Groene waterstof als een toekomstbelofte (maar wordt die ook waargemaakt?)

Het olympisch vuur zal branden als nooit tevoren, bij de Spelen in Tokio deze zomer. De primeur zit ’m in de brandstof. Japan wil de olympische vlam niet ontsteken op aardgas, maar op waterstof. “Japan gaat er helemaal voor”, vertelde Ad van Wijk vorige week op de TU Delft, waar hij hoogleraar ‘toekomstige energiesystemen’ is.

“Alle transportmiddelen gaan waterstof gebruiken, net als het hele olympisch dorp”, zei hij in de TU-aula, vol met studenten en hun familieleden. Zij waren daar voor een onthulling door een groep TU Delft-studenten: de ‘Ecorunner’. Dat bleek een futuristische, schone raceauto te zijn. Geen elektrisch model dit keer. Goed geraden: de wagen krijgt waterstof in de tank.

“U zult wel denken: vijf jaar geleden hoorde ik nooit wat over waterstof”, zei Van Wijk. Inmiddels duikt dat W-woord overal op. Het Klimaatakkoord dicht waterstof een mogelijke glansrol toe, om olie, aardgas en steenkolen te vervangen. Dat zal moeten, om de Parijse klimaatdoelen uit 2015 te halen. Adviesbureaus als TNO en Berenschot schrijven in de ene na de andere studie wat waterstof kan betekenen.

Met de nadruk op: kán. Bedrijven lanceren voornemens, zoals Shell en Gasunie gisteren. Vooral de fossiele industrie blaast de loftrompet over waterstofkansen, rond 2030 en 2050, net als de lucht- en scheepvaart. De reden: een staalfabriek, schip of raffinaderij kan niet overstappen op zonnecellen of windstroom. Miljoenen (oude) huizen ook niet. Waterstofgas lijkt sterk op aardgas. Dus mikt de industrie, ook voor het eigen voortbestaan, op díe toekomstige energiebron.

‘Grijze’ waterstof, nog steeds vuil van oorsprong

Herstel: energiedrager. Van Wijk legt uit: “Waterstofgas wordt geproduceerd uit elektriciteit, dat is de echte energiebron.” De productie van waterstof moet gebeuren in speciale fabrieken. Die moeten zogeheten elektrolyse uitvoeren. Dat wil zeggen: elektriciteit omtoveren in gas. Water (gedemineraliseerd, zoals in een strijkbout gaat) is daarbij de grondstof. Een groot nadeel van dit proces is het energieverlies dat optreedt. Zeker een derde van de stroom is foetsie, nadat een elektrolysefabriek er gas van heeft maakt.

Zonde, maar er blijft zat waterstof over, meent Van Wijk. Een fabriek die de stroom koopt van twee windmolenparken op zee zoals nu bij Zeeland verrijzen, kan volgens hem waterstof gaan leveren voor bijna 400.000 huizen. Hij ging er in die som wel van uit dat de huizen gemiddeld aanzienlijk energiezuiniger worden dan nu, want woningen isoleren moet sowieso gebeuren.

Omdat waterstof geproduceerd wordt van stroom, is het zeker niet per definitie groen. Kijk maar eens naar de waterstof die Japan gaat gebruiken bij de Olympische Spelen, zei Van Wijk. “Japan gaat de waterstof per schip importeren uit Australië. De bron van die waterstof is steenkool.”

Dat is waterstof die kenners ‘grijs’ noemen: nog steeds vuil van oorsprong, met een hoge CO2-uitstoot. “Bedrijven willen de CO2 ervan wel gaan opslaan”, weet Van Wijk. Als ze dat gaan doen, vuile waterstof produceren maar het broeikasgas ervan opvangen, dan heet het in jargon ‘blauwe’ waterstof.

Een loze belofte

Milieuclubs wantrouwen die belofte van CO2-opslag. Zij waarschuwen dat de industrie met waterstof aan de gang gaat, maar wel zo lang mogelijk met de eigen vuile brandstoffen: aardgas en kolen. De kritiek is niet mals. Milieukenners en -activisten waarschuwen dat waterstof geen verduurzaming oplevert, en een loze belofte blijft, die misschien na 2030 het klimaat helpt.

‘Een transitieremmer’, noemde duurzaam expert en ondernemer Jan Willem van de Groep waterstof in een column. Hij noemde Van Wijks idee een ‘waterstofdroom’, waarmee de ‘gaslobby’ nog decennia de regie kan houden. De industrie bejubelt waterstof overdreven, stelde Van de Groep, waardoor die “de indruk wekt dat er niks meer gedaan hoeft te worden”.

Toch is het niet uitgesloten dat de energiedrager het milieu echt gaat helpen. Waterstof echt ‘groen’ produceren kan, met als bron de elektriciteit van windturbines en zonneparken. “Nieuw-Zeeland, Marokko en Chili zijn allemaal landen die zeggen: wij gaan groene ­waterstof over de wereld exporteren.” Dat kan slagen, denkt Van Wijk. “Waterstof transporteren kan in buizen. We kunnen het dus in oude gaspijpen gaan vervoeren.”

Dat gaat niet zomaar, erkent Van Wijk. “Investeringen zijn nodig in het aardgasnet, om de compressoren en pompen te vervangen.” Gietijzeren gasbuizen moeten uit de grond, want daar zou waterstof uit weglekken.

