterstof is dus niet altijd duurzaam, maar deskundigen Dencher, Van Hulst en Cozijnsen zien het potentieel dat waterstof potentieel heeft. Dencher verduidelijkt: “Groene waterstof lift mee met het succes van blauw om zodoende 100% CO2-neutraal te worden.”

“We hebben dus grijze, blauwe en groene waterstof, maar is er ook goede en slechte waterstof?”

Onze deskundigen zien geen verschil tussen goede en slechte waterstof, maar wel tussen duurzame en niet duurzame waterstof. Duurzaam is groene waterstof, niet duurzaam zijn grijze en blauwe H2. Daarmee is de kous voor Dencher niet af: “Bedenk dat momenteel van alle in Nederland opgewekte elektriciteit ruim 80 procent grijs is en dus vervuilend. De consument die een Tesla koopt, kiest er al rijdend voor om niets uit te stoten, maar vergeet dat de elektriciteit in de batterij van zijn auto vervuilend is opgewekt. De auto die op blauwe waterstof rijdt is ook zero-emissie, stoot geen CO2 uit en kent geen luchtverontreiniging, dat is een grote winst. Op termijn met ‘groene’ waterstof is ook de productie CO2-vrij en is de hele keten duurzaam.” Reden voor voorstanders van H2 om zo snel mogelijk in te zetten op groene waterstof als brandstof. Groen lift mee met blauw.

Waterstof hoeft niet groen te worden opgewekt, om in de wereld van het transport te leiden tot een vermindering van CO2-uitstoot. Van Hulst stelt dat er nu al kansen zijn voor het zware transport in Nederland: “Realiseer je goed dat als een vrachtwagen, trein of containerschip kan worden uitgerust met een brandstofcel die waterstof omzet in elektriciteit, je de CO2-emissie van dat voertuig tot nul reduceert. Dan heb je bij gebruik van blauwe waterstof op dit terrein ook nu al winst.”

Dencher concludeert “Er is geen slechte waterstof in mobiliteit. Alle kleuren dragen bij aan zero-emissie in de mobiliteit. De weg loopt via blauw naar groen.”

“Is de schoonste waterstof op basis van windenergie waarbij geen CO2 vrijkomt of is het proces waarbij CO2 wordt afgevangen de schoonste manier van waterstofopwekking?”

Studies geven volgens Dencher aan dat je op de ‘blauwe’ route tot 90% van de CO2 uitstoot kunt afvangen en wellicht in de toekomst nog meer. De ideale situatie is natuurlijk die waarin CO2 helemaal niet meer ontstaat. Wat dat betreft ben je beter af met groene waterstof. “We hebben in Nederland een enorm potentieel aan offshore wind om groene waterstof te maken, daar liggen kansen”, stelt Van Hulst.

Dencher wijst erop dat we voorlopig niet onder CO2-opslag (CCS) uitkunnen: “De eerste 5 tot 10 jaar is de CO2-opvang gewoon noodzakelijk om de uitstoot van CO2 te reduceren. Of het nou de grote industrie is, kolencentrales, of waterstof. CCS is gewoon een noodzaak.” Wel verwacht Dencher dat een verdere ontwikkeling van blauwe waterstof de weg vrij zal maken voor de duurdere groene waterstof: “Als er schaal wordt gerealiseerd, is het voor de groene waterstof veel makkelijker om mee te liften op de ontwikkeling van blauwe waterstof.”

“Is Nederland niet te klein om dit groots op te kunnen pakken?”

Nederland heeft alle middelen in huis om van waterstof een succes te maken. Ons land beschikt al over een leidingnet voor het transport van aardgas, dat straks ook ingezet kan worden voor waterstof. “En er zijn bedrijven in Nederland die nu al innovatief bezig zijn met waterstof. Ons land ontwikkelt bijvoorbeeld brandstofcellen die elektriciteit leveren voor elektrische trucks. En dat is slechts een voorbeeld. Nederland kan een flinke slag maken”, stelt Dencher.

Van Hulst denkt dat Nederland met de juiste keuzen een leidende rol binnen Europa kan spelen als het om waterstof gaat: “Onze gasinfrastructuur is een fantastische asset! Daarnaast ligt Nederland geografisch gunstig, hebben we een enorm potentieel aan offshore windenergie en daarmee voor groene waterstof. Dat maakt ons interessant voor internationale spelers. Onze gasleidingen vertakken zich naar Duitsland en Frankrijk en zijn een potentiële backbone voor een waterstofinfrastructuur. En wij hebben straks een enorme capaciteit om groene waterstof over grote afstanden te transporteren, ook naar andere landen. Ons land heeft de potentie om, als we het slim spelen, in Europa een enorme hub te worden voor waterstof. Zowel voor blauwe als groene waterstof. Als we dat goed opbouwen, zijn we absoluut in staat om binnen Europa een leidende rol te spelen.”

