Over deze column:
Apple medeoprichter Steven Jobs stond bekend om zijn vermogen mensen te boeien. Dat talent werd wel het “Reality Distortion Field” genoemd. Met “RDF” illustreerde men Jobs’ overweldigende verkoop- en overtuigingskracht. Iedereen die in dat ‘veld’ terecht kwam, zou de uitspraken van Jobs nauwelijks meer in twijfel trekken en zijn producten zonder meer kopen.
Het RDF van waterstof
De toekomst van het energiebeleid ligt in waterstof. Legioenen politici, vooral in Duitsland maar ook internationaal, hebben zich al enige tijd op de mogelijkheden van dit energierijke gas gestort en mensen hiermee een rooskleurige toekomst voorgespiegeld. Helaas komt waterstof niet als natuurlijke grondstof in de wereld voor. Het moet eerst worden geproduceerd.
Grote vraag naar stroom
Er zijn verschillende manieren om waterstof (H2) te produceren. Tegen de achtergrond van de klimaatcrisis zijn de klassieke CO2-uitstotende processen natuurlijk uit den boze. De enige remedie is “groene” waterstof. Dit moet echter worden geproduceerd door middel van elektrolyse. Elektrolyse is elektriciteitsintensief. Om verdere emissies te voorkomen moeten hernieuwbare energiebronnen worden gebruikt. Voor de productie van 1 kg waterstof met een energiedichtheid van 33,33 kWh, is echter ongeveer 55 kWh nodig. Dat is het slechte nieuws. Om dat in perspectief te plaatsen: 1 kg waterstof bevat bijna evenveel energie als 3 kg benzine. Dat is het goede nieuws.
Waterstof voor energieopslag
In de automobielindustrie wordt waterstof daarom vaak beschouwd als een alternatief voor energieopslag in plaats van batterijen. Door de hoge energiedichtheid van het gas zou het bij uitstek geschikt zijn om batterijen te vervangen. Helaas moet waterstof echter door een brandstofcel om zijn energie-inhoud om te zetten in elektriciteit. Deze elektriciteit drijft dan de elektrische motor aan, net als in een batterij-elektrisch voertuig.
OEM’s zoals BMW, Hyundai en Toyota richten zich nog steeds op het waterstofvoertuig als alternatief voor het batterij-elektrische voertuig. Ook het toekomstige langeafstandsvervoer van zware vrachtwagens lijkt alleen mogelijk met H2-vrachtwagens. Het addertje onder het gras is echter dat de omzetting van waterstof in elektriciteit door middel van een brandstofcel nog steeds verliesgevend is. Zo is 1 kg waterstof voldoende voor ongeveer 100 km bereik in een auto en veel minder in een vrachtwagen. Dit klinkt op het eerste gezicht positief, maar het is eigenlijk niet erg efficiënt. Want als de 55 kWh die nodig is om de waterstof te produceren rechtstreeks in een batterij zou worden ‘getankt’, zou een dergelijk voertuig meer dan 300 km kunnen afleggen.
Energie-rendement
Het wordt nog erger. Het Federale Ministerie van Transport (BMVD) heeft zojuist weer laten zien dat ze daar iet eens kunnen rekenen. De waterstofverbrandingsmotor in vrachtwagens wordt gepromoot. Dat is gunstig voor BMW, Deutz (motoren) en anderen die deelnemen aan het HyCET-initiatief (Hydrogen Combustion Engine Trucks). Het addertje onder het gras: het rendement van een dergelijke motor is slechts 50 procent van dat van een brandstofcelvoertuig. Daarom zou de bovenstaande 100 km 110 kWh duurzame elektriciteit kosten…
Maar daarbij is niet eens rekening gehouden met de energie die nodig is voor het vervoer van waterstof, de opslag en het tanken van een brandstofcelvoertuig. Ook hier wordt nog meer elektriciteit verbruikt.
Redding van de ecologische transformatie
Het probleem van duurzame energieopwekking ligt vooral in de opslagcapaciteit. De volatiliteit van de elektriciteitsproductie zorgt hier voor grote problemen. Tussen de extremen van te weinig zon en wind en hoge opwekking door ideale omstandigheden in, willen eco-fans de opwekking van hernieuwbare energie meer ‘crisisbestendig’ maken door middel van energieopslag.
