Waterstof

De energietransitie is nodig om klimaatverandering af te wenden. Ook zijn er minder fossiele brandstoffen beschikbaar en willen we minder afhankelijk zijn van energie uit andere landen. Nieuwe energiedragers, stikstofreductie, prijsreductie, verduurzaming, zijn allemaal onderdelen van een structurele herinrichting van ons energielandschap. Elektrificatie speelt een belangrijke rol in het verduurzamen van de energievoorziening. Echter is de totale energiebehoefte zo groot dat elektrificatie alleen geen eindoplossing is, bovendien zijn er processen, zoals hoge temperatuur industriële processen, die (nog) niet te elektrificeren zijn. Een multimodaal energiesysteem ligt meer in de lijn der verwachting waarbij elektriciteit, moleculen en warmte een hoofdrol spelen.

De rol van waterstof

Groene waterstof kan als duurzaam geproduceerd molecuul een belangrijke rol spelen in ons toekomstige energiesysteem. Hiervoor is een aantal redenen aan te geven: 

• De opwekking van duurzame energie met wind- en zonneparken loopt niet synchroon met de gebruiksbehoefte. Dag-nacht en seizoenschommelingen in opwek en gebruik vragen om een vorm van energie opslag. Het opslaan van elektriciteit kent beperkingen. Met name voor de seizoensopslag biedt groene waterstof een oplossing. 
• Voor een aantal sectoren waarin nu fossiele brandstoffen en grondstoffen worden gebruikt is elektrificatie geen oplossing. Hierbij gaat het bijvoorbeeld om hoge temperatuur industriële processen zoals staalproductie maar ook om transport zoals de luchtvaart en scheepvaart. Voor de luchtvaart zijn e-fuels in beeld, voor de scheepvaart waterstof, methanol en ammoniak. Daarnaast biedt waterstof ook mogelijkheden voor het zware wegtransport over lange afstanden 
• De capaciteit van het elektriciteitsnetwerk op land is niet voldoende om het volledige windenergiepotentieel van de Noordzee te benutten. Door met een deel van die energie waterstof te produceren ontstaat de mogelijkheid deze energie op te slaan en door buisleidingen te transporteren. 

wat is waterstof?

Waterstof H2 is het lichtste en meest voorkomende element in het universum. Het is het eerste element in het periodiek systeem der elementen van Mendeljev en daarmee het kleinste en lichtste molecuul dat we kennen. Bij kamertemperatuur is waterstof gasvormig (waterstofgas). Bij temperaturen onder -253 °C is het vloeibaar, onder hogere druk kan waterstof vloeibaar opgeslagen worden bij iets hogere temperaturen. Waterstofgas heeft een lage energiedichtheid per volume eenheid van ca. 11 MJ/Nm3. Ter vergelijking is de energiedichtheid van aardgas is ca. 32 MJ/Nm3 en van diesel ca. 35 MJ/m3. Per eenheid van massa is dit ca. 43 MJ/kg voor diesel, ca. 38 MJ/kg voor aardgas en ca. 120 MJ/kg voor waterstof. Door waterstof onder hoge druk op te slaan of vloeibaar te maken wordt de energiedichtheid per volume eenheid hoger en wordt het een effectieve energiedrager.