artikel

“Waterstof is een modewoord geworden in Nederland”

energie

Mascha Smit, lector duurzame energie aan de HAN University of Applied Sciences, is al haar hele carrière met waterstof bezig en heeft haar hart aan het schone molecuul verloren. Toch probeert ze het huidige enthousiasme in Nederland vooral een beetje te temperen. “Waterstof is onmisbaar in de energietransitie, maar laten we ons niet verkijken op wat er nog moet gebeuren.” 

“Waterstof is een modewoord geworden in Nederland”

Tekst: Hidde Middelweerd  Beeld NFP Photography

Smit houdt zich sinds de jaren ’90 af en aan bezig met waterstof. Een kleine greep uit haar CV: in 1993 studeerde ze af op het onderwerp brandstofcellen en van 2012 tot 2016 vervulde ze verschillende functies bij brandstofcelbedrijf Nedstack. Sinds 2016 staat ze aan het hoofd van de onderzoeksgroep Duurzame Energie aan de HAN. Ze focust zich in deze rol op verschillende thema’s binnen de energietransitie, al heeft waterstof haar absolute voorkeur. 

Voor grootschalige energieopslag over langere periodes kun je niet om moleculen heen

Eerst even dit: waar komt die voorliefde voor waterstof vandaan? 

“Het principe is zo mooi: waterstof kun je overal ter wereld omzetten in bruikbare energie voor uiteenlopende doeleinden, van elektriciteit en transport tot verwarming in de gebouwde omgeving. En dat allemaal zonder CO2-emissies en afhankelijkheid van petrochemische, geopolitieke situaties. Het is een schone keten die heel breed toepasbaar is.” 

Energieopslag

“Daarnaast hebben we waterstof keihard nodig in de energietransitie. We kunnen duurzame energie al wel opwekken, maar niet altijd op de plek en het tijdstip waar dat nodig is. Daarnaast leidt de groei van duurzame energiebronnen op den duur tot overbelasting van het elektriciteitsnet. Met andere woorden: we moeten met energieopslag aan de gang. Op kleine schaal en voor korte periodes lenen batterijen zich daar uitstekend voor, maar voor grootschalige energieopslag over langere periodes kun je niet om moleculen heen. Dan kom je al snel bij waterstof uit; het is het simpelste en schoonste molecuul dat er is.” 

Toch zet je je vraagtekens bij het huidige enthousiasme over waterstof in Nederland. Waarom? 

Waterstoftechnologie is alleen nog erg kostbaar vergeleken met huidige verwarmingsoplossingen

“Het is een modewoord geworden. Waterstof is na de aardgasproblematiek in Groningen naar voren geschoven als de oplossing voor al onze problemen, maar ik heb een beetje moeite met die hype. Ja, waterstof is onmisbaar in de energietransitie. Maar voordat het die rol kan vervullen, moet er van alles gebeuren. Dat kost veel tijd en heel veel geld. Daar moeten we ons niet op verkijken.” 

Wat zijn de belangrijkste dingen die moeten gebeuren, volgens u? 

“Technisch gezien kunnen we de benodigde systemen voor een waterstofeconomie al ontwikkelen. Natuurlijk moeten ze goedkoper en efficiënter worden en moet de levensduur omhoog, maar op papier kan het allemaal. Daar zit het probleem niet. De tijd en kosten die gepaard gaan met grootschalige implementatie, dáár zit de bottleneck.”

Megawatt-elektrolysers

Neem het begin van de keten: waterstofproductie. Als we de groene stroom van toekomstige offshore windparken in waterstof willen opslaan, hebben we gigawatt-elektrolysers nodig. Nogmaals, op technisch vlak zie ik geen problemen; megawatt-elektrolysers bestaan al lang en verschillende bedrijven hebben de ontwerpen voor elektrolysers van 50 megawatt al klaarliggen. Maar het wordt ontzettend duur om elektrolyse-fabrieken van 1 gigawatt of meer neer te zetten. En dan ben je er nog niet: hoe gaan we de waterstof vervolgens transporteren en opslaan? Dat is een uitdagende en dure klus. Dat besef mis ik een beetje in Nederland.” 

Hoe kijkt u aan tegen waterstof als verwarmingsoplossing voor de gebouwde omgeving? 

“Ook daar geldt: technisch gezien kan het allemaal. Maar er moeten veel aanpassingen worden gedaan voordat we de pilotfase kunnen ontgroeien, zowel aan de transportinfrastructuur als de verwarmingsinstallaties in huis. En belangrijker nog: de kosten liggen vooralsnog veel te hoog.” 

Laten we bij transport beginnen: is het Nederlandse aardgasnetwerk klaar voor waterstof? 

Nu nog nietWaterstof is een heel klein en licht molecuul, waardoor het relatief gemakkelijk ontsnapt. Een recente studie van KIWA wijst weliswaar uit dat de leidingen in ons aardgasnetwerk geschikt zijn voor waterstof, maar naar zaken als lasnaalden en koppelstukken is nog niet gekeken. Daar bestaan mogelijk wel risico’s. 

Daar komt bij dat waterstof geurloos is, wat gevaarlijk kan zijn bij lekkages. De geurstof die we van oudsher gebruiken voor aardgas (dat van nature ook geurloos is) bevat zwavel, maar dat is funest voor de meest gebruikte brandstofcellen. We moeten dus een alternatieve geurstof gebruiken, maar daar zijn nog geen studies naar gedaan.” 

