Waterstof steeds vaker in beeld als belangrijkste energiedrager

Mogelijkheden zijn er, het momentum is er
De opwarming van de aarde gaat sneller dan voorspeld en dat betekent dat in een poging om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen de hele wereld aan de vooravond van een energietransitie staat. Maar wat wordt de brandstof van de toekomst? Voor Nederland elektriciteit, zoveel is duidelijk. Of die elektriciteit wordt opgewekt door wind, zon of waterstof is niet duidelijk, maar waterstof als energiedrager wint duidelijk aan belang. De reststof van door waterstof opgewekte elektriciteit is water en dat kan dus nooit een probleem zijn.
In 2030 sluiten de gasvelden in Groningen definitief en daarmee komt een mooi hoofdstuk in de (economische) historie van Nederland tot een einde. Toen in 1959 het gasveld in Slochteren werd ontdekt (2800 miljard m3) besloot de overheid over te stappen van het stoken van kolen of olie (heel soms stadsgas) naar aardgas. Dat betekende dat er in de jaren ’60 een vrijwel dekkende infrastructuur werd aangelegd. Zo’n 99% van de Nederlandse huishoudens werd op het aardgas aangesloten en onze energietoekomst zag er zonnig uit. Dat niet alleen, de enorme gasvelden droegen sterk bij aan de economische groei van Nederland. We hadden zoveel gas ter beschikking dat we het aan onze buren konden verkopen. Bovendien ontwikkelden we ons tot een mondiaal kenniscentrum op het gebied van gas en gasvervoer en dat zijn we nog steeds.
Waterstof
Dat het gebruik van fossiele brandstoffen een negatieve invloed heeft op ons klimaat is al decennia duidelijk. Het besef van de urgentie van het nemen van drastische maatregelen is pas van kortere duur. Dus gingen we experimenteren met het opwekken van elektriciteit door wind en zon. Die opbrengsten spelen een steeds grotere rol, maar het is volstrekt duidelijk dat alleen wind en zon onvoldoende dekking bieden voor de nog steeds toenemende vraag naar energie. Op dit moment wordt slechts een klein percentage van onze elektriciteit opgewekt door zonnepanelen en windmolens. De bulk wordt geleverd door kolen- en gascentrales. Het is de vraag of het verstandig is om die centrales – de modernste en dus minst vervuilende ter wereldwijd – overhaast te sluiten en als je dat al wilt doen in elk geval te zorgen voor voldoende compensatie. Zonnepanelen op alle daken! Goed plan, alleen kunnen de elektriciteitsmaatschappijen de zo ontstane piekbelastingen niet aan en zijn er opslagproblemen voor elektriciteit. Als het hard waait en de zon schijnt is het helemaal een probleem. Omgekeerd geldt hetzelfde. Nederland kent lange periodes zonder zonneschijn en wind, ook dan moet aan de energiebehoefte kunnen worden voldaan. Is er geen alternatief? Ja, kernenergie, maar dat is in Nederland onbespreekbaar. Dan heb je nog waterstof, dat is niet nieuw, de discussie over het eventuele belang van waterstof wordt al tientallen jaren gevoerd, maar waterstof staat de laatste tijd weer bovenaan de agenda. En dat is niet vreemd.
De praktijk
Zuiver waterstof (H2) komt niet voor in de natuur, het wordt gemaakt door de omvorming van fossiele brandstoffen (grijze waterstof) of door elektrolyse (groene waterstof). Dat laatste geval is interessant, want daar komt geen CO2 bij vrij. Elektrolyse is vrij eenvoudig, je stuurt elektriciteit door water en er ontstaat zuurstof en waterstof. Het proces is omkeerbaar, dus wanneer je zuurstof en waterstof bij elkaar brengt ontstaat er water en elektriciteit. Waterstof zelf is dus geen vorm van energie, het is een energiedrager, die via elektrolyse wordt omgezet in elektriciteit. Het eerste deel van het proces vindt plaats in zogeheten elektrolyzers. Als de benodigde elektriciteit voor het maken van waterstof is verkregen uit wind of zon is er sprake van groene waterstof. Die waterstof wordt opgeslagen, bijvoorbeeld in gasflessen, containers of – op grote schaal – in zoutcavernes, die nu ook al worden gebruikt voor de opslag van aardgas. Die opslag is nodig, omdat de vraag naar energie nooit stabiel is. Distributie van waterstof kan geschieden door de bestaande fijnmazige infrastructuur voor aardgas te gebruiken. Daar zijn wel wat aanpassingen voor nodig, maar die investeringen worden voor heel Nederland geraamd op zo’n 700 miljoen euro. Dat betekent dus dat je met eenzelfde operatie als uitgevoerd in de jaren zestig waterstof, net als aardgas toen, naar elk huishouden in Nederland kunt brengen. Een relatief kleine installatie zet in huis waterstof om in elektriciteit, het afvalproduct is water. Hoe mooi wil je het hebben, de combinatie van elektriciteit (uit wind of zon) en water zorgt voor waterstof. Hoe staat het met de veiligheid? H2 is het lichtste element uit het periodieke systeem. Komt waterstof vrij dan stijgt het met een snelheid van twintig meter per seconde op. Waterstof is net als aardgas brandbaar, maar het is veel veiliger dan fossiele brandstoffen.
