‘Groene waterstof is een essentiële energiedrager voor de energietransitie’

Hoe kan waterstof worden geproduceerd, in welke gebieden kan het worden gebruikt en wat zijn de mogelijkheden voor de distributie ervan? De studie “Hydrogen Technology Screening”, die in opdracht van de Duitse N-ERGIE Aktiengesellschaft is uitgevoerd door de Friedrich Alexander Universiteit in Erlangen-Nürnberg, heeft zich met deze vragen beziggehouden. Het onderzoeksteam van de leerstoel Energie Procestechniek concludeert dat groene waterstof, geproduceerd uit hernieuwbare energiebronnen, zich in de loop van de energietransitie ontwikkelen tot een essentiële energiedrager, aldus de FAU in een persbericht.

Ook interessant: Voor energie heb je straks de grote stroomproducenten niet meer nodig

Dit geldt vooral voor sectoren die nauwelijks alternatieven hebben om klimaatneutraliteit te bereiken. In tegenstelling tot de mobiliteitssector, die grotendeels kan worden geëlektrificeerd, gaat het hier om industriële processen en grote delen van de verwarmingsmarkt. Een geschikte weg op weg naar klimaatneutraliteit ligt in het op lange termijn blijven gebruiken van de gasnetinfrastructuur en het in toenemende mate vervangen van het huidige aardgas door klimaatneutrale energiedragers zoals waterstof.

Waterstof blijft een schaarse hulpbron

In de studie, die werd uitgevoerd onder leiding van Prof. Dr. Jürgen Karl, wordt er ook op gewezen dat zowel regionale als supraregionale distributiestructuren moeten worden gecreëerd voor de doorbraak van waterstoftechnologieën. Omdat voor de productie grote capaciteiten aan hernieuwbare energie nodig zijn, zal waterstof op korte en middellange termijn slechts in beperkte mate beschikbaar zijn. Bovendien zal het grootste deel ervan niet in Duitsland worden geproduceerd, maar worden ingevoerd.

De meest efficiënte vorm van distributie – althans over lange afstanden – lijkt gasvormig transport via pijpleidingen te zijn Verschillende technologie-opties op de testbank Enerzijds zou regionaal geproduceerde waterstof kunnen worden gebruikt door industriële afnemers in de regio die – vanuit het huidige perspectief – nog lang moeten wachten op een aansluiting op een zuiver waterstofnet.

Het wetenschappelijk onderzoek heeft in het bijzonder drie produktiemethoden bekeken. Ten eerste productie door het splitsen van water met behulp van een elektrolyse. Dit wordt algemeen beschouwd als de sleuteltechnologie voor de productie van groene waterstof en zou bijvoorbeeld kunnen worden gerealiseerd in de nabijheid van potentiële consumenten.

De tweede optie is de productie van waterstof via methaanpyrolyse van biomethaan. In dit proces wordt methaan uit biogas thermisch gesplitst in waterstof en vaste koolstof met behulp van elektriciteit die wordt opgewekt uit hernieuwbare bronnen. In tegenstelling tot verbranding komt er bij dit proces geen klimaatschadelijke CO₂ vrij. Per saldo wordt door dit proces zelfs CO₂ uit de atmosfeer verwijderd. De door pyrolyse verkregen waterstof zou kunnen worden toegevoegd aan de warmtekrachtcentrale om het aandeel van CO₂-neutrale stadsverwarming in Neurenberg verder te vergroten.

Energie uit zuiveringsslib

Een derde mogelijkheid om waterstof te produceren, die tot dusver minder aandacht heeft gekregen in het publieke debat, is de thermochemische omzetting van biogene residuen. Zo wordt bijvoorbeeld biomassa of zuiveringsslib vergast met behulp van warmte. In de daaropvolgende bewerking wordt de waterstof gescheiden van het verkregen synthesegas. Binnen dit proces lijkt de elektrisch verwarmde vergassing van biomassa met stoom, die nog weinig is onderzocht, bijzonder veelbelovend, omdat het een bijzonder hoog rendement belooft als de technologie rijp genoeg is. Ongeveer tweederde van de energie die wordt gebruikt om waterstof te produceren is afkomstig van biomassa en slechts ongeveer eenderde van elektriciteit.

De volledige studie, samengesteld door de FAU en gepubliceerd door de Energiecampus Neurenberg (EnCN), is beschikbaar als download.

Lees ook het IO-dossier over waterstof.