Ook al is waterstof eigenlijk kleurloos, inmiddels is er een heel palet aan kleuren vastgesteld voor deze interessante, emissieloze brandstof. Uiteindelijk doel is groene waterstof, maar in de tussentijd is er ruimte voor diverse tussenvarianten.
In het transitieproces van het op fossiele energie gebaseerde energiesysteem naar een CO2-emissie-vrij systeem is er veel belangstelling voor waterstof. Waterstof is CO2-vrij, goedkoop in transport en opslag is redelijk eenvoudig. Op het moment zijn er nog wel goedkopere alternatieven voor hogetemperatuurwarmte. Met een goede aanpak zou echter in 2030 de kritische massa bereikt moeten zijn en kan waterstof op grote schaal ingezet worden als alternatief voor fossiele brandstoffen.
Ad van Wijk, hoogleraar future energy systems aan de TU Delft, schetst in zijn rapport ‘De groene waterstofeconomie in noord Nederland’ een toekomstscenario waar een belangrijke rol voor waterstof is weggelegd. Met de elektriciteit afkomstig van offshore windparken kan water gesplitst worden en ook vergassing van houtachtige biomassa en zonnestroom kunnen voor waterstof zorgen. Zowel de chemische industrie in Delfzijl als de transportsector zullen belangrijke afnemers van waterstof zijn. In de Magnum-centrale van Nuon zullen proeven gedaan worden met de verbranding van waterstof en via brandstofcellen kunnen de datacentra in de Eemshaven gebruik maken van de voorzieningszekerheid van het opgeslagen waterstof. Waterstof kan een rol spelen bij stoom en hoge temperatuurwarmte en kan huizen en gebouwen verwarmen.
Om de verschillende soorten waterstof onder te verdelen wordt er gebruik gemaakt van kleurcodes. Met grijze waterstof wordt waterstof dat uit fossiele bronnen gehaald wordt aangeduid. Deze variant wordt met name in de kunstmestindustrie gebruikt. De CO2 wordt hierbij niet afgevangen, maar verdwijnt in de lucht.
Bij blauwe waterstof wordt bij de splitsing overgebleven waterstof wel afgevangen en wordt deze ondergronds opgeslagen. Een berekening van de VNPI leert dat de raffinagesector in 2030 op deze manier 4,1 megaton CO2 ondergronds kan opslaan. ‘Pre combustion’, waarbij de CO2 van tevoren wordt afgevangen is bij blauwe waterstof het toverwoord. Dit is in tegenstelling tot post combustion waarbij de CO2 aan de schoorsteen afgevangen wordt. Bij pre combustion wordt waterstof direct gemaakt, upstream. Dit zorgt ondermeer voor een betere economische haalbaarheid. De waterstof kan via de bestaande leidingen getransporteerd en opgeslagen worden wat de snelheid van het omzetten van de huidige gasinfrastructuur bevorderd.
Naast grijs en blauw zijn er ook hybride vormen van waterstof, ook wel turquoise waterstof genoemd. Hierbij wordt methaanpyrolyse gebruikt voor de productie van waterstofgas. Gesmolten metaal wordt gebruikt als katalysator. Een katalytisch inert metaal met een lager smeltpunt dan de losse componenten wordt gebruikt om het metaal in op te lossen en hier wordt methaan aan toegevoegd. Door deze toevoeging komt koolstof, wat lichter is dan de meeste metaallegeringen, bovendrijven en kan er zo afgeschept worden. Er ontstaat in dit proces geen koolstofdioxide, alleen koolstof welke weer gebruikt kan worden als additief of grondstof voor diverse toepassingen.
Wanneer water op elektrolytische wijze gesplitst wordt in waterstof en zuurstof spreken we van groene waterstof. Dit is de meest lastig bereikbare, maar ook meest interessante versie van waterstof. Om tot deze duurzame variant te komen moeten echter de systeemkosten voor de electrolysers omlaag. Schaalgrootte speelt hierbij een rol. Gelukkig zijn er wel plannen voor systemen tot op gigawatt-niveau, zoals bijvoorbeeld het ‘Gigawatt Elektrolyser’-project. Ook Havenbedrijf Rotterdam, BP en Nouryon hebben plannen voor elketrolyse-installaties.
Voor het ontstaan van een op waterstof gebaseerde industrie is zowel de overheid aan zet qua wet- en regelgeving en financiële ondersteuning als de industrie qua aanpassingen aan de infrastructuur en aangepaste assets. Volgens van Wijk zou het bij grotere volumes en lage elektriciteitsprijzen mogelijk moeten zijn om waterstof te produceren tegen een prijs van twee a drie Euro per kilo. Om waterstof in het gassysteem te krijgen is wel wetgeving nodig. Hiervoor ligt een taak bij de overheid. Daarnaast moet het bedrijfsleven durven te investeren in waterstofprojecten. Dat een gezamenlijke commitment tot succes kan leiden blijkt wel uit de wind op zee branche die inmiddels aardig op eigen benen staat. Het zou mooi zijn als we dit in de toekomst ook kunnen melden over waterstof.
Bron: Utilities