Bovendien hebben afnemers andere ketels nodig. Want waterstof mag dan misschien veel lijken op aardgas, in een gewone cv-ketel thuis of een gasoven in een fabriek kun je het niet zomaar verbranden. “Waterstofketels komen op de markt”, weet Van Wijk. Techniek­gigant Bosch gaat een traditionele cv-ketel verkopen die al klaar is voor waterstof. Hij moet nog op de markt komen, maar volgens Van Wijk duurt het niet lang meer. Een consument die zo’n ketel koopt, kan thuis letterlijk de knop omzetten, zodra waterstof beschikbaar komt.

Blijft het bij groene vergezichten?

Maar ja, wie zegt dat dit werkelijk gebeurt, en dat het niet bij groene vergezichten blijft? Van Wijk voorziet een doorbraak voor waterstof, maar een garantie heeft hij niet. “Ik heb wel een angst.” Die angst van Van Wijk gaat niet over bedrijven die hun plannen expres niet uitvoeren, maar over gebrek aan coördinatie. “Om echt een succes te maken van waterstof is landelijke regie nodig. Dat mist nog.”

Eind deze maand wil minister Wiebes (klimaat) wel een ‘waterstofvisie’ presenteren, als eerste aanzet. Van Wijk weet wat hij het liefste zou lezen. “Een masterplan zoals in de jaren zestig, toen Nederland van kolenkachels op het Groningse aardgas overstapte.”

Meer nog dan de Nederlandse plannen, is volgens Van Wijk de strategie van Europa van belang. Eurocommissaris Frans Timmermans ziet in zijn Green Deal ook kansen voor waterstof, waarbij import uit andere delen van de wereld mogelijk moet worden.

Dat is Van Wijk uit het hart gegrepen. Waterstof kan volgens hem het beste komen uit landen waar wind- en zonne-energie het goedkoopst te produceren is. “Als je 8 procent van de Sahara volzet met zonnepanelen, heb je alle energie geproduceerd die de wereld nodig heeft”, rekende hij voor op de TU Delft.

Dat er in de woestijn geen water is, ziet Van Wijk niet als een onoverkomelijk probleem. ‘Een heel lange pijpleiding’ kan volgens hem zeewater het land invoeren, naar de zonnepanelen en elektrolysefabrieken. Van Wijk ziet meer opties. “Anderhalf procent van de Stille Oceaan volbouwen met windturbines, daarmee wekken we net zoveel energie.” Dat zouden groene energieprojecten zijn die hun weerga niet kennen. Maar de hoogleraar maakte zijn punt: het kan.

Een zoutholte waarin je de Eiffeltoren kwijt kunt

Opslaan van waterstof is volgens Van Wijk ook veel goedkoper dan bij elektriciteit in accu’s. “Waterstof kunnen we opslaan in lege zoutkoepels in de bodem. Dat doen we nu al met aardgas, zoals bij Veendam. Zo’n zoutholte is 300 meter diep en 60 meter breed, je kunt de Eiffeltoren erin kwijt. Of in energietermen: 6000 ton waterstof, met een investering van 100 miljoen euro. Zou je diezelfde energie in Tesla-batterijen bewaren, zei Van Wijk, dan zijn er tot 17 miljoen stuks van nodig bij huizen, met een kostenplaatje van zeker 12 miljard euro.”

De fans van waterstof moeten het vooral doen met zulke gunstige berekeningen en vergezichten. Maar toch, de eerste stapjes in de praktijk komen eraan. In de Zuid-Hollandse gemeente Stad aan ’t Haringvliet krijgen huizen waterstofketels, net als in Hoogeveen. Die proefprojecten moeten helpen een doorbraak te ontketenen. Dat is hard nodig, vindt Van Wijk. Aardgas hoofdzakelijk vervangen door zonne- en windstroom vergt een enorme verzwaring van het stroomnet.

Nu al past niet alle wind- en zonnestroom meer in de elektriciteitskabels. “Ons stroomnet is eigenlijk maar een klein prutsnetje”, zei Van Wijk. Ook andere EU-landen kunnen niet zomaar hun gas omruilen voor stroom. “In Duitsland werd in 2018 een kleine miljard euro vernietigd omdat de kabels te klein waren voor de energie van molens op zee”, zei hij in de TU Delft.

Van Wijks studententeam, met racewagen ‘Ecorunner’, gaat meedoen aan een wedstrijd van Shell. “Wij geloven dat waterstof de toekomst heeft”, zei teamleider Antonios Kouzelis in Delft. “Niet de grijze of blauwe variant, maar de groene.”

Lees ook:

Drie grote initiatieven voor waterstof zouden wel eens voor een doorbraak kunnen zorgen

Bedrijven werken hard aan een alternatief voor vuile energie. Waterstof biedt volgens experts kansen.

In Madrid is groene waterstof dé klimaatbelofte - voor 2050

Terwijl in Madrid moeizame, technische onderhandelingen worden gevoerd, ademt de VN-klimaattop toch een groene toekomst. Landen dichten groene waterstof nu al een glansrol toe, in 2050.

Een warm huis op waterstof in plaats van gas, is dat de toekomst?

Zeshonderd huizen van het dorp Stad aan ’t Haringvliet moeten switchen van gas naar waterstof. Hoogeveen wil ’s lands eerste waterstofwijk bouwen. Is waterstof de energiebelofte van de toekomst?