Waterstof is een soort gas en gassen zijn energiedragers. Energiedragers kunnen ingezet worden om energie in op te slaan, te vervoeren en vervolgens af te geven om te gebruiken.

Waterstof als energiedrager als gas of vloeistof

Wat is waterstof?

Waterstof is een soort gas en gassen zijn energiedragers. Energiedragers kunnen ingezet worden om energie in op te slaan, te vervoeren en vervolgens af te geven om te gebruiken.

Daarom is het interessant om mee te nemen als mogelijk duurzaam alternatief. Maar welke soort waterstof is een duurzaam alternatief? En hoe werkt het precies?

Waterstof is het meest voorkomend element in ons universum, er bestaan zelfs hele sterren uit alleen waterstof. Daarnaast is ook het lichtste gas dat we kennen.

Normaal is het gasvormig en spreken we over waterstof gas (H2), maar onder hoge druk en gekoeld wordt het vloeibaar. Vloeibare waterstof wordt gebruikt als een geconcentreerde vorm voor opslag in tanks.

Zoals bij elk gas neemt het opslaan als vloeistof minder ruimte in dan bij het opslaan als een gas. Gassen, en dus ook waterstof, zijn energiedragers. Per kg heeft waterstof een hoge energie dichtheid, bijna drie keer zo veel als aardgas. Daarnaast is het een onschadelijke stof.

Waterstof als energiedrager als gas of vloeistof
Niet explosief, wel brandbaar, maar pas als het in de juiste verhouding met zuurstof wordt gemengd en er een vlam bij komt.
Water bestaat uit H2 (waterstof) en O (zuurstof).
Het maken van waterstof kost ook energie

Waterstof voor energie

Waterstof is een gas dat je kunt omzetten naar elektriciteit zonder CO2-uitstoot. Het is namelijk gewoon van water gemaakt. Zuiver water bestaat uit twee delen: waterstof en zuurstof, ofwel H2O.

Door middel van een scheikundig proces, kun je de zuurstof van de waterstof scheiden. Als je waterstof vervolgens weer in aanraking brengt met zuurstof, komt er heel veel energie vrij.

Bijvoorbeeld om een auto mee te laten rijden, een huis te verwarmen of een laptop op te laden. En dat  zonder uitstoot, het enige restproduct is water.

Maar waterstof is een energiedrager, geen energiebron. Er is energie nodig om het te maken: de H2 van de O te scheiden.

Verschil tussen blauwe en grijze waterstof

Is waterstof duurzaam?

Vrijwel alle waterstof die op dit moment wereldwijd wordt geproduceerd, is zogeheten ‘grijze waterstof’. De productie gebruikt aardgas om de waterstof (H2) lost te koppelen van de zuurstof (O).

Het aardgas stoot hierbij CO2 uit wat in de lucht terecht komt. Daarom is deze waterstof dus niet compleet groen, er is ook nog blauwe waterstof.

Blauwe waterstof betekent dat de CO2 die vrijkomt bij het proces van ‘grijze waterstof’ grotendeels (80 tot 90%) wordt afgevangen en opgeslagen in bijvoorbeeld lege gasvelden onder de Noordzee.

Op dit moment wordt nog nergens in de wereld blauwe waterstof op grote schaal geproduceerd.

Bijna alle waterstof van dit moment is 'grijze waterstof'
Is er ook groene en duurzame waterstof
Groene waterstof past bij om, want alleen elektrolyse kan elektriciteit omzetten naar waterstof om dit op te slaan.
Is er ook groene en duurzame waterstof

Groene waterstof

Groene waterstof‘ is waterstof die is geproduceerd met duurzame energie. Deze ‘groene waterstof’ komt voor uit elektrolyse, water (H2O) via groene elektriciteit gesplitst in O2 (zuurstof) en H2 (waterstof) door het water onder stroom te zetten.

Op dit moment zijn wij in Nederland druk bezig om deze manier van water splitsen op grote schaal uit te voeren, door te experimenteren met elektrolysers van megawattschaal. Op deze manier zou de productie van ‘groene waterstof’ veel hoger zijn!

Waterstof is niet zomaar in te zetten
Het kan opgeslagen worden en door de gasleidingen, maar het kost nog veel energie om dit te doen.
Waterstof is niet zomaar in te zetten

Voor- en nadelen van waterstof

Het belangrijkste voordeel van waterstof is dat je het kunt opslaan. Op dit moment is de uitdaging van zonne- en windenergie dat het lastig op te slaan is en dat het weersafhankelijk is.

