Waterstof: de energie van de toekomst?
De Nederlandse overheid heeft aangekondigd fors te investeren in de opschaling van waterstof, een energiebron die een sleutelrol kan spelen bij de zoektocht naar een klimaatneutraal energiesysteem en een duurzame industrie. Maar wat betekent dat precies? En hoe past waterstof in ons dagelijks leven? In dit artikel duiken we dieper in de wereld van waterstof.
Nederland en Europa hebben grote waterstofambities. Om deze ambities te realiseren, is een doortastend beleid nodig dat zich richt op zowel de aanbod- als de vraagkant van waterstof. Het kabinet heeft aangekondigd de waterstofmarkt te willen opschalen door middel van subsidies voor elektrolyse, een proces dat nodig is om groene waterstof te produceren. Daarnaast wil het de industrie stimuleren om vanaf 2026 steeds meer hernieuwbare waterstof te gebruiken. Hiervoor is maar liefst 9 miljard euro gereserveerd in het Klimaatfonds.
Ook lezen: Lithium, waterstof, stikstof: hoe kunnen we groene stroom opslaan?
©AddMeshCube
Wat is waterstof?
Waterstof is het lichtste en meest voorkomende element in het universum. Het is een kleurloos, geurloos en niet-toxisch gas dat kan worden gebruikt als een schone, duurzame energiebron. Waterstof kan worden geproduceerd uit verschillende bronnen, waaronder aardgas, biomassa en water. Het proces waarbij waterstof wordt geproduceerd uit water wordt elektrolyse genoemd.
Elektrolyse speelt een cruciale rol in de productie van groene waterstof. Tijdens dit proces wordt water (H₂O) door middel van elektriciteit gesplitst in waterstof (H₂) en zuurstof (O₂). Als deze elektriciteit afkomstig is van hernieuwbare bronnen, zoals wind- of zonne-energie, spreken we van groene waterstof. Dat is de meest duurzame vorm van waterstofproductie, omdat er geen tijdens het proces CO₂ wordt uitgestoten.
De toekomst van waterstof in Nederland
In het Klimaatakkoord is afgesproken dat Nederland in 2030 ten minste 4 gigawatt aan elektrolysecapaciteit heeft. Dat betekent dat we in staat moeten zijn om een aanzienlijke hoeveelheid groene waterstof te produceren. Het streven is om deze capaciteit in 2032 te verhogen naar 8 gigawatt. De haalbaarheid hiervan zal afhangen van de uitrol van windenergie op zee, de uitbreiding van de energie-infrastructuur en de vraag naar elektriciteit van gebruikers zoals de industrie.
Het kabinet zet in op het vergroten van het aanbod van hernieuwbare waterstof. Hiervoor worden verschillende subsidies beschikbaar gesteld. Boven op de bestaande subsidies voor elektrolyse, zoals SDE++ en IPCEI, stelt het kabinet in 2024 nog 1 miljard euro extra beschikbaar. Voor de jaren daarna reserveert het kabinet 3,9 miljard euro voor de opschaling van hernieuwbare waterstof.
Het Programma Energiehoofdstructuur zal ervoor zorgen dat er plekken in Nederland worden aangewezen voor elektrolysers, ook wel waterstoffabrieken genoemd. Daarnaast wordt er 300 miljoen euro subsidie verleend onder het H2Global-initiatief, wat de import van waterstof richting Noordwest-Europa een grote boost geeft. Het kabinet werkt bovendien aan de nodige infrastructuur voor transport en opslag van waterstof.
Waterstof in de industrie en het vervoer
Het gebruik van waterstof in de industrie en in het vervoer wordt gestimuleerd met zowel subsidies als verplichtingen. Het kabinet wil dat de industrie steeds meer hernieuwbare waterstof gaat gebruiken. Daarnaast wil het de investeringen die noodzakelijk zijn voor het gebruik van hernieuwbare waterstof aantrekkelijker maken. Daarom wordt de invoering van subsidies voor waterstofgebruikers die de kosten voor ombouw van installaties of het gebruik van hernieuwbare waterstof moeten dekken, verkend.
Waterstof kan een belangrijke rol spelen in de industrie, met name in sectoren die moeilijk te elektrificeren zijn vanwege de aard van hun processen en de hoeveelheid energie die ze nodig hebben.
Zware industrie: Sectoren zoals de staal- en cementindustrie hebben enorme hoeveelheden energie nodig voor hun productieprocessen. Er zijn extreem hoge temperaturen nodig, die moeilijk te bereiken zijn met elektriciteit. Waterstof kan hier als brandstof dienen, waardoor deze industrieën hun CO₂-uitstoot kunnen verminderen.
Chemische industrie: In de chemische industrie wordt waterstof al op grote schaal gebruikt als grondstof, bijvoorbeeld bij de productie van ammoniak voor kunstmest. Het vervangen van grijze waterstof (geproduceerd uit aardgas) door groene waterstof kan de CO₂-uitstoot in deze sector flink verminderen.
Transportsector: Vooral in het zware transport, zoals vrachtwagens, schepen en vliegtuigen, is elektrificatie een uitdaging. Batterijen zijn vaak te zwaar of hebben niet genoeg bereik voor deze toepassingen. Waterstof kan hier een oplossing bieden, omdat het een hoge energiedichtheid heeft en snel kan worden bijgetankt.
Verwarming: In gebieden met een koud klimaat kan het verwarmen van gebouwen met elektriciteit inefficiënt en duur zijn. Waterstof kan een alternatief bieden voor aardgas in deze toepassing.
©Evgenii & Karina Gerasimovi
De voordelen van waterstof
Waterstof heeft verschillende voordelen ten opzichte van andere duurzame energie-oplossingen. Ten eerste kan waterstof worden opgeslagen en vervoerd, waardoor het een stuk flexibeler is dan bijvoorbeeld elektriciteit. Het is vooral handig voor seizoensopslag, omdat het kan helpen om de schommelingen in de productie van hernieuwbare energie op te vangen.
Ten tweede kan waterstof (zoals hierboven uitgelegd) worden gebruikt in sectoren die moeilijk te elektrificeren zijn, zoals de industrie en het zware transport. Hier kan waterstof een belangrijke rol spelen in het terugdringen van de CO₂-uitstoot.
Tot slot kan waterstof bijdragen aan de stabiliteit van het elektriciteitsnet. Door overschotten aan hernieuwbare energie om te zetten in waterstof, kan het als een soort buffer fungeren.
De nadelen van waterstof
Hoewel waterstof veel potentieel heeft, zijn er ook uitdagingen. Allereerst is de productie van groene waterstof momenteel nog relatief duur en energie-intensief. Daarnaast is de infrastructuur voor transport en opslag van waterstof nog beperkt.
Daarnaast is er een risico op lekkage van waterstof, wat kan leiden tot veiligheidsproblemen. Waterstof is een zeer licht en klein molecuul, waardoor het gemakkelijk kan ontsnappen uit opslag en transport. Het is zeer brandbaar en kan bij menging met lucht explosieve mengsels vormen. Als er een ontstekingsbron aanwezig is, kan dat leiden tot een brand of explosie.
Bovendien wordt waterstof onder hoge druk opgeslagen, wat bij een lek kan leiden tot een krachtige straal van gas die schade kan veroorzaken. Ook kan waterstof bepaalde metalen broos maken, wat kan leiden tot scheuren en falen van de materialen die worden gebruikt in opslag- en transportinfrastructuur.
