Ons werk

Tien dingen die je moet weten over waterstof

Het is momenteel alle hens aan dek om de klimaatdoelen te halen. De energietransitie heeft echt nog een flinke boost nodig. Waterstof kan hier een belangrijke bijdrage aan leveren. Samenwerking is essentieel om waterstof succesvol in te kunnen zetten om bijvoorbeeld bij te dragen aan: CO2-reductie in de industrie, e-fuels voor vliegtuigen en gebruik in de gebouwde omgeving. Maar er zijn investeringen nodig en er zijn vragen. Wat zijn de risico’s, wat zijn de gevolgen voor de burger? Wat betekent groene waterstof?

Meer weten over groene waterstof innovaties?

Lees meer

Lennart van der Burg, expert en business developer Waterstof bij ECN part of TNO geeft antwoord op tien prangende vragen over waterstof.

1. Wat is waterstof?

Waterstof is het meest voorkomend element. Onder normale omstandigheden is het gasvormig en spreken we over waterstof gas (H2). Waterstof is ook het lichtste gas dat we kennen, maar onder hoge druk heeft het per kg wel een hoge energie dichtheid van 120 megajoule (MJ). Dat is bijna drie keer zo veel als aardgas (45 MJ per kg). Het onder druk brengen (comprimeren) van waterstofgas kost echter ook de nodige energie (ongeveer 10%).

2. Wat is grijze en blauwe waterstof?

Vrijwel alle waterstof die op dit moment wereldwijd wordt geproduceerd is zogeheten ‘grijze waterstof’. De productie gebeurt op dit moment via Steam Methane Reforming (SMR). Hier reageert hoge druk stoom (H2O) met aardgas (CH4) met als resultaat waterstof (H2) en het broeikasgas CO2. In Nederland wordt op deze manier ongeveer 0,8 mln. ton H2 geproduceerd waarvoor vier miljard kuub aardgas wordt gebruikt en zorgt voor een CO2-emissie van 12,5 miljoen ton.

Men spreekt over ‘blauwe waterstof’ of ‘low carbon hydrogen' als de CO2 die vrijkomt in het proces van grijze waterstof grotendeels (80 tot 90%) wordt afgevangen en opgeslagen. Dit wordt ook wel CCS: Carbon Capture & Storage genoemd. Dat zou kunnen gebeuren in lege gasvelden onder de Noordzee. Op dit moment wordt nog nergens in de wereld blauwe waterstof op grote schaal geproduceerd.

3. Wat is groene waterstof?

Groene waterstof ook wel 'renewable hydrogen' genoemd, is waterstof die is geproduceerd met duurzame energie. De bekendste is elektrolyse waarbij water (H2O) via groene elektriciteit wordt gesplitst in waterstof (H2) en zuurstof (O2). In Nederland is een groot aantal partijen bezig te experimenten met deze elektrolysers op megawattschaal. Waterstof komt ook vrij bij het op hoge temperatuur vergassen van biomassa.

4. Wat is turquoise waterstof?

Waterstof geproduceerd uit aardgas via de zogeheten molten metal pyrolyse technologie wordt ‘turquoise waterstof’  of 'low carbon hydrogen' genoemd. Aardgas wordt door een gesmolten metaal geleid waarbij zowel waterstofgas vrij komt als ook vaste koolstof. Dit laatste kan een nuttige toepassing vinden in bijvoorbeeld autobanden. Deze technologie bevindt zich nog in het laboratorium en het duurt minimaal tien jaar voor de eerste pilotfabriek is gerealiseerd.

5. Wat zijn verdere fundamentele verschillen tussen blauw en groen?

Naast de manier van productie zijn er nog een aantal andere belangrijke verschillen waaronder:

  • Alleen groene waterstof geproduceerd via elektrolyse zorgt ervoor dat grote hoeveelheden duurzame elektriciteit geproduceerd op zee en op land goed ingepast kunnen worden in ons energiesysteem. Alleen elektrolyse kan namelijk flexibel (op afroep) elektriciteit omzetten naar waterstof om dit vervolgens op te slaan.
  • Daarnaast draagt de ontwikkeling van grootschalige elektrolyse bij aan de groeiende vraag naar elektriciteit en stimuleert hiermee de groei van duurzame energie.
  • Verder is er een verschil in kwaliteit. Groene waterstof kent een hogere zuiverheid en kan direct goed worden toegepast, bijvoorbeeld in de brandstofcel van een voertuig. Blauwe waterstof kent een lagere zuiverheid, voldoende voor industriële toepassing.
  • De productie van blauwe waterstof is een manier om op grote schaal en tegen relatief lage kosten de industrie te ‘decarboniseren’ oftewel de CO2 te reduceren.

