Wat is groene waterstof?
Waterstof is een chemisch element dat 75 procent van de totale massa van het universum uitmaakt. Het is het meest voorkomende, lichtste en eenvoudigste element in het universum. Kortom in overvloed voorhanden. Waterstof bestaat uit 1 proton en 1 elektron en bevindt zich in 2/3 van alle moleculen op aarde.
Waterstof is een gas bij kamertemperatuur, maar verandert bij -253 °C in een vloeistof en bij -259 °C in een vaste stof. Bij verbranding van waterstof ontstaat geen CO₂, SOx of fijnstof en het verbrandingsproduct is 100% water.
Waterstof is op zich geen duurzame energie, maar een energiedrager, een manier om duurzame energie om te zetten, en om op te slaan.
Waar vindt men waterstof?
Waterstof op zichzelf komt niet van nature voor op aarde. Sterren gebruiken het als brandstof om energie te produceren, en ook tussen sterren wordt waterstof gevonden. Om op aarde waterstof te creëren, moet het ontleed worden uit componenten die waterstof bevatten, bijvoorbeeld water. 1 watermolecule bevat 2 atomen waterstof en 1 zuurstofatoom. Alleen in de atmosfeer bevindt zich een kleine hoeveelheid waterstof (0,00055%). Omdat de aantrekkingskracht van de aarde te klein is, ontsnappen deze zeer lichte atomen in de ruimte. De massa die zo verloren gaat, is 95.000 ton per jaar.
Productie van waterstof
Omdat waterstof niet vrij beschikbaar is en niet kan worden gewonnen, moet het worden geproduceerd. Productie van waterstof kan op verschillende manieren. Een van de belangrijkste methodes is de winning van waterstof uit aardgas (CH₄) met stoom methaan reformatie (MSR), ook wel stoomreforming genoemd. Dat is een chemisch proces waarbij koolwaterstof in aanwezigheid van stoom en/of zuurstofgas en eventueel een katalysator wordt omgezet in een waterstofrijk gasmengsel. Aardgas wordt samengevoegd met stoom bij een temperatuur van 850 °C en een druk van 25 bar. Bij dit proces ontstaat waterstof plus CO2 dat eventueel kan worden opgevangen.
Grijs, bruin, blauw of groen
De winning van waterstof uit fossiele bronnen wordt grijze of bruine waterstof genoemd. Wordt in het proces CO₂ opgevangen en daarna opgeslagen, dan heet dit blauwe waterstof. Blauw, omdat de CO₂ in principe niet in de vrije atmosfeer terechtkomt. Als MSR is toegepast met groen gas, kan via deze techniek groene waterstof worden gemaakt.
Wanneer waterstof toepassen?
Toepassing van waterstof is op dit moment duurder dan dat van aardgas en moet geen doel op zich zijn. Er kunnen echter verschillende redenen zijn om waterstof toe te passen.
- Wanneer duurzame energieproductie niet kan worden gerealiseerd zonder toepassing van waterstof (geen transportcapaciteit)
- Wanneer verhogen van transportcapaciteit te duur is. Transport van gasvormige energiedragers is over het algemeen efficiënter, heeft minder ruimte nodig en is dus ook vaak goedkoper, zeker bij de mogelijkheid van gebruik van huidige gasleidingen
- Curtailment; downgraden maximaal vermogen van zonneweides beperkt de extra investering in distributieleidingen en middenspanningsstations. Daarnaast verhoogt het de bedrijfsuren van de elektrolyser, zodat waterstof tegen een lagere prijs gemaakt kan worden