Genoeg te doen dus… 

“Zeker. Juist omdat waterstof zo’n licht molecuul is, zit er per volume-eenheid weinig energie in. Om je een idee te geven, één kilo waterstofgas neemt bij atmosferische druk 11 kubieke meter in beslag. Met andere woorden: je moet het comprimeren om voldoende energie te kunnen opslaan en transporteren, wat betekent dat je met een hogere druk moet werken in het aardgasnetwerk. Daar moeten allerhande systemen, zoals de gasmeters, ook op aangepast worden.  

Waterstof heeft daarnaast net even andere eigenschappen dan aardgas, waardoor vakmensen ook opnieuw opgeleid moeten worden. Dus inderdaad: genoeg te doen. Het klaarstomen van het aardgasnetwerk voor waterstof is een gigantische klus, waar we het prijskaartje nog niet van weten. Maar een duur grapje wordt het zeker.” 

En hoe zit het met de cv-ketel? Is die klaar voor waterstof? 

“In Japan zijn al meer dan 120.000 cv-ketels met brandstofcel geplaatst. Die maken weliswaar gebruik van aardgas, maar het gaat om waterstoftechnologie. Dat kan en dat werkt. Het is alleen nog erg kostbaar vergeleken met huidige verwarmingsoplossingen.” 

Veel kosten en tijd dus. Maar als ik het goed begrijp is verwarmen met waterstof technisch gezien mogelijk? 

“Daar waar we nieuwe wijken bouwen, kunnen we de verwarmingssystemen en -netwerken meteen geschikt maken voor waterstof, dat is geen enkel probleem. Maar de vervolgvraag is: waar haal je je waterstof vandaan? Bij waterstofproductie geldt: hoe kleiner de schaal, hoe hoger de kosten. Met andere woorden, goedkope groene waterstof produceer je alleen als je dat op grote schaal, op continue basis en tegen een lage elektriciteitsprijs doet. Dat is problematisch als je een wijk met waterstof wilt verwarmen, want waterstof wordt nog niet op die manier geproduceerd.” 

Autonoom systeem

Er wordt wel geëxperimenteerd met lokale waterstofproductie in dergelijke wijken, compleet met zonnepanelen die de benodigde elektriciteit produceren, maar dat is vooralsnog erg duur. We hebben bij de HAN een studie gedaan naar zo’n autonoom systeem voor één woning: dat blijft de aankomende tien jaar tot een factor twee duurder dan conventionele energie. Daar ontkom je niet aan. Met andere woorden: het blijft de aankomende jaren simpelweg te duur.”  

Hoe krijgen we de kosten omlaag? 

“Dat heeft tijd nodig. Waterstofproductie moet in de aankomende jaren gestaag toenemen en de technologie moet doorontwikkeld worden, zodat de kosten dalen. Zo simpel is het. Toch verwacht ik dat waterstof de aankomende jaren steeds interessanter wordt. Wanneer het huidige energiesysteem duurder (en op een keer onhoudbaar) wordt, moet men wel naar alternatieven kijken. Ook als die duurder zijn. Dat zag je gebeuren bij de aardgasproblematiek in Groningen. Ineens stond waterstof weer op de kaart.  

Daar ligt overigens een belangrijke taak voor de overheid. Die kan dat proces versnellen, bijvoorbeeld door middel van CO2-heffingen.” 

Wat kunnen we de aankomende jaren verwachten op het gebied van waterstof? 

“Dat vind ik een lastige vraag. Ik hoorde in 1993 al dat waterstoftechnologie binnen het decennium op schaal geïmplementeerd zou worden. Dat viel vies tegen. Het grote verschil tussen toen en nu: de noodzaak van klimaatverandering is nu aanwezig is en de technologie staat klaar om gecommercialiseerd te worden. 

Ik verwacht veel op het gebied van vervoer en transport. Waterstofauto’s hebben al ongeveer dezelfde prijs als een Tesla Model S en een volle tank waterstof kost niet veel meer dan een volle tank benzine. Als de overheid in de beginfase financieel bijspringt, kan het snel gaan. 

Als verwarmingsoptie in de gebouwde omgeving heeft de technologie nog wat langer nodig. Ik verwacht in de aankomende jaren veel pilotprojecten te zien, die demonstreren wat de mogelijkheden zijn, maar nog niet veel meer dan dat.” 

Wat is uw advies in de transitie richting een waterstofeconomie? 

“Dat we het met een realistische blik benaderen. Nederland heeft een lange historie op het gebied van waterstof en deed mee op wereldniveau, maar rond 2009 werd dat om de een of andere reden aan de kant gezet. Toen is er veel kennis en kunde verloren gaan. Nu staat het ineens weer op de kaart en roepen we dat Nederland een waterstofland moet worden. Dat is een mooi streven, maar realiseer wel dat we met een achterstand beginnen. Er moet ontzettend veel gebeuren en we bevinden ons echt in de beginfase.  

Waterstof heeft nog zeker tien jaar nodig voordat het op grote schaal toegepast is. Dat moeten we ons goed realiseren. Anders trekken we over één of twee jaar de stekker eruit, omdat de businesscase nog niet sluitend is. Dat zou doodzonde zijn. Opschaling en kostendaling hebben nu eenmaal tijd nodig; gun waterstof die tijd ook.” 

Gerelateerde visie-artikelen over de energietransitie en verduurzaming van de gebouwde omgeving:

Reageer op dit artikel