Om heel Nederland één dag van opgeslagen elektriciteit te voorzien, zijn voor miljarden euro’s aan accu’s nodig. Een alternatief is om overtollige groene energie om te zetten in waterstof en het op die manier op te slaan.

Het is alleen zo dat wanneer je elektriciteit gebruikt voor de elektrolyse van waterstof, je maar een rendement van maximaal 75 procent hebt. Dat betekent dat minimaal 25 procent van de opgewekte energie verloren gaat om er waterstof van te maken.

Het vervolgens terugzetten van waterstof naar energie geeft hetzelfde energieverlies. Dat is bijna de helft energieverlies, wat soms nog hoger kan liggen.

Een ander groot voordeel is dat we in Nederland een heel goed pijpsysteem hebben aangelegd om gas te vervoeren. En zo kan waterstof (in gasvorm) worden ingezet als vervanger voor aardgas.

Het gebruik via de oude gasleidingen heeft wel wat aanpassingen nodig. Waterstof is een erg licht gas, snel ontvlambaar en wordt in de mobiliteit onder drukken tot 700 bar toegepast.

Net als elk ander gas is het van belang om er bij productie, transport en gebruik voorzichtig mee om te gaan.

Waar heeft waterstof nut?

Toepassen van waterstof

Waterstof wordt nu voornamelijk gebruikt voor de productie van kunstmest. In de toekomst zou het ook gebruikt kunnen worden voor hoge temperatuur processen zoals staalproductie en in de chemische industrie.

Ook in vervoer kan het eventueel een rol spelen, bijvoorbeeld voor streekbussen die langere afstanden moeten overbruggen en waar elektrisch rijden (nog) geen oplossing is.

Waterstof voor bijvoorbeeld woonhuizen wordt door meerdere partijen nu bekeken. Een collectief warmtenet of een elektrische warmtepomp is voor nu nog een betere oplossing.

Vloeibare waterstof kan eventueel worden ingezet als energieopslag om het net te balanceren.

Waterstof heeft nut bij zwaar transport, grote industrie en luchtvaart waar nog geen goede elektrische oplossing is
Niet overal is waterstof zinvol
Vooral in steden kunnen het gasnetwerk en de huishoudens heel goed gestructureerd over gaan op waterstof.
Niet overal is waterstof zinvol

Waterstof, maar voor welke landen?

Noorwegen, Australië, Marokko, Chili, Saudi-Arabië, China en Japan zijn erg actief met waterstof. Hiervan hebben enkele landen goedkope duurzame energie uit wind, zon of waterkracht tot hun beschikking om groene waterstof te produceren.

Japan is voor deze manier van energievoorziening afhankelijk van import, waardoor zij vooral over grijze waterstof beschikken. Zij spelen wel een belangrijke rol in de ontwikkeling van deze technologie.

Nederland heeft een goede positie mede dankzij onze kennis van gas en elektrolyse technologie, de grote windenergie potentie op de Noordzee, het netwerk aan gasleidingen en de energieintensieve industrie die moet verduurzamen.

 

Volledig duurzaam Nederland, dat willen wij allemaal.
Nederland en waterstof

Komt groene waterstof in Nederland

Bij om | nieuwe energie zien wij graag een zo duurzaam mogelijk Nederland. Nederland heeft plannen om in 2050 een compleet duurzaam energie- en grondstofsysteem te hebben.

Daarvoor wil Nederland gebruik maken van waterstof als energiedrager. Er wordt al waterstof geproduceerd en gebruikt in Nederland, maar dit is allemaal grijze waterstof.

In het klimaatakkoord dat Nederland heeft getekend staan de doelstellingen over de inzet van waterstof:

  • In 2025 kan er in Nederland ongeveer 75.000 ton waterstof geproduceerd worden uit water. Hiervoor is een elektrolysecapaciteit van 500 megawatt nodig. Dat is bijvoorbeeld genoeg om 600.000 waterstofauto’s een heel jaar te laten rijden. Het streven is om in 2025 ook 50 waterstoftankstations te hebben.
  • In 2030 is de elektrolyse-capaciteit minimaal 6 keer zo hoog, namelijk 3 à 4 gigawatt, en rijden er 300.000 auto’s op waterstof.

Nederland is dus op papier bezig met de verduurzaming van het energie- en grondstofsysteem. Wilt u alvast beginnen met duurzame energie, bekijk dan hier hoe u kan helpen! U kunt hier meer informatie vinden over waterstof!