Waterstof, vervanger van fossiele brandstoffen.
Onze energievoorziening moet een pak duurzamer. Waterstof kan daar als energiedrager een erg belangrijke rol spelen.
Misschien heb je al gehoord van toepassingen van waterstof in de industrie en als brandstof voor auto’s? In ieder geval is waterstof (H2) sterk aan het opkomen.
Hoe wordt waterstof gemaakt?
Waterstof komt niet in de natuur voor, het moet gemaakt worden. Het wordt geproduceerd met behulp van hernieuwbare energiebronnen, zoals zonne- en windenergie, via een proces dat bekendstaat als elektrolyse.
Elektrolyse is een methode om water te splitsen in de afzonderlijke bestanddelen waterstof en zuurstof door een elektrische stroom te gebruiken. Tijdens dit proces vormen zich gasbelletjes van waterstof en zuurstof aan het oppervlak, die apart kunnen worden opgevangen. Bij elektrolyse wordt elektrische energie omgezet in chemische energie, waardoor de geproduceerde waterstof zowel kan worden opgeslagen als direct inzetbaar is.
Wanneer de elektriciteit die wordt gebruikt voor elektrolyse volledig afkomstig is van hernieuwbare bronnen, zoals wind- of zonne-energie, ontstaat groene waterstof. Dit proces is volledig CO2-vrij en draagt dus bij tot de energietransitie. Groene waterstof heeft bovendien waterdamp als enige restproduct, wat het een uiterst milieuvriendelijke energiebron maakt.
:focal(undefined))
Hernieuwbare waterstof: wat zijn de perspectieven?
Op die vraag proberen specialisten uit heel Europa een antwoord te vinden. Groene waterstof - geproduceerd uit een overschot aan windenergie - wordt gezien als de oplossing voor een duurzame CO2-vrije economie.
De kleuren van waterstof: Hoe wordt het geproduceerd en hoe duurzaam is het?
Waterstof wordt ingedeeld in verschillende categorieën, of kleuren, afhankelijk van de productiemethode en de bijbehorende CO2-uitstoot. Hier is een overzicht van de belangrijkste typen:
Grijze waterstof
Grijze waterstof wordt geproduceerd door stoom te laten reageren met aardgas (vaporeformage). Dit proces genereert waterstof, maar stoot ook grote hoeveelheden CO2 uit in de atmosfeer, zonder dat deze wordt opgevangen of hergebruikt. Op dit moment is het grootste deel van de wereldwijd geproduceerde waterstof grijs, wat het een weinig duurzame optie maakt.
Blauwe waterstof
Blauwe waterstof wordt op dezelfde manier geproduceerd als grijze waterstof, maar de CO2 die tijdens de productie vrijkomt, wordt opgevangen en opgeslagen in ondergrondse reservoirs of hergebruikt als koolstof. Hoewel deze technologie helpt om de CO2-uitstoot te beperken, is het proces energie-intensief en wordt het voorlopig slechts op kleine schaal toegepast.
Turquoise waterstof
Turquoise waterstof wordt geproduceerd door pyrolyse van methaan (thermische dissociatie). Hierbij ontstaat vaste koolstof in plaats van CO2. De CO2-neutraliteit van deze methode hangt echter af van twee factoren:
Het gebruikte reactorproces moet worden aangedreven door hernieuwbare energie.
De geproduceerde koolstof moet duurzaam worden opgeslagen.
Groene waterstof
Groene waterstof is het meest duurzaam: het wordt geproduceerd door water te splitsen via elektrolyse, waarbij uitsluitend hernieuwbare elektriciteit wordt gebruikt, zoals wind- of zonne-energie. Dit proces stoot geen CO2 uit. De productie van groene waterstof blijft echter beperkt vanwege de hoge kosten en de beperkte beschikbaarheid van de benodigde infrastructuur.
Conclusie
Hoewel waterstof een aanzienlijke rol kan spelen in de energietransitie, hangt de duurzaamheid ervan sterk af van de productiemethode. Op dit moment is de meerderheid van de waterstofproductie grijs, met een grote impact op het milieu. Blauwe en groene waterstof bieden duurzamere alternatieven, maar er zijn meer investeringen nodig om ze op grote schaal te kunnen produceren.
