Groen Nieuws
Image default

De energietransitie waterstof heeft de toekomst!

De energietransitie

Om aan het Klimaatakkoord van Parijs te voldoen, wordt er als beleidsdoel van de internationale gemeenschap de energietransitie als meest relevant gesteld. Met de energietransitie wordt bedoeld; de overgang van fossiele brandstoffen naar volledig duurzame energiebronnen zoals zonne-, en windenergie.
Aardgas verdwijnt

Aardgas is niet duurzaam

Aardgas is niet duurzaam en raakt ooit op. Omdat het een fossiele brandstof is, is er in 2018 al een stop op de aanleg van het aardgasnetwerk gelegd. Dit is nu op een aantal nieuwbouwwijken van toepassing. Volgens deskundige mag het aardgas aardgasnetwerk niet verder uitbreiden. In 2050 moet de uitstoot van Co2 veroorzaakt door fossiele brandstoffen, naar nul zijn terug gebracht. Vanaf 2035 zijn er dan ook alleen nog maar elektrische auto’s of auto’s die op waterstof rijden te koop.

Duurzame energie

Met extra windmolen parken op zee en zonnepanelen op het land, kan je voldoende energie opwekken. Het grootste probleem hierbij is dat er pieken en dalen zitten in de energie toevoer. Dit komt doordat het afhankelijk is van weersinvloeden. Daarbij is het niet mogelijk om de groene energie op te slaan in een accu waardoor het meteen gebruikt moet worden. Er zijn namelijk niet genoeg accu’of alternatieven om deze energie op te slaan. Echter is het wel mogelijk om de stroom te gebruiken om waterstof gas te produceren, dit kan daarentegen wel worden opgeslagen in vloeibare vorm.

Waterstof

Waterstof kun je zelf op een eenvoudige manier opwekken, door twee elektroden in het water te steken. Wanneer er door de elektroden elektriciteit loopt, zal er een proces plaatsvinden dat elektrolyse wordt genoemd. De watermoleculen gaan zich splitsen tot waterstof en zuurstof, waardoor waterstof ontstaat. Hier zitten echter ook nadelen aan, namelijk: omzetting van stroom naar waterstof kost energie, maar ook van waterstof naar stroom, zoals bij waterstofauto’het geval is, geeft dit energie verlies.

Het voordeel hiervan is echter dat: indien de stroom die gebruik wordt van duurzame energie bronnen afkomstig is, zou dit een duurzame manier zijn om waterstofgas te produceren. Waterstof gas kan tijdelijk opgeslagen worden om te gebruiken voor stroom op te wekken indien er een tekort is. Hierdoor worden kernenergie, kolen en gascentrales overbodig om het stroomnet stabiel te houden.

Andere manieren om waterstofgas te produceren

Omdat elektrolyse duur is, maakt men vaak ook gebruik van een ander niet duurzaam proces om waterstof te produceren. Bij bijna alle commercieel verkrijgbare waterstof wordt namelijk gebruik gemaakt van andere chemische processen om waterstof op te wekken zoals in de industrie. Door ‘stoom-reforming ’, wordt aardgas en stoom samengevoegd en verhit tot 850 graden Celsius. Hierna wordt de druk opgevoerd tot 25 bar waardoor er een splitsing plaatsvindt. Door middel van stoom te splitsen in waterstof en koolstof ontstaat CO2, die evengoed zorgt voor de opwarming van de aarde.

Afvangen van Co2

Door het afvangen van Co2 (opvangen van afvalgassen als Co2) en de Co2 door pijp leidingen door te voeren naar oude gasvelden, kan je ook fossiele brandstoffen als kolen en gascentrales, maar ook waterstof centrales groen maken. Ze leveren groene stroom omdat er geen uitlaatgassen vrij komen. Hierdoor wordt een verdere opwarming van de aarde voorkomen. Indien het waterstofgas niet opgevangen wordt in aardlagen die van nature afgesloten zijn, heeft het geen nut om het waterstof te fabriceren aangezien het nog steeds vervuilend is. De andere manieren van waterstof gas produceren uit bijvoorbeeld aardgas, geven veel Co2 af en blijven een niet duurzame manier om waterstofgas te produceren, zolang er niet afgevangen wordt.

*Het is mogelijk om afvalstoffen op te vangen en dit te lozen in de grond, hiervoor kunnen voormalige gasbubbels gebruikt worden tot er een beter alternatief komt.

Waterstof auto of elektrische auto

Auto’die lopen op waterstof, doen momenteel niet onder voor auto’die rijden op fossiele brandstoffen. Beiden vervuilen doordat er bij de productie van waterstofgas fossiele brandstoffen worden gebruikt. Het is dus niet waar dat er waterdamp uit de uitlaat komt en het daarom duurzaam is. Waterstof wordt echter al voor langere tijd gebruikt voor de industrie en bijvoorbeeld heftrucks, maar blijft vervuilend.

Nadeel accu. Alleen de duurste elektrische auto halen een bereik van zo kilometer op één laadbeurt. Het opladen met een snel-lader duurt al gauw meer dan een uur. Gelukkig komen er steeds meer laadstations langs de wegen en de meeste mensen kunnen hun auto ’nachts thuis op het lichtnet aansluiten.