“Kan waterstofgebruik ook leiden tot negatieve emissies?”

Onder negatieve emissies verstaan we het proces waarbij CO2 uit de atmosfeer wordt gehaald. Bij gebruik van groene waterstof, komt er in ieder geval geen CO2 meer bij. Wie op groene waterstof in een auto rondrijdt, heeft dus een emissie van 0. Maar volgens Jos Cozijnsen zijn negatieve emissies wel mogelijk: “We kunnen in kolencentrales biomassa bijstoken en de CO2 daarvan afvangen, een proces bekend als BECCS, en die gebruiken bij het opwekken van waterstof. Dan is sprake van negatieve emissies. Je moet kijken naar het totaalplaatje.”

“Het Nederlandse leidingnet voor aardgas kan aangepast worden voor waterstof. Is er genoeg vraag in de industrie naar waterstof om die omzetting te doen? Want anders heb je een systeem dat half functioneert. Is het risico van mislukking niet te groot?”

Dit risico schat Van Hulst laag in. Hij stelt dat de Nederlandse gasinfrastructuur ons land interessant maakt voor internationale spelers: “We liggen geografisch goed en hebben een sterk netwerk met off-shore windenergie voor het opwekken van groene waterstof. Ik zie niet in waarom we na een omschakeling naar waterstof terug moeten naar aardgas.” Dencher is het hiermee eens. Hij onderkent dat het lang kan duren voor de overstap van aardgas via blauwe naar uiteindelijk groene waterstof is gemaakt: “Maar als je nooit begint met blauwe waterstof uit angst voor dit risico, is de kans kleiner dat je ooit groene waterstof gaat produceren. Maak dit dus bespreekbaar. Probeer dit te voorkomen. Spreek af wat je de komende 15 jaar gaat doen. Of zet erop in dat je na 10 jaar alleen groene waterstof opwekt.” Cozijnsen noemt het geen technisch probleem, maar een politieke keuze: “De politiek wil liever iets nieuws realiseren en ziet het wegdoen van het gasnet als een statement, maar wees verstandig en behoud de bestaande infrastructuur. Bestaande leidingen kunnen we makkelijk geschikt maken voor waterstof. Dat scheelt tijd en geld. Het is dus slimmer dan weer een nieuw net aanleggen. Dit is wat wij in Nederland hebben; in andere landen past weer een andere infrastructuur. ”

“Waterstof wordt nu voornamelijk ingezet in de industrie, maar kunnen we er straks ook thuis op koken en ons huis mee verwarmen?”

In Nederland zijn al experimenten met het vervangen van aardgas voor H2. Voorbeeld hiervan is de Rotterdamse deelgemeente Rozenburg. Hier start dit jaar een proef met het inzetten van waterstof als bron voor verwarming van huizen. In Hoogeveen zijn er plannen voor een pilot. De gemeente start klein en wil uiteindelijk tachtig woningen verwarmen met waterstof. Goeree-Overflakkee wil in 2020 energieneutraal zijn en op dit Zuid-Hollandse eiland komen daarom installaties die waterstof maken uit groene stroom. Deze H2 wordt aan het lokale aardgasnet toegevoegd. Dat ook op grote schaal waterstof aardgas kan vervangen, onderzoeken de Britten. In het Verenigd Koninkrijk wordt onderzocht of verschillende steden kunnen overschakelen op H2. Leeds doet mee aan het project H21 en wil in 2026 volledig op waterstof draaien. Dus ja, particulieren kunnen straks ook aan de slag met waterstof als vervanger van aardgas. Van Hulst ziet in deze ontwikkelingen geen echte primeur: “Vijftig jaar terug hadden we in Nederland ook stadsgas dat voor 50% bestond uit waterstof. Dus zo nieuw is het allemaal niet.”

“Waarom investeren in waterstof als we toch al ons voedsel en ons huis elektrisch kunnen opwarmen?”

