Alles over energie in Brussel. Een initiatief van Sibelga
nl menu
Logo energids

Wat is de rol van waterstof in de energietransitie?

Laatst bijgewerkt op 28 januari 2021

In het nieuwe energielandschap zal elektriciteit waarschijnlijk de hoofdrol spelen. Er is echter één groot nadeel: stroom opslaan en vervoeren is moeilijk, duur en vervuilend.

Daarom wordt volop ingezet op nieuwe manieren om elektriciteit te stockeren. Door het om te zetten in waterstof, bijvoorbeeld...

Wat is waterstof?

Waterstof is het meest voorkomende chemische element in het universum. In zijn gasvormige moleculaire vorm H2 (diwaterstof) is uiterst interessant als energiedrager.

H2 is echter niet als dusdanig op aarde te vinden. Kortom, er bestaan geen bronnen waar je zomaar waterstof kan ‘oppompen’. Wie waterstof wil, zal het gas moeten maken.

Waarom is er zo veel belangstelling voor waterstof?

Waterstof is geen onbekende. Het gas werd al in de jaren twintig van de vorige eeuw gebruikt om zeppelins te vullen. Vandaag de dag wordt het op grote schaal gebruikt in de chemische en petrochemische industrie.

België heeft 613 km ondergrondse waterstofleidingen, het langste netwerk in Europa. Het loopt onder meer door Antwerpen, Zeebrugge, Gent, Brussel en Charleroi. En het is verbonden met de netwerken van de aangrenzende landen.

Als iedereen het vandaag over waterstof heeft, dan is dat omdat H2 het ultieme koolstofvrije gas is: het bevat helemaal geen koolstof en bij verbranding komt er alleen water vrij, dus geen vervuilende stoffen.

Waterstof kan:

  • worden gebruikt als brandstof (bijv. auto's, vrachtwagens, bussen, boten, maar ook satellieten)
  • worden gebruikt als brandstof in een mengsel met gas
  • tegelijkertijd elektriciteit en warmte produceren.

Hoe wordt waterstof gemaakt?

Vandaag de dag onderscheiden we:

  • grijze waterstof, waarvan het productieproces CO2-emissies genereert
  • blauwe waterstof, dat op dezelfde manier wordt geproduceerd, maar dit keer met heropname van de CO2;
  • groene waterstof, geproduceerd zonder CO2-uitstoot, uit hernieuwbare bronnen.

’Grijze’ waterstof : op basis van aardgas of elektriciteit

Momenteel wordt waterstof voor 95% vervaardigd uit niet-hernieuwbaar, fossiel aardgas. Waterstof kan ook worden geproduceerd met elektriciteit, d.m.v. elektrolyse. Hierbij wordt water gescheiden in zijn twee componenten: zuurstof en waterstof.

Als de gebruikte elektriciteit niet uit hernieuwbare bronnen afkomstig is, is de geproduceerde waterstof uiteraard evenmin hernieuwbaar. En bij de productie ervan komt dus indirect CO2 vrij. Bijvoorbeeld in de gas- of kolencentrale die werd gebruikt om elektriciteit te maken voor elektrolyse.

Blauwe waterstof is hetzelfde, met één verschil: hierbij wordt de CO2 afgevangen en opgeslagen in lege gasvelden.

’Groene’ waterstof : op basis van groene stroom

Als waterstof wordt gemaakt met groene, hernieuwbare energie, komen er geen vervuilende stoffen kijken bij het productieproces. En het verbuik van waterstof is sowieso in geen geval vervuilend.

Wat zijn de vooruitzichten voor waterstof? 

Opslag van overtollige groene stroom

Waterstof biedt een veelbelovend antwoord op het grote probleem van de hernieuwbare energiebronnen (zon, wind, waterkracht). Die zijn immers niet continu beschikbaar, variabel en onvoorspelbaar. Maar wat te doen met de overtollig geproduceerde energie van hernieuwbare bronnen. Ideaal zou zijn om:

  • die energie op te vangen (met meer zonnepanelen, windturbines, enz.) en op te slaan door het maken van waterstof;
  • als de wind is gaan liggen of de zon afwezig is, zouden we die gestockeerde waterstof weer kunnen omzetten in energie, met behulp van een brandstofcel.
Kortom, waterstof is geen energiebron, maar een energiedrager, zoals een batterij of een stuwmeer.

