Waterstof wordt genoemd als belangrijk instrument in de transitie van fossiele naar duurzame energiebronnen. Hoewel waterstof als energiebron en energiedrager al langer een rol speelt in de Nederlandse industrie, staat de grootschalige toepassing ervan nog in de kinderschoenen. Dat er veel aandacht is voor een mogelijke (hoofd)rol van waterstof in de energietransitie, komt onder meer tot uitdrukking in de onderhandelingen naar het Klimaatakkoord, de ambities van het kabinet en verschillende initiatieven op nationaal en internationaal niveau. Welke mogelijkheden biedt waterstof ons en wat gebeurt er zoal op dit gebied?

Verschillende soorten waterstof

We onderscheiden meerdere soorten waterstof: groen, blauw, grijs en geïmporteerd. Groene waterstof is uit water geproduceerd met Nederlandse zon en wind. Bij de productie van deze vorm komt geen koolstofdioxide (CO2) vrij, maar alleen waterdamp (H2O). Bij grijze waterstof vormt aardgas (CH4) de basis. Aardgas reageert dan met de waterdamp. Het resultaat van deze reactie is waterstof (H2) en CO2. Als de vrijkomende CO2 wordt opgeslagen via carbon capture and storage (CCS), spreken we van blauwe waterstof. Geïmporteerde waterstof is de waterstof die wereldwijd geïmporteerd en geëxporteerd wordt.

De potentie van waterstof

Het gebruik van waterstof is voorlopig gericht op twee toepassingen: ten eerste als ‘feedstock’ (grondstof) voor diverse industriële processen en ten tweede als buffer en opslagmedium in de energie-infrastructuur.

In het laatste geval kan waterstof gebruikt worden als opslagsysteem voor overschotten aan duurzame elektriciteit. Meer windmolens en zonnepanelen betekent meer afhankelijkheid van grillige weerpatronen en dus pieken en dalen in het net. Deze pieken worden idealiter als buffer opgeslagen, om bij dalen een te grote vraag en daardoor mogelijke netstoringen op te vangen. In dit proces zou waterstof een sleutelrol kunnen vervullen.

Door water via een electrolyse-apparaat in waterstof om te zetten, ontstaat een stof die bij verbranding opnieuw energie en water oplevert. De waterstof is dan in feite een opslagmedium voor wind- en zonne-energie geworden, waarmee bijvoorbeeld huishoudens kunnen worden verwarmd of auto’s en vrachtwagens CO2-neutraal kunnen rijden. Ook kan waterstof in ‘bulkvorm’ voor langere tijd opgeslagen en over lange afstanden getransporteerd worden. Dit in tegenstelling tot wind- en zonne-energie.

Uit onderzoek dat het ministerie van Economische Zaken en Klimaat (EZK) heeft laten uitvoeren is bovendien gebleken dat bestaande aardgasleidingen met enkele aanpassingen op een veilige manier kunnen worden hergebruikt voor de distributie van waterstof. Dit als goedkoper alternatief voor het aanleggen van nieuwe elektriciteitskabels. De belangrijkste aanpassing voor de netbeheerders betreft het meten en de verrekening van de geleverde hoeveelheid energie. Ook veiligheidsmaatregelen zijn nodig, zoals het geven van een herkenbare geur aan waterstof en het bij de eindgebruiker geschikt maken van toestellen.

Nationale initiatieven

Op dit moment zijn de kosten voor de productie van blauwe en met name groene waterstof aanzienlijk. Daarom is het kabinet voorstander van een programmatische aanpak gericht op kostenreductie en verdere technologische ontwikkeling, voordat wordt overgegaan op grootschalige toepassing door marktpartijen. Minister Wiebes (EZK) heeft uitgesproken tijdig in te zetten op innovaties, demoprojecten en flankerend beleid ten aanzien van veiligheid, regelgeving, marktordening en internationale samenwerking. Met marktzekerheid en schaalvergroting zou uiteindelijk een kostenreductie mogelijk moeten zijn. Ook worden uit de Klimaatenvelop voor 2019 middelen beschikbaar gesteld voor waterstof. Ondernemers hebben voor hun pilotprojecten met waterstof als energiedrager in het kader van de Topsector Energie tenderregeling (TSE) reeds gebruik kunnen maken van de subsidieregeling Waterstof.

In het kader van de Topsector Energie heeft Nederland bovendien een routekaart Waterstof opgesteld, gericht op de stappen die moeten worden genomen bij het stimuleren van de verdere uitrol van waterstof voor mobiliteit, energieopwekking, -transport en -opslag, en voor de grondstofvoorziening in de industrie.

Aan de sectortafels waaraan de verschillende sectoren momenteel onderhandelen over het Klimaatakkoord, wordt waterstof als één van de sectoroverstijgende onderwerpen verder uitgewerkt. Een zeer brede groep van (markt)partijen, verenigd in de Waterstof Coalitie, maakt zich met het manifest ‘Waterstof essentiële bouwstof energietransitie’ hard voor een prominente plek van waterstof in dit komende akkoord.

Internationale initiatieven

Ook in breder perspectief wordt er het nodige gedaan om waterstof onder de aandacht te brengen.

Bijna alle EU-lidstaten, waaronder Nederland, en aangevuld met Zwitserland, willen werk maken van het verbeteren van de mogelijkheden om waterstof te produceren, te transporteren en toe te passen in een verduurzaamd energiesysteem. Om dat te veranderen hebben zij in september 2018 hun handtekening gezet onder het Hydrogen Initiative, een politiek statement om productie en toepassingen van duurzame waterstof te bevorderen. Het gaat hier om het vinden van oplossingen met behulp van waterstof voor onder andere het opslaan en integreren van hernieuwbare energie in het energiesysteem, voor emissie-vrij zwaar transport (inclusief zeevaart en luchtvaart) en voor het vervangen van fossiele brandstoffen en grondstoffen in de industrie en de energievoorziening.

Via het globale initiatief Mission Innovation werkt Nederland met een groep van 22 vooraanstaande industrielanden en de Europese Commissie aan een verdubbeling van publieke investeringen in energie-innovatie in de periode tot en met 2020. De deelname aan Mission Innovation biedt kansen voor Nederlandse onderzoeksinstellingen en bedrijven om additionele private middelen voor energie-innovatie aan te trekken. Recent is Nederland toegetreden tot de nieuwe ‘innovation challenge’ op het gebied van waterstof.

Wanneer zal het moment aanbreken waarop we het meest voorkomende chemisch element op aarde grootschalig duurzaam in kunnen zetten? Voordat de brede toepassing van waterstof werkelijkheid wordt, lijken er nog een aantal cruciale stappen te moeten worden gezet. Met name waar het gaat om de businesscase. De potentie van deze schone brandstof is desalniettemin veelbelovend!