De opslag van elektriciteit is extreem duur en energie-intensief. Het gebruik van lithium-ionbatterijen kan de nationale economieën op kosten jagen die op geen enkele manier te rechtvaardigen zijn. De grondstofkosten voor lithium, kobalt en dergelijke kunnen gigantische proporties aannemen. Dan blijft waterstof over als alternatief. Wat is er, volgens de argumentatie van de ecologen, op tegen om overtollige elektriciteit rechtstreeks als waterstof op te slaan via elektrolysers? Niets eigenlijk, alleen beweegt het de naald helaas nauwelijks.
Gasturbines
Het Amerikaanse portaal gasturbineworld.com heeft het probleem eens bekeken. De berekeningen geven niet veel hoop. De waterstofopbrengst van alle windturbines in de VS (geïnstalleerd vermogen: 122 GW) via elektrolysers zou veel te laag zijn en zou slechts twee gasturbines gedurende 4000 uur elk van stroom kunnen voorzien. Dat is minder dan een conventionele elektriciteitscentrale normaal produceert.
Veel te weinig voor alle mogelijke toepassingen van groene waterstof. Als de Duitse chemische industrie in de toekomst CO2-neutraal gaat produceren, dan is er alleen voor die sector al even veel stroom nodig als de totale Duitse elektriciteitsbehoefte op dit moment. Dit komt ook omdat waterstof hier een andere rol speelt als productcomponent. Denk maar aan eFuels en andere koolwaterstoffen.
Het sprookje van de energiepolitiek
Een realistisch energiebeleid staat garant voor welvaart en klimaatbescherming overal ter wereld. Goedkope, betaalbare en schone energie is daarvoor een voorwaarde. Europa bevindt zich momenteel midden in een energiecrisis van eigen makelij. Dit werd veroorzaakt door een misplaatst beleid dat vooral in Duitsland tot een vreemd resultaat leidde. Door de focus te leggen op een hernieuwbare, onstabiele energieproductie en tegelijkertijd kernenergie en steenkool tegelijkertijd te willen uitfaseren, ontstond de enorme afhankelijkheid van goedkoop Russisch gas.
Het kalf is al verdronken
Is er hier nog redding mogelijk? Ik denk het wel, maar deze redding zal lang duren, moeilijk over te brengen zijn aan een minderheid en honderden miljoenen euro’s kosten. De ontwikkeling van duurzame energieproductie in Duitsland heeft inmiddels meer dan 450 miljard euro gekost. Helaas is het aandeel van de primaire energieproductie in dat jaar minder dan 30 procent. Een kerncentrale van de nieuwste generatie met een verzekerd vermogen van 1200 MW kost momenteel 15-20 miljoen euro.
Atoomcentrale
Voor 450 miljoen euro had Duitsland naast de bestaande kerncentrales (die op drie na zijn gesloten) minstens 24 TW aan constant vermogen kunnen installeren. Genoeg om volledig af te stappen van gas, kolen en andere fossiele energieproducenten en de ecologische transformatie te verwezenlijken. Tegen de achtergrond van de elektrificatie van de gehele nationale economie, de toenemende elektromobiliteit en de omschakeling van gasverwarming naar elektrische warmtepompen is dit een alternatief dat het overwegen waard is.
Invoer van waterstof
Het is een schande dat Europa kernenergie als technologie bijna volledig heeft opgegeven. De knowhow is gemigreerd en is in Frankrijk en Zweden op zijn best nog in rudimentaire vorm beschikbaar. Polen koopt daarom zijn geplande kerncentrale in Zuid-Korea. Dat brengt ons terug bij waterstof: de waterstofmaatschappij van de toekomst zal ook enorme hoeveelheden energie nodig hebben, die wind- en zonne-energie in deze hoeveelheid nauwelijks kunnen leveren, om nog maar te zwijgen van het verbruik van land en grondstoffen.
Maar ook hier denken de Duitsers dat ze heel slim zijn; zoals gewoonlijk. Zij rekenen op de invoer van de benodigde hoeveelheden H2 uit derde landen, ‘waar de wind altijd waait en de zon altijd schijnt’. Zo zijn Duitsers: ze vertrouwen graag op derden en merken niet hoe ze al op volle snelheid de volgende muur van afhankelijkheid inrijden.
