In de zoektocht naar duurzame energieoplossingen speelt waterstof een steeds grotere rol. Sterker nog, de Nederlandse overheid stimuleert het gebruik van waterstof via subsidies, omdat ze in 2050 alleen nog duurzame energiebronnen wil gebruiken. Waterstof biedt mogelijkheden voor de opslag van energie. Maar hoe werkt waterstof precies? Wat maakt het zo bijzonder en waarom is het een veelbelovende energiedrager? Je leest het allemaal en meer in dit artikel.
Wat is waterstof?
Waterstof is een kleur-, geur- en smaakloos gas. Het is het meest voorkomende element in het heelal en bestaat uit twee waterstofatomen met de letter H van Hydrogenium. Vandaar dat de scheikundige naam ‘H2’ is. Waterstof is geen duurzame energiebron als zonne-energie, maar een energiedrager. Letterlijk betekent dit dat waterstof energie met zich meedraagt en vrijkomt bij verbranding.
Waterstof moet altijd worden gemaakt
Waterstof is een chemisch element dat niet van nature aanwezig is, maar moet worden gemaakt. Waterstof kan wel onderdeel zijn van andere stoffen, zoals water (H₂O). Na het maken kan waterstof worden gebruikt voor diverse toepassingen, zoals het opwekken van elektriciteit als er weinig zonne- of windenergie beschikbaar is.
Weetje: Op kamertemperatuur is er sprake van gasvormige waterstof. Als waterstof tot -253 °C afgekoeld wordt, dan is het vloeibaar.
Hoe maak je waterstof? Grijs, blauw, roze en groen
Waterstof kan via vier methodes worden gemaakt: grijze, roze, blauwe en groene waterstof. Dit zegt overigens niets over de kleur. Waterstof blijft kleurloos. Laten we eens kijken naar de vier methodes.
1. Grijze waterstof
Grijze waterstof is de minst duurzame methode. Er wordt bij de productie namelijk olie, gas of steenkool gebruikt. Door aardgas met stoom te splitsen, ontstaat er waterstof en koolstofdioxide (CO₂). Voor elke kilo waterstof die via deze methode wordt gemaakt, komt er zeven kilo CO₂ in de lucht. In Nederland wordt via deze manier waterstof geproduceerd.
2. Blauwe waterstof
De CO₂-uitstoot die bij de productie van grijze waterstof vrijkomt, kan worden opgeslagen in de grond (Carbon Capture and Storage of CCS). Bijvoorbeeld in een leeg gasveld. Dit noemen we blauwe waterstof. Hoewel deze productiemethode minder slecht voor het milieu is dan grijze waterstof, is het nog steeds niet volledig CO₂-neutraal. Bovendien is het opslaan van dat blauwe waterstof duur, is er energie nodig voor de opslag en het transport, en ontsnapt er vaak een deel.
3. Roze waterstof
Roze waterstof, ook bekend als paarse waterstof, is een proces waarbij elektriciteit van kerncentrales wordt gebruikt om waterstof te produceren. Hoewel de productie van roze waterstof geen CO₂-uitstoot met zich meebrengt, is het onderwerp van discussie vanwege de verschillende perspectieven op kernenergie, zoals kernafval.
4. Groene waterstof
Groene waterstof wordt geproduceerd via elektrolyse, een proces waarbij elektriciteit gebruikt wordt om water te splitsen in zuurstof en waterstof. Groene waterstof is de duurzaamste manier, omdat het proces geen CO₂-uitstoot met zich meebrengt en gebruikmaakt van duurzame energie als zonnestroom. Helaas wordt er in Nederland alleen nog op zeer kleine schaal groene waterstof gemaakt, omdat de kosten hoger liggen dan grijze waterstof. Alhoewel er steeds meer projecten worden aangekondigd.
De voor- en nadelen van waterstof
Wat is een voordeel van waterstof?
Het grootste voordeel van waterstof is dat het ontzettend veel energie kan opslaan, wat zorgt voor een energiebuffer tijdens de momenten wanneer er te weinig groene stroom beschikbaar is. Zoals in de wintermaanden. Er zijn echter meer voordelen, namelijk:
- Schone energiedrager: Als waterstof op een groene manier wordt gemaakt, zoals met stroom van windmolens en zonnepanelen, is het een CO₂-vrije energiedrager.
- Eenvoudige opslag: Waterstof is eenvoudig op te slaan en te vervoeren, waardoor we hernieuwbare waterstof kunnen importeren en gebruiken in het bestaande gasnet.
