vrijdag 1 september 2017

Waterstof als energiedrager: 'is dat niet gevaarlijk?'

Sinds de social media impact van de filmopname van de explosie van de Hindenburg zeppelin in 1937 is waterstof 'not done' vanwege veiligheid. Ook kent iedereen wel het scheikundeproefje 'knalgas' maken, waarbij elektrolyse van water wordt gedemonstreerd door de belletjes in het water aan te steken. Elke keer als ik zeg dat ik de opkomst van de waterstofeconomie met interesse volg, krijg ik de vraag 'is dat niet gevaarlijk, die zeppelin, die explosie'. Het zit er blijkbaar diep in, ondanks dat het al 80 jaar geleden is.

Waarom dan toch de toenemende interesse, innovatie en investering in waterstof als energiedrager? Gewoon omdat we het goed kunnen gebruiken in de huidige energietransitie. 

 
Deze waterstofauto tankt bij een tankstation in Londen (credits ITM Power)


De productie van duurzame energie, met name elektriciteit komt nu eindelijk op gang met de grootschalige wind- en zonprojecten. Deze productie (met name windenergie) vindt veelal plaats op locaties die ver van de afnemers gelegen is en op momenten dat er weinig behoefte aan is, bijvoorbeeld s'nachts. Om deze 'onbalans' te herstellen worden op dit moment nog productiemiddelen (b.v. windmolens) stilgezet, tientallen kilometers zware elektrakabels door land en zee getrokken en ingezet op opslagmedia, zoals batterijen. 


Waterstof is een energiedrager, een klein molecuul, volumeus en het is een brug tussen elektriciteit en brandstof. Via elektrolyse maak je waterstof uit water, wat je op allerlei manieren kan toepassen in diverse kringlopen en is duurzaam als de bron van de elektriciteit duurzaam is, bijvoorbeeld zon-, wind-, waterkracht of biomassa. Dus 'overtollige' duurzame elektriciteit kan ongehinderd waterstof opleveren, is een extra inkomstenbron voor deze installaties en kan in energie(gas)centrales weer opnieuw omgezet worden in elektriciteit als er piekvraag is. 


Het waterstof kan in cilinders onder hoge druk (350 - 700 bar) getransporteerd worden (bv. in schepen, maar ook in de waterstofauto), maar het kan ook in het bestaande aardgasnet tot circa 30% worden bijgemengd, zodat je het in je fornuis kan gebruiken. Hierdoor hoeven niet alle 7 miljoen bestaande aansluitingen direct 'van het gas af'.


Bij lekkage vervliegt het waterstofgas gelijk, het is zo licht, dit in tegenstelling tot propaangas wat gaat liggen rondom de lekplaats en zo sneller tot gevaarlijke situaties kan lijden. Op circa 30.000 locaties in Nederland staat een propaantank en er is bijna nooit een calamiteit, dus veiligheid is een aandachtspunt, ook voor waterstof, maar niet in die mate dat het een beperking hoeft te zijn. 


Op dit moment wordt waterstof in personenauto's geïntroduceerd; een elektrische auto met een brandstofcel op waterstof, wat momenteel nog voor meer kilometers tussen een tankbeurt én een kortere tanktijd oplevert t.o.v. het rijden op elektronen. De meerwaarde zit niet in de personenauto's, maar in de zware transportmiddelen zoals trucks en schepen; grote zware accupakketten zijn minder handig dan een tank met waterstof, ook voor de benodigde laadinfrastructuur. 


Net als elektrisch vervoer werd ook waterstof in het begin van de vorige eeuw verdrongen door fossiele brandstoffen, zoals diesel, benzine, maar ook aardgas. Het stadsgas van vroeger was >50 % waterstof, maar werd gemaakt uit kolen. Het huidige waterstof wordt nog veelal gemaakt uit aardgas, maar op steeds meer plaatsen uit duurzame elektriciteit en zal zo bij gaan dragen aan de energietransitie in de komende decennia. 


Bij alle genoemde toepassingen zijn nog veel innovaties in de waterstofeconomie nodig om de (energie)efficiëntie van omzetting te verhogen, technieken te verbeteren en veilig gebruik mogelijk te maken.



2SPACE.NET