Waterstof als energiebron: is dit de toekomst?

Waterstof, het meest voorkomende element in ons heelal, het eerste element uit ons scheikundig systeem en op te slaan en te vervoeren via tanks en leidingen. Een gouden ei voor de mensheid! En er is meer. De reactie van waterstof met zuurstof levert best veel energie op, waterstof is een brandbare stof en bij de verbranding komt geen CO2 vrij. De oplossing voor het klimaatprobleem, de uitweg uit de fossiele brandstoffen, ons wondermiddel! Of toch niet?

Waarom gebruiken we nog niet massaal waterstof om energie uit te winnen? Wat houdt ons tegen? Is dit een nieuwe manier van energiewinning? Wij zochten het voor je uit.


Is de toepassing van waterstof nieuw?

Een simpel antwoord: nee. Het is al tijden bij ons als mensheid bekend dat de energetische waarde van waterstof goed is. En daar is ook gebruik van gemaakt. Wellicht heb je weleens gehoord of gelezen over de Hindenburg-ramp, het grootste passagiers luchtschip dat ooit was gebouwd die in 1937 in vlammen opging. Deze zeppelin was gevuld met het brandbare waterstof. Ook in de hedendaagse industrie wordt waterstof al toegepast als brand- of hulpstof.


Een groot nadeel van waterstof

Waterstof heeft één heel groot nadeel: het element komt nergens op aarde in pure vorm voor. Er is dus geen bron waar je waterstof uit kunt onttrekken, zoals bij aardgas uit de aarde of zonne energie uit zonlicht. De enige plek waar waterstof in zijn pure vorm voorkomt is in het sterrenstelsel, waar hele sterren kunnen bestaan uit waterstof.

Dit zorgt voor de nodige vraagtekens over de toepassing van waterstof in onze energietransitie. Het moet ‘gewonnen’ worden uit andere stoffen zoals water (H2O), waar het verbonden is aan het element zuurstof. Ook aardolie en aardgas bestaan voor een gedeelte uit waterstof.


Het creëren van waterstof

Het feit dat waterstof ‘gewonnen’ moet worden, betekent dat er energie nodig is om waterstof te scheiden van overige elementen die aan de waterstofmoleculen verbonden zitten. Wanneer je waterstof uit water (H2O) wilt winnen, moet de zuurstof (O) van de waterstof (H) worden gescheiden. Je verkrijgt dan twee delen waterstof (H2) en een deel zuurstof (O). Er zijn twee opties hoe de waterstof vervolgens gebruikt kan worden:

  1. Als brandstof, door waterstof te laten verbranden.
  2. Als energiebron, door het te laten reageren met zuurstof in een brandstofcel komt er energie vrij. Deze energie wordt gebruikt om bijvoorbeeld dingen te verwarmen of te laten bewegen.


Energiekosten bij het winnen van waterstof

Waterstof heeft een een energetische waarde van 10,8 MJ per m³, dit betekent dat er per 1 m³ waterstof 10,8 MJ energie vrijkomt en dat is ongeveer 35% van aardgas. Bij het winnen van waterstof en het omzetten naar elektriciteit verliest waterstof gaat steeds wat energie verloren. Bij winning van waterstof uit water ongeveer 25% en nog eens 45% bij het omzetten van waterstof naar elektriciteit. Door met elektriciteit waterstof te winnen, kan het worden opgeslagen voor later gebruik. Vervolgens wordt het waterstof omgezet naar elektriciteit. Bij deze manier van opslag verliest de waterstof in totaal ongeveer 60% van haar oorspronkelijke energetische waarde.

Wat betekent dit? Voor iedere kilowattuur die je op deze manier opslaat moet er 2,5 kilowattuur worden gebruikt om het op te wekken (1 / 0.4 (overgebleven energetische waarde) = 2.5). Wanneer je dit vergelijkt met andere vormen van opslag, zoals batterijen en accu’s, is waterstof minimaal drie keer minder efficiënt.

Waarom zouden we waterstof dan gebruiken? Het is het meest voorkomend element op aarde met een redelijk goede energetische waarde. Dit heeft vooral voordeel voor het grote vrachtvervoer, de luchtvaart en in de industrie. Daar ligt het energieverbruik en de CO2 uitstoot een stuk hoger. Daarnaast liggen de energetische prestaties van de huidige brandstoffen dichterbij die van waterstof.