- Transport verduurzamen: In sectoren als de zware (chemische) industrie en transport kan waterstof processen verduurzamen.
Wat is een nadeel van waterstof?
Het voornaamste nadeel van waterstof is dat het produceren van de groene variant momenteel erg duur is, waardoor de prijs van waterstof relatief duur blijft. Andere nadelen zijn:
- Energieverlies: Tijdens het productieproces gaat er energie verloren, zo’n 25% volgens Milieu Centraal. Dit geldt ook voor het omzetten van waterstof naar stroom: 40%.
- Klein aanbod: Het aanbod aan groene waterstof is in Nederland nog zeer klein. Hoewel de overheid diverse doelen heeft om de productie te verhogen.
- Veel stroom nodig: Voor het maken van groene waterstof is er veel windenergie nodig. Deze windenergie kunnen we beter gebruiken voor het maken van groene stroom, omdat we dit ook hard nodig hebben.
- Kan onveilig zijn: Waterstof is een geurloos gas, waardoor de stof zich ongemerkt kan ophopen in ruimtes. Bovendien is waterstof zeer brandbaar gas en kan een erg krachtige explosie veroorzaken. Gelukkig is er al veel kennis op het gebied van waterstof en veiligheid.
Waterstof als energiedrager voor meer duurzame elektriciteit
Waterstof kan een sleutelrol spelen in de energietransitie. Je kunt het namelijk voor lange tijd opslaan. Dit maakt deze stof erg interessant. Door tijdens een overschot aan groene energie waterstof op te slaan in een zoutkoepel of gasveld, kunnen we dit gebruiken op de momenten wanneer er te weinig groene energie wordt opgewekt. Hierdoor is waterstof een duurzame energiedrager, mits het wordt gemaakt met groene elektriciteit uit duurzame bronnen.
Hoe kan waterstof worden ingezet?
Waterstof is erg veelzijdig en wordt nu al voor diverse doeleinden ingezet. Bijvoorbeeld als brandstof voor industriële processen die veel hitte nodig hebben. Maar ook om elektriciteit op te wekken als er sprake is van weinige zonne- en windenergie. Andere mogelijkheden zijn als:
- grondstof voor chemische producten;
- verwarming voor woningen en gebouwen die (bijna) niet geïsoleerd kunnen worden;
- emissievrije brandstof voor zwaar transport.
De toekomst van waterstof in Nederland
Naar verwachting heeft Nederland in de toekomst veel duurzame waterstof nodig. Bovendien is waterstof nodig om de klimaatdoelen van 2050 te kunnen behalen. Daarom staan er in het Klimaatakkoord diverse doelstellingen over de inzet van waterstof. Zo is er in 2025 een landelijk dekkend netwerk opgezet van 50 waterstoftankstations met bijbehorende vrachtwagens die op waterstof kunnen rijden. En in 2032 moet de elektrolysecapaciteit (de hoeveelheid waterstof die geproduceerd kan worden door elektrolyse) 8 gigawatt zijn, inclusief voldoende opslaglocaties en infrastructuur.
Om deze doelen te bereiken, heeft de overheid, zoals voor aardwarmte, diverse maatregelen genomen. Zo zijn er subsidies voor waterstofprojecten, wordt er een landelijk waterstofnetwerk aangelegd, is het Nationaal Waterstof Programma het leven ingeblazen, en wordt er samengewerkt met andere landen over de ontwikkeling en voorwaarden voor waterstofbeleid.
Waterstof: de toekomst van groene stroom?
Groene waterstof biedt toekomstige kansen om het stroomnet te verduurzamen. Het is een belangrijke aanvulling op zonne- en windenergie, omdat het een CO₂-vrije energiedrager is. Door tijdens een zon- en windoverschot stroom op te slaan in waterstof, kunnen we dit gebruiken op het moment dat er een tekort is. Zo hoeven we minder fossiele brandstoffen te gebruiken voor het opwekken van stroom.
Maak nu al impact met 100% groene stroom
Het gebruik van groene waterstof staat nog in de kinderschoenen en is vrij duur. Gelukkig kunnen we nu al impact maken door meer duurzame energie te gebruiken die afkomstig is van de zon en wind. Door te kiezen voor het dynamisch energiecontract van NextEnergy, gebruik je 100% groene stroom verbruiken. Ook kun je jouw CO₂-voetafdruk compenseren door een kleine bijdrage te betalen per verbruikte kubieke meter gas. Wil je weten wat dit voor jou betekent? Bereken jouw aanbod eenvoudig via de onderstaande knop en stap over.