Thuis biedt het elektrisch koken een alternatief voor koken op gas, maar vergeet niet dat die elektriciteit uit het stopcontact nu nog grotendeels bestaat uit grijze stroom. Wie voor 100% groene stroom kiest, moet ook kansen zien voor de CO2-neutrale opwekking van energie door het gebruik van groene waterstof. Dus ook als de woningeigenaar kiest voor inductie, blijft waterstof een belangrijke speler in het realiseren van de groene elektriciteit. Dencher denkt dat waterstof als brandstof voor de CV-ketel een betere optie kan zijn dan het gebruik van een elektrisch aangedreven warmtepomp: “In Nederland zijn er veel oudere woningen die je niet elektrisch kan verwarmen, omdat die gewoon niet optimaal te isoleren zijn.” Warmtepompen kunnen bij goed geïsoleerde nieuwbouw het verschil maken, maar bij bestaande bouw blijft de noodzaak van een extra warmtebron bestaan. Door aardgas te vervangen door waterstof behoud je de bestaande infrastructuur en kun je de CV-ketel blijven gebruiken. Dat is volgens Dencher goedkoper en hij verwacht dat tussen een derde en een kwart van de Nederlandse huizen straks op waterstof stookt. Cozijnsen ziet nog meer voordelen: “Waterstof kan ook in gasflessen worden getransporteerd en bijvoorbeeld worden gebruikt om vakantiehuisjes te verwarmen die nu nog aardgas krijgen uit eenzelfde soort gasfles. En anders dan bij aardgas is er geen kans dat bij een lek bewoners een koolmonoxidevergiftiging oplopen. Het is dus ook nog veiliger.”

“Om op grote schaal groene waterstof te maken, zijn grote elektrolysers nodig. Zijn deze apparaten straks niet te duur en te groot om succesvol te worden ingezet?”

Inderdaad zijn elektrolysers grote apparaten en is het een flinke investering om deze apparatuur in grote hoeveelheden waterstof op te wekken. Zowel Van Hulst, Dencher en Cozijnsen verwachten dat hier mettertijd een oplossing voor komt. “Er is ontwikkeling nodig. Je zal zien dat op lange termijn elektrolyse goedkoper en compacter wordt, maar geef het de tijd”, stelt Cozijnsen.

Schaalvergroting is in deze aanpak volgens Dencher het sleutelwoord: “Vijf tot zes jaar geleden zag je dezelfde discussie bij het opzetten van grootschalig windenergie opwekken op zee. Uiteindelijk leverde dat ook kostenbesparing op. Windstroom ging van 15 cent naar 5 cent per kilowattuur. Ik verwacht dat door schaalgrootte te creëren de kostprijs van elektrolyse de komende 5 à 10 jaar snel daalt.” Van Hulst valt Dencher bij: “De hele wereld is daarom bezig met opschaling. Ik heb als directeur-generaal Energie bij het ministerie het eerste project met offshore windenergie meegemaakt. En toen riep ook iedereen: ‘Dat is allemaal leuk en aardig, maar het is te duur en levert nooit iets op.’ Uiteindelijk gebeurde datgene wat niemand verwachtte en het levert nu toch iets op. Dat kan bij elektrolyse ook. We moeten de beroemde leercurve afglijden en ervaring opdoen. Ontwikkelingen gaan snel als je samenwerkt, dat hebben we bij offshore windenergie gezien.”

In Nederland werken netbeheerders, industrie, energiebedrijven, natuur- en milieuorganisaties en wetenschappers in de Waterstof Coalitie aan een plan om groene waterstof te realiseren. Initiatiefnemer Greenpeace bracht de partijen samen en streeft naar een gezamenlijke aanpak, waarmee schaalvergroting en kostenreductie daadwerkelijk binnen handbereik komen. Buiten Nederland signaleert Van Hulst ook interessante initiatieven die betaalbare, grootschalige opwekking van groene waterstof dichterbij brengen: “Japan, China en Korea zetten enorm in op groene en blauwe waterstof. Daar wordt gewerkt aan schaalvergroting, ruimtebesparing en kostendaling. Ongetwijfeld waait een deel van die innovaties naar ons land over met een positief effect op onze situatie.”

“Is waterstof dé oplossing voor een CO2-neutrale toekomst?”

“Waterstof is niet de ‘silver bullet’ die alle problemen oplost, maar een belangrijk onderdeel van de oplossing van decarbonisatie”, claimt Van Hulst. Robert Dencher ziet een palet van oplossingen waar waterstof een belangrijk onderdeel van is: “Als we alleen offshore waterstof willen opwekken, is de Noordzee helemaal volgeplant. Dan kunnen we niet meer varen, zeilen, surfen of vissen vangen. De kans is heel groot dat er voor waterstof een internationale handelsmarkt ontstaat. Maar dan nog is waterstof niet de oplossing voor alles.” Cozijnsen stelt dat we alle soorten van duurzame energieopwekking nodig hebben: “We hebben eenvoudigweg niet de luxe om voor het een of het ander te kiezen. Het is goed dat ieder op zijn eigen manier duurzaam energie op wil wekken. Immers, we weten nu eenvoudigweg niet wat over honderd jaar de uitkomst is. We moeten nog maar zien hoe we er komen, maar waterstof is zeker deel van de oplossing.”