En toen was het 2018…over waterstof gesproken..

Nederland wil in het jaar 2050 een volledig duurzame energievoorziening. De energievoorziening dient bovendien betaalbaar en betrouwbaar te zijn voor consumenten en voor bedrijven. Hoe de invulling van het volledig duurzame energieplaatje er in 2050 uit zal zien, is nu nog moeilijk te zeggen. Waarschijnlijk zullen technologieën die nog moeten worden ontwikkeld een voorname rol spelen. Veel zal ook afhangen van hoe de kostenontwikkeling van de verschillende opties zal uitpakken. Ervaringen uit het verleden tonen dat het buitengewoon lastig is om relevante trends in de energiemarkt tijdig te onderkennen, laat staan te voorspellen.

Energieverbruik en Energiewinning in Nederland

Het grootste deel van het Nederlandse Energiegebruik komt voort uit het genereren van warmte (44%). Voor warmteopwekking wordt in Nederland voornamelijk aardgas gebruikt, ca. 75% wordt met aardgas vervuld. De aardgasproductie uit Nederlandse bronnen zal in de toekomst dalen, het Groningse aardgas raakt op en zorgt tevens voor hevige maatschappelijke discussie. Voor de Nederlandse overheid betekent het winnen van gas nu nog ca. 10 miljard aan baten per jaar. Ook zorgt de gassector direct en indirect voor veel werkgelegenheid. Gezien de uitdaging van een veranderend energiesysteem en in de toekomst afnemende gasinkomsten wordt nagedacht over de rol van gas in de Nederlandse Energietransitie; is Waterstof wellicht een optie?

Wat is waterstof?

Waterstof is een gas dat niet, zoals aardgas, uit de grond gehaald kan worden. Het moet geproduceerd worden. Dit gebeurt onder meer via elektrolyse, een proces waarbij water omgezet wordt in waterstof en zuurstof door toediening van een elektrische stroom. Dat is het omgekeerde van de reactie die in een brandstofcel plaatsvindt. De reactie is 2 H₂O → O₂ + 2 H₂.
Waterstof kan ook worden geproduceerd uit fossiele brandstof, bijvoorbeeld aardgas. Methaan (CH₄) wordt in dit geval via reforming omgezet in H₂ en CO₂.
De CO₂ kan – in theorie – worden afgescheiden en ondergronds, in bijvoorbeeld een leeg aardgasveld, worden opgeslagen. In dat geval draagt de inzet van aardgas niet of heel weinig bij aan de uitstoot van CO₂ naar de atmosfeer. Waterstof kan ook uit biomassa worden gemaakt. Wanneer ook bij dit proces de vrijkomende CO₂ wordt afgescheiden en ondergronds opgeslagen, is het zelfs mogelijk om tot een negatieve emissie van CO₂ te komen: het halen van CO₂ uit de atmosfeer en het vastleggen van deze CO₂ op aarde.

Normen/normalisatie

ISO is internationaal het normalisatieplaform, voor Europa is dat het CEN en voor Nederland het NEN. Op 24 september 2018 is de aftrap gegeven voor het oprichten van een Waterstof Normalisatieplatform, bij het NEN in Delft. Natuurlijk gaat van Empel Inspecties en Advisering haar bijdrage en expertise leveren bij dit platform. Daarnaast bekleden we al de rol van vice-voorzitter in normcommissie 349100-05, veiligheidseisen gas- en oliegestookte installaties.

Waterstof, de voor- en nadelen

• Waterstof vanuit politiek belang (milieu), niet vanuit economisch belang.
• Onze huidige energievoorziening bestaat uit 80% moleculen (gas) en 20% elektronen (elektriciteit).
• Transport van moleculen (gas) is ruim 10x efficiënter dan elektronen, vanuit dat oogpunt is ‘gas’ een groot voordeel.
• Opslag elektronen erg lastig en kostbaar (accu’s e.d.), daarentegen is opslag van ‘gas’ erg eenvoudig. Gasopslag is ongeveer 1000x goedkoper dan elektriciteitsopslag.
• Ons huidige gasnet is geschikt te maken voor waterstof.
• Bij verbranding en hogere temperaturen worden ook stikstofoxiden ed gevormd, ervaringen in de diversiteit aan toestellen is hierin nog niet opgebouwd. De totale hoeveelheid aan schadelijke uitstoot zal in ieder geval sterk reduceren.
• Vlam bij 100% verbranding van waterstof niet zichtbaar, waardoor deze niet is te detecteren met een ionisatiepen en/of UV-cel.
• Waterstof is net zoals aardgas reukloos dus toevoeging (oderant) noodzakelijk.
• Waterstof kent een groter explosiegebied dan aardgas, daarentegen stijgt het sneller op in lucht. Het is onduidelijk of dit voor- en nadeel elkaar wellicht opheffen.
• Meer volume waterstof nodig dan aardgas om hetzelfde vermogen te leveren (gasmeter!).
• Waterstoftoestellen zijn mogelijk, dit biedt dus mogelijkheden.
• Transport van waterstof dient te geschieden met een 3x hogere snelheid dan aardgas, dichtheid is namelijk 10x lager. Over eventuele geluidseffecten is nog weinig bekend.
• Bij lekkage 25% meer uitstroom, onduidelijk of dit meer ongevallen met zich meebrengt?
• Aanpassing normen en normcommissies noodzakelijk.
• Indien de waterstof is geproduceerd met stroom die is opgewekt door verbranding van fossiele brandstoffen, is echter wel sprake van luchtvervuiling bij de energiecentrale, tenzij deze vervuilende stoffen (waaronder CO₂) worden afgevangen en opgeslagen. Indien de waterstof is geproduceerd met groene stroom, is geen sprake van luchtverontreiniging en in dat geval wordt er ook geen (CO₂), een belangrijk broeikasgas, geproduceerd.
• Waterstof heeft als tweede voordeel dat het quasi-onuitputtelijk is. Er kan altijd nieuwe waterstof gemaakt worden uit water, echter met behulp van energie.
• De voorraad fossiele brandstoffen (en zeker aardolie) daarentegen raakt langzamerhand uitgeput en nieuwe aardolie kan niet makkelijk gemaakt worden. Er moet dus gezocht worden naar een alternatief voor aardolie om de benodigde energie op te wekken.