Waar kan waterstof worden toegepast?
Energieopslag: Waterstof kan in grote hoeveelheden worden opgeslagen en heeft een zeer hoge energiedichtheid.
Transport: Het is een duurzame brandstof voor zwaar transport, zoals vrachtauto’s en schepen.
Industrie: Waterstof kan industriële processen, zoals staalproductie, helpen verduurzamen.
Energietransport: Waterstof kan direct worden geïnjecteerd in het bestaande gasnetwerk of worden omgezet in synthetisch methaan door het te combineren met CO2.
:focal(undefined))
Netbeheerders bereiden de weg voor waterstof.
Het halen van de klimaatdoelstellingen vergt een hertekening van het energiesysteem, en daar zijn de Belgische netbeheerders volop mee bezig. Onder de koepel Synergrid onderzoeken ze samen hoe ze hun netwerken kunnen hergebruiken voor het vervoer en de distributie van waterstof, op een veilige en betrouwbare manier.
Waterstof in woningen en andere gebouwen.
Heel wat fabrikanten van verwarmingsketels hebben al verwarmingsketels ontwikkeld die waterstof aanvaarden. Met zo’n ketel kan je je CO2-uitstoot met 8% verminderen. Ook 100% waterstof is mogelijk, maar daarvoor is eerst nog veel meer groene stroom nodig. Hoe werkt het? Bij verbranding wordt waterstof omgezet in water(damp), er is geen CO2-uitstoot. Bovendien is waterstof makkelijk op te slaan en te transporteren. Waterstof heeft veel troeven op weg naar een klimaatvriendelijke toekomst.
Waterstof in de industrie.
Op dit moment kent waterstof vooral toepassingen in de industrie. Niet als energiedrager, maar als grondstof voor chemische producten. De verwachting is dat waterstof ook als energiedrager een grotere rol zal spelen in de toekomst.
Waterstof kan ook gebruikt worden voor productieprocessen waar hoge temperaturen voor nodig zijn. Op dit moment wordt daar nog steenkool of gas voor gebruikt. Met andere duurzame verwarmingsmethodes zijn deze hoge temperaturen niet of nauwelijks te bereiken.
:focal())
Waterstof in vervoer.
Op dit moment kan je al auto’s kopen die rijden op waterstof. Deze wagens stoten, net als elektrische wagens, geen CO2 uit tijdens het rijden. Bij de productie van waterstof (en elektriciteit) kan wel CO2 worden uitgestoten. Om hetzelfde aantal kilometers te rijden als een elektrische auto heeft een auto op waterstof drie keer zoveel energie nodig. Bovendien ligt de nieuwprijs voor een waterstofauto een stuk hoger dan een elektrische wagen. De verwachting is dat waterstof voor personenwagens geen grote rol zal spelen.
Waterstof kan wel een belangrijke rol spelen in de aandrijving en verduurzaming van vrachtauto’s, treinen of bussen. Omdat deze voertuigen groot en erg zwaar zijn, zouden ze een veel grotere batterij nodig hebben dan een elektrische personenauto. Dat geldt zeker voor de transportsector, waar de gereden afstanden vaak heel groot zijn. Zo’n zware batterij is niet rendabel en daarom is waterstof een geschikt alternatief voor deze voertuigen.
In de scheepvaart en het vliegverkeer speelt waterstof op dit moment nog geen rol. In de toekomst zou dat kunnen veranderen. Zo bestaat de mogelijkheid om waterstof te gebruiken om synthetische kerosine te maken voor het vliegverkeer.
Waterstof voor het elektriciteitsnet.
Waterstof kan gemaakt worden met elektriciteit en kan met behulp van brandstofcellen weer omgezet worden in elektriciteit. Dat biedt kansen voor de toekomst. Daarnaast kan waterstof langdurig opgeslagen worden in bijvoorbeeld lege aardgasvelden en zoutkoepels. Zo kan waterstof een aanvulling zijn op het gebruik van zonne- en windenergie. Wanneer er tekorten ontstaan, bijvoorbeeld in de winter, kan de voorraad waterstof worden gebruikt om het elektriciteitsnet aan te vullen. Wanneer er een overschot aan zonne-energie is, bijvoorbeeld in de zomer, kan die worden opgeslagen in waterstof.