6. Welke rol speelt waterstof in de energietransitie?

In onze huidige energiemix wordt ongeveer 20% geleverd in de vorm van elektriciteit en 80% in de vorm van aardgas of vloeibare fossiele brandstof (benzine, diesel). Door onze klimaatdoelstellingen gaat dit komende tijd sterk veranderen. Het aandeel elektriciteit geproduceerd door wind en zon zal sterk toenemen. Voor een aantal toepassingen zoals zwaar transport, hoge temperatuur processen in de industrie en in de luchtvaart, is er nog geen goede elektrische oplossing en blijft er behoefte aan een duurzaam gas. Hier kan waterstof een nuttige rol spelen. Daarnaast is waterstof belangrijk in de vorm van grootschalige opslag voor de momenten dat het windstil is en bewolkt.

7. Welke landen zijn ook bezig met waterstof?

Landen als Noorwegen, Australië, Marokko, Chili, Saudi-Arabië, China en Japan zijn erg actief met groene waterstof.  Belangrijkste reden is de grote (potentiële) beschikbaarheid van goedkope duurzame energie uit wind, zon of waterkracht om groene waterstof  te produceren. Uitzondering hierin is Japan dat voor zijn energievoorziening grotendeels afhankelijk is van import en een strategie heeft ontwikkeld om op grote schaal (groene) waterstof te importeren en zelf een belangrijke rol speelt in de technologie ontwikkeling. Nederland heeft een goede positie mede dankzij onze kennis van gas en elektrolyse technologie, de grote windenergie potentie op de Noordzee en de energie-intensieve industrie die sterk moet inzetten op verduurzaming.

8. Waarvoor gaan we waterstof gebruiken?

Waterstof is met name belangrijk voor de procesindustrie. Het wordt nu voornamelijk gebruikt voor de productie van kunstmest maar kan in de toekomst ook worden gebruikt voor hoge temperatuur processen zoals staalproductie waarvoor nu aardgas of kolen wordt gebruikt. Daarnaast gaat waterstof een rol spelen in de mobiliteit, bijvoorbeeld voor streekbussen die langere afstanden moeten overbruggen en waar elektrisch rijden geen oplossing is.

9. Wat betekent waterstof voor de burger?

Op korte termijn zal er niet heel veel te zien zijn. De toepassing van waterstof in bijvoorbeeld woonhuizen zal nog lang op zich laten wachten als dit al gebeurt. Voor het merendeel van de woningen biedt een collectief warmtenet of een elektrische warmtepomp een betere oplossing. In het verkeer zal het aantal waterstof auto’s (nu minder dan honderd) en het aantal waterstof tankstations (in 2018: 3) langzaam wel toenemen.

10. Wat zijn de risico’s?

Waterstof is een erg licht gas, snel ontvlambaar en wordt in de mobiliteit onder drukken tot 700 bar toegepast. Net als elk ander gas is het van belang om er bij productie, transport en gebruik voorzichtig mee om te gaan en dat uitsluitend aan professionele bedrijven over te laten. Als waterstof wordt ingezet in bestaande gasleidingen is het van belang om het ‘gedrag’ van waterstof in de praktijk nader te onderzoeken . Waterstof is namelijk lichter dan aardgas en kan makkelijker ontsnappen bij kleppen en afsluiters.

Kennis

Van grijze en blauwe naar groene waterstof

Productie uit water via elektrolyse met duurzame elektriciteit van zon en wind is een CO2-vrij alternatief. Maar voor het maken van die groene waterstof zijn er nog technologische drempels te slechten.... Lees verder
Ons werk

Productie duurzame waterstof optimaliseren met elektrolyse

Waterstof die momenteel in ons land wordt geproduceerd is vooral bestemd als grondstof voor de productie van kunstmest en het ontzwavelen van brandstoffen. De huidige waterstofproductie is nu gebaseerd... Lees verder
Ons werk

Grootschalige opslag en transport waterstof

Met de sterke uitbreiding van het aantal windparken op zee het komend decennium tot een capaciteit van 11,5 gigawatt in 2030 wordt grootschalige opslag en transport van de opgewekte energie in de vorm... Lees verder
Ons werk

Waterstof als brandstof

De industrie gebruikt enorme hoeveelheden waterstof voor de productie van ammoniak, verschillende kunststoffen en raffinage. Maar omdat de waterstof wordt gemaakt met aardgas komt er veel CO2 vrij. Groene... Lees verder

VOLG TNO OP SOCIAL MEDIA

blijf op de hoogte van ons laatste nieuws, vacatures en activiteiten

Op TNO.nl maken we gebruik van cookies. De daarin opgeslagen informatie kan bij een volgend bezoek weer naar onze servers teruggestuurd  worden.