EVENEMENTEN
Install Magazine 971 – september 2020
Waterstof als drijvende kracht van de energietransitie
Waterstof wordt steeds meer gezien als een cruciaal element in de energietransitie. Het biedt namelijk niet alleen de mogelijkheid om groene stroom gemakkelijk op te slaan en te transporteren; het is ook een duurzame oplossing voor een aantal toepassingen die anders moeilijk te decarboniseren zijn, zoals luchtvaart. Bovendien is het een sleutel tot een meer circulaire chemie. Een van de sessies van de European Sustainable Energy Week (EUSEW) van afgelopen juni was dan ook getiteld ‘Hydrogen Fueling Europe’s Energy Revolution’, een gezamenlijke organisatie van de EBRD, Cogen Europe en Interreg North-West Europe. We geven enkele krachtlijnen van de presentaties.
Van niche tot centraal element
De populariteit van waterstof als mogelijke oplossing voor het energievraagstuk is de jongste jaren pijlsnel gestegen. Waar het onderwerp voordien beperkt bleef tot enkele specialisten, zoals de brandstofcelsector, stellen nu meer en meer landen en volwaardige waterstofstrategie op. Duitsland wil hier een voortrekkersrol in spelen. Die populariteit bleek ook uit de organisatie van de sessie op EUSEW. Hierbij was niet alleen Cogen Europe betrokken, een voor de hand liggende betrokken partij vanuit WKK-toepassingen van brandstofcellen, maar ook de Europese Bank voor Wederopbouw en Ontwikkeling (EBRD) en Interreg NWE, een regionaal samenwerkingsverband in Noord-West Europa. Het bewijst dat waterstof volop in de aandacht staat van beleidsmakers en financiële instanties.
De oplossing voor de energietransitie?
Door overtollige groene elektriciteit om te zetten in waterstof, kan men namelijk een van de grote problemen van de huidige groenestroomproductie oplossen: het verschil in tijd en plaats tussen de pieken in productie en de pieken in de vraag. Nu gebeurt nog al te veel dat bijvoorbeeld windturbines moeten worden teruggeschakeld, omdat ze meer elektriciteit produceren dan het net kan absorberen. Naarmate men meer overschakelt op grootschalige wind- en zonneproductie, zal dit probleem zich meer en meer stellen. Door de volledige capaciteit van wind en zon te benutten, worden grootschalige projecten daarentegen economisch aantrekkelijker.
Bovendien is waterstof breed inzetbaar. Het kan gebruikt worden om brandstofcellen aan te drijven, maar ook alle huidige verbrandingstoepassingen kunnen zonder al te veel problemen omgebouwd worden om op waterstof te werken, zowel statische branders voor verwarming of processen, als motoren voor allerhande voertuigen. Tenslotte kan het gebruikt worden als grondstof in de chemische industrie.
Minstens even interessant aan waterstof is dat de techniek al bekend is. Waterstof wordt nu al gebruikt, voornamelijk in de chemie; methoden voor opslag en transport bestaan dus al. Men hoeft dus geen volledig nieuwe technologie uit de grond te stampen, met alle risico’s die daaraan verbonden zijn. Er zal wel een aanzienlijke schaalvergroting moeten komen, maar op basis van de huidige ervaring met waterstof en aardgas, zijn er geen fundamentele problemen te verwachten. De aardgassector maakt zich bijvoorbeeld sterk dat het grootste deel van het aardgasnet zonder al te veel moeite kan worden omgebouwd voor waterstoftransport.
Alle kleuren van de regenboog
Bij al deze mooie toekomstvisies mogen we niet uit het oog verliezen dat de ene waterstof de andere niet is. Er wordt namelijk onderscheid gemaakt tussen grijze, blauwe en groene waterstof, terwijl sommigen nog een plaats zien voor blauwgroene of turquoise waterstof. Grijze waterstof is het meest vervuilend: deze variant wordt gemaakt op basis van fossiele brandstoffen, in de eerste plaats aardgas, en hierbij komt heel wat CO2-uitstoot vrij. Blauwe waterstof heeft een lage CO2-uitstoot, maar wordt niet geproduceerd op basis van groene stroom. Het kan bijvoorbeeld gaan om kernenergie. Groene waterstof, tenslotte is koolstofneutraal, omdat de productie op basis van groene stroom verloopt. De typische toepassing is de elektrolyse van water met behulp van groene stroom. De turquoise waterstof is blauwe waterstof, maar waarbij er methoden worden gebruikt om de CO2-uitstoot te beperken, bijvoorbeeld door de CO2 op te vangen.
Het relatieve belang van die van die verschillende types geeft meteen ook de basiskwestie in de hele waterstofdiscussie aan: 95% van de huidige productie bestaat uit grijze waterstof. Als we dus ooit willen komen tot een koolstofneutrale economie, is een gigantische schaalvergroting van de productie van groene waterstof nodig.
Market design: de kip en het ei
Een term die regelmatig terugkwam in de discussies was ‘market design’. De EU moet regels opstellen voor de interne markt voor waterstof, anders komt de sector nooit van de grond. Als een bedrijf gebruik wil maken van waterstof, of toestellen wil produceren voor waterstoftoepassingen, moet het weten of en aan welke voorwaarden dat gas beschikbaar is. Omgekeerd moeten mogelijke waterstofproducenten weten waar de markt is, voor ze investeren in de productie.
De verdeling kan verschillende vormen aannemen: allereerst is er de distributie van pure waterstof, in gasvorm of vloeibaar onder druk. Men kan het ook omvormen tot koolwaterstoffen. Dat kan als gas zijn, zoals methaan of vloeibaar. Bij dat laatste denkt men aan methanol of de verschillende vormen van synthetische brandstof. In een beginfase kan waterstof ook geïnjecteerd worden in het bestaande gasnet om de huidige gastoepassingen te vergroenen.
De gas- en verwarmingssector heeft op dit vlak het meeste vertrouwen. De Europese gasbedrijven zijn ervan overtuigd dat de technische uitdagingen beheersbaar zijn. Ook een scenario met verschillende gastypes of mengsels is voor hen niets nieuws. De fabrikanten van verwarmingsmateriaal zien evenmin grote problemen. De huidige generatie gastoestellen is al geschikt voor een mengsel van aardgas en waterstof. De volgende generatie kan waterstof-compatibel zijn. Voor de verwarmingsindustrie is dit een ‘no regrets’ aanpak. Een verwarmingsketel gaat gemakkelijk 20-25 jaar mee. Dat wil zeggen dat heel wat van de toestellen die de komende jaren geplaatst zullen worden, nog in werking zullen zijn in 2050, als de koolstofneutrale economie een feit moet zijn. Door nu al over te schakelen op waterstofcompatibele gasketels, maakt men die installaties op een eenvoudige manier toekomstbestendig. Zodra groen waterstof beschikbaar wordt, kunnen ze in een handomdraai koolstofneutraal worden. De eigenaars hoeven zich dan geen zorgen te maken om plotse moderniseringskosten. In een verdere stap kunnen ze dan voor meer energie-efficiënte technieken kiezen, zoals brandstofcellen.
Die overgang vereist wel een aangepast reglementair kader van de EU. Zo zou de geschiktheid voor waterstof van ketels en branders kunnen opgenomen worden in de ecodesign-eisen en weerspiegeld in de score op het energielabel. Een andere krachtige hefboom is de energieprestatieregelgeving. Als men het E-peil zou kunnen verbeteren door te kiezen voor ‘H2-ready’ toestellen, zal dat een duidelijke impact op de markt hebben.
Door Alex Baumans