Voor huiselijk gebruik is het vooralsnog een minder goed alternatief. Daarnaast zijn er voldoende efficiënte elektrische warmtebronnen beschikbaar waardoor we relatief snel van de fossiele brandstof af kunnen stappen. Op het moment dat we maximaal groene energie produceren thuis, maar ook via grote windparken en zonneparken, wordt een groot deel van onze energievraag opvangen met groene energie en is waterstof niet nodig en ook niet een rendabel alternatief.


Technologische ontwikkeling noodzakelijk

Om waterstof in te kunnen zetten als rendabele brandstof is er echter nog veel technologische ontwikkeling nodig. Het efficiënt winnen van waterstof is een uitdaging waar veel wetenschappers zich mee bezig houden. En zolang waterstof niet op grote schaal wordt geproduceerd, is het huiselijk gebruik van waterstof niet in zicht. Desondanks zijn er op dit moment een aantal mooie experimenten waarbij in (meestal leegstaande) woonhuizen wordt geëxperimenteerd met de toepassing van waterstof.

Op het moment dat waterstof op grote schaal geproduceerd wordt, duurt het waarschijnlijk nog minimaal vijf tot tien jaar voordat de volledige transitie voltooid kan worden. Daarnaast moet eerst de industrie, luchtvaart en vrachtvervoer de waterstof volledig omarmen, voordat producenten in grootschalig aanbod gaan voorzien. Hoewel deze sectoren bezig zijn om meer gebruik te maken van waterstof, heeft het nog niet de overhand. Pas wanneer dat het geval is, volgen schaalbare toepassingen voor woningen waar jij en ik efficiënt gebruik van kunnen maken.


Verminderen energievraag belangrijke factor

Net zo belangrijk in dit vraagstuk is het verminderen van de totale energievraag van wonend Nederland. Goed isoleren en ventileren is dan ook een schakel die niet in deze discussie mag ontbreken. Op het moment dat wij onze energievraag beperken tot het minimum, komen we automatisch dichterbij ons doel om ‘groen’ te leven. Er is dan minder energie nodig om te voldoen aan onze behoefte. De energievraag die er vervolgens nog is kan makkelijker worden opgevangen met maximale productie aan groene stroom, groen gas en overige milieuvriendelijke brandstoffen. Zo kan wonend Nederland een belangrijke bijdrage leveren aan het verminderen van de totale CO2 uitstoot, waar ze toch voor gauw 20-25% verantwoordelijk voor is.

Moeten we nu massaal met elkaar naar volledig elektrische oplossingen toe? Nee, niet ieder huis is momenteel direct geschikt voor deze stap. Ook is het belangrijk om de investering in ogenschouw te nemen. Daarom pleiten wij als Powerly ervoor om een individuele aanpak te kiezen per huis en huishouden. Dan kun je een maatplan maken voor jouw situatie en het maximale rendement halen om jouw doel te bereiken. Of dat nu geld besparen is, je CO2 uitstoot verminderen, je comfort verhogen of een combinatie van die drie. Met een persoonlijk maatplan haal je het maximale rendement.


Drie belangrijke tips voor nu

  1. Verminder je energievraag door goede isolatie en ventilatie. Ventilatie is minstens zo belangrijk als isolatie. Zo zorg je voor een gezonde leefomgeving voor jezelf en je huishouden.
  2. Bekijk welke stappen interessant zijn voor jouw huis en woonsituatie. Kopieer niet blind de acties van je buren, want die kunnen voor jou wel eens onvoordelig zijn. Schakel hier desgewenst een expert voor in. De kosten van de expert verdienen zich gemakkelijk terug, je voorkomt een miskoop en haalt beter rendement uit je beslissing.
  3. Volg niet blindelings de groeperingen die het hardst roepen en de meeste media-aandacht krijgen. Veel fossiele brandstof bedrijven hebben een geweldig PR-apparaat en lobbygroepen om hun belangen te behartigen. Maar ook de andere kant van het spectrum schuwt het beïnvloeden van de publieke opinie niet. Houd altijd in je hoofd: binnen nu en 20 jaar moeten we van de fossiele brandstoffen af, maar op welk tempo en welke manier verschilt per situatie.

Wist je dat... waterstof het meest voorkomend element is in het heelal?

Hoeveel geld en energie kun jij besparen?

Doe de woningcheck