Voordeel van waterstof

Om te beginnen zijn er momenteel nog bijna geen tankstations waar je waterstof kan tanken in Europa. Maar een tankbeurt met waterstofgas duurt slechts 3 minuten en zorgt ervoor dat er ongeveer 500 km verder gereden kan worden. De waterstof is de energiedrager. In een brandstofcel wordt de waterstof samengevoegd met de zuurstof en vormt water en elektriciteit. De elektriciteit wordt gebruikt voor de elektromotor. Hiermee worden de nadelen van de elektrische auto waaronder; lang laden en kleine actieradius weggenomen. Waterstof wordt gewonnen door elektrolyse uit water, hierbij wordt water opgedeeld in waterstof) en zuurstof). Bij samenvoeging in de brandstofcel komt er weer elektriciteit vrij en is het restproduct weer gewoon water.

Waterstof opwekken op een duurzame manier

Kortom; rijden op waterstof is in principe schoon indien het op een duurzame en schone manier wordt geproduceerd. Waterstof is als energiedrager twee tot drie keer efficiënter dan conventionele brandstoffen. Je kan grotere afstanden overbruggen, omdat je met waterstof relatief minder volume nodig hebt voor de zelfde afstand bijvoorbeeld benzine. Daarbij komt dat de verbranding relatief schoon is en het opladen rond de 3 minuten ligt.

Schone waterstof opwekken

De methode om waterstof te produceren met behulp van stoom en vergassing is dus milieu vervuilend en de vrijgekomen zorgt er dus voor dat de opwarming van de aarde alleen maar toeneemt. In Europa is elektrolyse de meest kostbare manier, echter is dit dan ook de meest toegepaste methode. Indien we groene elektriciteit gebruiken van windmolens of zonnepanelen, dan zouden we eenvoudig waterstofgas kunnen produceren door deze groene stroom door water te leiden, waardoor waterstof als gas vrijkomt.

Waterstof kan een duurzame energiebron zijn

Momenteel wordt het grootste gedeelte van de waterstof nog gemaakt met behulp van fossiele brandstoffen. Het wordt gewonnen uit aardgas of een andere fossiele brandstof.

Om uit water, waterstofgas te winnen is er veel energie nodig en momenteel zijn daar onvoldoende windmolens voor gebouwd om een groot wagenpark te voorzien van waterstofgas.

Waterstof voor huishoudens

Om waterstof in huishoudens te gebruiken kan het gewone gasleiding netwerk gebruikt worden. Er hoeft geen nieuwe infrastructuur worden gebouwd, waardoor de overstap van gas naar waterstof geen grote kosten met zich mee brengen.

Alleen de bestaande gasketels en branders die worden gebruikt in huis moeten worden aangepast. Zo heeft waterstofgas bij verbranding meer zuurstof nodig en moeten de branders grotere gaatjes hebben.

Wat zijn de toekomstplannen?

De Technische Universiteit Delft investeert veel in onderzoek naar waterstof als energiedrager. In januari 2017 is de HydrogenCouncil opgericht, waartoe Total, Bosch, Siemens, Shell, BMW Group toe behoren. Ook deze groep ziet waterstof als een belangrijk onderdeel van onze transitie naar duurzame energie.

Zijn er ook nog nadelen aan waterstof?

Waterstof lijkt nu één groot succesverhaal. Dat beeld moeten we toch even bijschaven, want er kleven heus ook nadelen aan. Het is ten eerste nogal duur om synthetisch gas te maken van waterstof en dit te gebruiken voor onze gasvoorziening.

Nog een groot nadeel is het rendement van waterstof als energiedrager, dit is 50 procent. Eerst moet groene stroom omgezet worden naar waterstof, dan onder hoge druk opgeslagen worden en daarna wordt het weer omgezet naar groene stroom. Dit kost veel energie, waardoor een kilowattuur stroom aan het einde van de hele reis uiteindelijk de helft minder kWh oplevert.

Conclusie

Kortom waterstof is op vele manieren in te zetten: voor alle grotere vervoersmiddelen, voor de productie van gas dat kan gebruikt worden in huishoudens en voor het opslaan van reserves, om groene stroom te leveren indien er een tekort is. Voor grote organisaties zijn dit genoeg redenen om hierin te investeren. Ook zal waterstofgas een belangrijke positie innemen bij de energietransitie. Dit komt voor uit het feit dat de fossiele brandstoffen steeds verder opraken en daardoor dus duurder worden. Steeds grotere bedrijven zullen kiezen voor de overstap op duurzame energie aangezien dit volgens vele economen een duurzame en slimme investering zal zijn. Dit zal dan ook worden toegepast, niet alleen in het transport maar ook als energiebron voor dagelijks gebruik.

Door: Guido Sparreboom
Beeld: Groen Nieuws

Zeespiegel stijgt en eilanden overspoelen

Guido Sparreboom

De opwarming van de aarde toegenomen

Guido Sparreboom

Nederland heeft zijn klimaatakkoord zo goed als klaar

Guido Sparreboom

We gebruiken functionele en analytische cookies om uw ervaring op onze website te verbeteren. Gaat u hiermee akkoord? Ja, ik ga akkoord Details