Waterstof kan goed opgeslagen én vervoerd worden. Zo maakt waterstof de import van groene energie mogelijk. België is een klein land en daarom is het moeilijk om al onze energie duurzaam op te wekken. Het importeren van groene (of blauwe) waterstof is dan een oplossing.
Heb jij plannen voor een waterstofproject?
In België zijn er heel wat bedrijven en instituten bezig met waterstof, in de vorm van concrete projecten of innovaties.
Heb jij plannen om een waterstofproject op te zetten? Samenwerking is cruciaal om er een succes van te maken. Alleen op die manier evolueren we naar een toekomst waarin waterstof net zo gangbaar en betaalbaar is als aardgas en elektriciteit vandaag.
Wij ondersteunen je graag en brengen je met de juiste partners in contact. Het resultaat? Een vlotte opstart van je waterstofproject.
:focal(undefined))
:focal(undefined))
Veelgestelde vragen over waterstof
:focal())
Wat is waterstof?
Waterstof is een molecuul dat is opgebouwd uit twee waterstofatomen (H2). Het is de meest voorkomende chemische stof in het universum en de basis van de chemische samenstelling van water (H2O). Als losse stof komt het niet voor. Waterstof kan gebruikt worden als brandstof en is een mogelijke vervanger voor conventionele brandstoffen door zijn schone verbranding en hoge energie-efficiëntie. Waterstof is niet nieuw, het werd in de jaren twintig van de vorige eeuw al gebruikt om zeppelins te vullen. Vandaag worden satellietlanceerders aangedreven door waterstof.
Hoe wordt waterstof gemaakt?
Er zijn verschillende manieren om waterstof te maken. Eerst en vooral is er een grondstof nodig, zoals aardgas of water. Vervolgens is er energie nodig om het te maken (bijvoorbeeld aardolie of elektriciteit). Welke manier en welke energie er ook wordt gebruikt om waterstof te maken, het resultaat is altijd hetzelfde: een kleurloos en geurloos gas.
Waar wordt waterstof gebruikt?
Vandaag wordt waterstof gebruikt in de chemische en petrochemische industrie als brandstof voor elektriciteitsproductie, bij de productie van chemische producten en ammoniak. In het openbaar vervoer wordt waterstof gebruikt als brandstof voor brandstofcelvoertuigen. Zo rijden er bijvoorbeeld in Antwerpen vijf waterstofbussen van De Lijn rond. Waterstof kan een belangrijke rol gaan spelen in de aandrijving en verduurzaming van vrachtwagens, treinen en bussen.
Wanneer kan ik mijn woning verwarmen met groene waterstof?
In de toekomst moet dat zeker kunnen. Elektriciteit is op dit moment nog een struikelblok, want voor de productie van waterstof is er veel (groene) stroom nodig. Bovendien is het gasnetwerk in België vandaag nog niet geschikt is om waterstof te transporteren. In Nederland hebben netbeheerders al wel bewezen dat de nodige aanpassingswerken redelijk vlot kunnen gebeuren. Alleen je bestaande CV-ketel moet dan nog vervangen worden door een ketel die geschikt is voor waterstof. Het goede nieuws is dat die ketels vandaag de dag al bestaan.
Wat is het verschil tussen grijze en groene waterstof?
De kleuren zeggen niets over de waterstof zelf, maar wel iets over het soort energie waarmee het is gemaakt. Bij de productie van grijze waterstof worden er fossiele brandstoffen (zoals aardgas) gebruikt. Daarbij komt er CO2 vrij, die in de atmosfeer terechtkomt. Groene waterstof produceren doen we met een duurzame energiebron, zoals wind- of zonne-energie of waterkracht. Met deze groene stroom maken we groene waterstof. Daarbij komt geen CO2 vrij, het enige restproduct is water.
Inspirerende artikels.
:focal(undefined))