Groningen
Hoe kan het dat er al zo lang over waterstof wordt gesproken, maar dat het onderwerp pas de laatste tijd weer serieus op de agenda staat? Dat heeft natuurlijk alles te maken met de noodzaak van een energietransitie. Fossiele brandstoffen zijn heel lang onaantastbaar geweest en er was bovendien meer dan voldoende voorhanden. Bovendien is er wereldwijd een enorme industrie omheen gebouwd. De belangen rond fossiele brandstoffen zijn dan ook groot, maar de afkeer voor het gebruik neemt wereldwijd ook toe. Het belang van omschakeling naar minder vervuilende brandstoffen is evident, dat kwartje is inmiddels ook bij energieleveranciers gevallen. Toch zijn er nog veel landen die de opwarming van de aarde ontkennen of toeschrijven aan andere oorzaken, vaak omdat ze economisch sterk afhankelijk zijn van de verkoop van die brandstoffen. De provincie Groningen heeft zich intussen opgeworpen als de logische locatie voor het grootschalig ontwikkelen en distribueren van waterstof. Die gedachtegang is logisch, men heeft er veel kennis over het omgaan met gassen. Groningen bevindt zich in de onmiddellijke nabijheid van de Noordzee en dus is er ook volop onderzeese infrastructuur voorhanden. Er is inmiddels een groot internationaal (Duitsland, Denemarken en Nederland) project gestart op de Doggersbank waar een enorm windpark wordt gebouwd dat een belangrijk rol kan spelen bij het maken van waterstof. Ook wordt er gekeken naar de mogelijkheden om boorplatforms te gebruiken bij de productie van waterstof, met de windenergie die op zee wordt gewonnen. Steeds meer boorplatforms voor olie en gas raken werkloos op de Noordzee (op termijn zijn het er 600), maar het afkoppelen en ontmantelen of wegslepen is een kostbare zaak. De geproduceerde waterstof kan via schepen of bestaande pijpleidingen naar het land worden afgevoerd. Nederland zou zo als producent en verkoper van waterstof zijn positie als energieverkoper kunnen herwinnen. Er is dus ook nog een duidelijk economisch belang.
Waterstof Coalitie
In 2018 werd de Waterstof Coalitie opgericht, een verband van 23 netbeheerders, energiebedrijven, onderzoeksinstellingen, milieuorganisaties en een aantal industriële bedrijven. De energietransitie is tot nu toe vooral gericht op het realiseren van duurzame elektriciteit, met wind en zon op land en in zee. Met het manifest van de brede Waterstof Coalitie wordt de noodzaak onderkend van het ontwikkelen van groene waterstof. Ze pleit in haar manifest voor een snelle en kostenverlagende groei van groene waterstof. Door een programmatische aanpak, zoals die ook succesvol door de overheid wordt gebruikt bij de ontwikkeling van windparken op zee. Van groot belang is dat de productiekosten van groene waterstof door middel van elektrolyse omlaag gaan. Op dit moment is groene waterstof (elektrolyse) een duurdere oplossing dan het grijze (aardgas) alternatief. Een forse kostenreductie van elektrolyse installaties, samen met een daling van de kosten van hernieuwbare elektriciteit, moet volgens de coalitie haalbaar zijn: in 2030 met circa twee derde bij een elektrolyse capaciteit van 3 tot 4 GW. Gasunie heeft de ambitie richting 2030 een landelijk dekkend hoofdnet voor waterstof te realiseren. Dat het onderwerp ook serieus op de mondiale agenda staat blijkt bijvoorbeeld uit het Japanse voornemen om de Olympische Spelen van 2020 geheel op waterstof te draaien. Ook wordt er gekeken naar de ontwikkeling van enorme zonne-installaties in de Sahara, Australië of Zuid-Amerika. Rusland ontwikkelt een systeem om waterstof te verkrijgen uit fossiele brandstoffen zonder CO2 als reststof. Nederland bevindt zich op dit moment in de kopgroep wat betreft kennis en ervaring. De mogelijkheden zijn er, het momentum is er, er zijn hobbels te nemen, maar die waren er begin jaren zestig ook. Dus aan de slag.