Omzetten van elektriciteit in verwarmingsgas

Waterstof kan ook gewoon met aardgas uit het distributienetwerk gemengd worden en vervolgens gebruikt worden in normale apparatuur. Tot ongeveer 6% waterstof zijn geen wijzigingen aan het netwerk  of de apparatuur nodig.  Met aanpassingen zouden we echter tot 20% kunnen gaan.

Waterstof creëert zo een brug tussen het elektriciteits- en gasnet. Het biedt de mogelijkheid om de ene energievorm om te zetten in de andere. Maar het kan een oplossing zijn voor de variabele beschikbaarheid van hernieuwbare energiebronnen.

Wereldwijd worden projecten uit de grond gestampt en ook de Europese Unie steunt het waterstofonderzoek actief.

In Brussel lanceerde Sibelga met haar partners het project Hydrogen to Grid National Living Lab. In dit laboratorium zullen allerhande testst gebeuren met groene waterstof,  pijler van de energietransitie.

Brandstof voor waterstofvoertuigen

We zijn nog ver verwijderd van meer waterstoftankstations in ons land. Het is zelfs moeilijk om een waterstofauto te kopen en ze zijn erg duur. Maar Duitsland,  land van autofabrikanten, zijn al zo'n zestig stations in bedrijf.

Waarom wordt waterstof nog niet op grote schaal geëxploiteerd?

De techniek om waterstof met elektriciteit te produceren, is al meer dan 200 jaar bekend. Maar tussen een schitterende laboratoriumervaring en een winstgevend economisch gebruik ligt nog een hele kloof ...

Het H2 -atoom is erg klein en waterstof is erg licht

Waterstof opslaan, is moeilijk: het atoom is zo klein dat het door metalen tanks gaat. Bovendien maakt het metaal broos.

Daarnaast is waterstof zo licht dat een enorme druk nodig is om er een voldoende voorraad van op te bouwen. Of we moeten het gas vloeibaar maken bij -253 °C. Voor het onder druk zetten of vloeibaar maken, is energie nodig – een bijkomende bron van energieverbruik.

Omzetting gaat gepaard met verliezen

Wanneer waterstof wordt geproduceerd met elektriciteit of andersom leidt het proces tot aanzienlijke verliezen: na de twee bewerkingen houden we lang niet meer de oorspronkelijke hoeveelheid elektriciteit over.

We verliezen eigenlijk meer dan de helft: 25% in de elektrolyse en opnieuw ongeveer 50% in de brandstofcel, althans met de huidige technologieën.

Dat verlies zal alleen aanvaardbaar zijn wanneer zeer grote hoeveelheden hernieuwbare elektriciteit beschikbaar zijn tegen zeer lage kosten. Of als we erin geslaagd zijn die verliezen te beperken.

Waterstof is licht ontvlambaar

Waterstof kan in een zeer breed scala van mengsels met lucht ontbranden (tussen 4 en 75%), wat niet het geval is bij aardgas, bijvoorbeeld: aardgas verbrandt alleen in een mengsel met lucht tussen 5 en 14%.

Mis onze nieuwe tips niet

Schrijf je in op onze nieuwsbrief en krijg maandelijks praktische energieweetjes.

Wij gebruiken je e-mailadres enkel voor onze nieuwsbrief. Beloofd! Lees er alles over in ons privacybeleid.

Vond u dit artikel nuttig?
Hoe kan dit artikel beter volgens u?

Wij gebruiken je e-mailadres enkel voor onze nieuwsbrief. Beloofd! Lees er alles over in ons privacybeleid.

Tips om energie te besparen!

Wij gebruiken je e-mailadres enkel voor onze nieuwsbrief. Beloofd! Lees er alles over in ons privacybeleid.