Wat als we geen waterstof willen?

De ambities van de overheid wat betreft waterstof zijn groot. Het Nationale Waterstof Programma laat zien dat de overheid vol voor waterstof als energiesysteem van de toekomst wil gaan. Maar, hoe staat onze waterstofsamenleving en -economie er eigenlijk voor? In de zomerserie ‘Nederland, waterstofland’ bespreken we met technici en wetenschappers de stand van zaken aan de hand van thema’s uit het Nationale Waterstof Programma. In deze achtste en laatste aflevering: wat als we geen waterstof willen?

Groene waterstof is nu nog duur. Er is nog geen vraag naar. Fossiele brandstof is nou eenmaal goedkoper. Om groene waterstof goedkoper te maken, is opschaling nodig en daar is weer meer vraag naar groene waterstof voor nodig. Het lijkt een kip-ei verhaal. Maar wat als we helemaal geen waterstof willen? Is er een alternatief en wat is de prijs daarvan?

“Het is eigenlijk andersom”, zegt Kornelis Blok, hoogleraar Energy  Systems Analysis aan de TU Delft. Hij ziet drie opties voor de brandstof die nodig is in de zware industrie en de lucht- en scheepvaart: biobrandstoffen, fossiele brandstoffen met ondergrondse CO₂-opslag – ook wel carbon capture and storage (CCS) genoemd – of een kunstmatige brandstof zoals groene waterstof. “Waarom we zo graag waterstof willen, is omdat die andere twee juist niet zo populair zijn. Niet onder politici en niet onder burgers.”

Brandstof

Voor Blok is het klimaatprobleem een probleem van de lange termijn. “We moeten in 30 jaar van de CO₂-uitstoot af. Alles wat er in de tussentijd minder de lucht gaat is winst. Dan verwelkom ik fossiele toepassingen met CCS, zoals blauwe waterstof, al is dat niet de oplossing voor de eeuwigheid.” 

Biobrandstoffen worden nu ook al veel gebruikt, gaat Blok verder. “Dat kun je betrekkelijk snel opschalen. De problemen die zich voordoen, lossen we al werkende op.” Zoals het probleem van indirecte ontbossing. Op de plekken waar biobrandstoffen werden geteeld, werden andere gewassen verdrongen. “En op die plekken vond dan ontbossing plaats.”

De Europese Unie deed er onderzoek naar. “Het bleek dat vooral palmolie tot die ontbossing leidde. Daarom het besluit om palmolie als biobrandstof uit te faseren.” Volgens Blok is het ondanks die problemen toch verantwoord biobrandstoffen te gebruiken. “Er wordt serieus iets aan de problemen met biomassa gedaan. Her en der zijn er nog wel uitwassen, maar die zijn wel beperkt.”

Niet goedkoop

Geen van deze alternatieven zijn goedkoop, stelt Blok. “CCS kost nog altijd zo rond de 100 euro per ton vermeden CO₂. Biobrandstoffen variëren enorm, je hebt goedkope afvalstromen die nog wel betaalbaar zijn, maar zo gauw je biobrandstof gaat telen, is die ook meteen redelijk duur.” Groene waterstof is misschien niet goedkoop, maar de alternatieven zijn nog duurder. Die alternatieven goedkoper maken, lijkt niet echt in het verschiet te liggen.

Niets is ideaal, aldus Blok. Zo blijkt bijvoorbeeld uit het onderzoek ‘Belevingen’ van het CBS dat Nederlanders, van 18 jaar en ouder, vooral het gebruik van zonne- en windenergie toejuichen, 83 procent, respectievelijk 73 procent. “Maar vraag je mensen waar de windmolen voor groene stroom moet komen te staan, dan liever niet bij hen in de buurt.”

Ook als er op de Noordzee meer windturbines moeten komen voor de groene waterstof, dan spelen daar weer andere belangen, zegt Blok. “Men wil wel dat er iets gebeurt, maar de ruimte die we hebben is beperkt.”

Energie-dichtheid

Volgens Ronnie Belmans, hoogleraar elektrische energie aan de KU Leuven een adviseur van de Raad van Bestuur van EnergyVille, kan waterstof in theorie alles, maar niets heel goed. Hij stelt nadrukkelijk dat groene waterstof “enkel goed is voor toepassingen in de industrie”. “Het is zeer inefficiënt om het te gebruiken voor personenvervoer of vrachtvervoer. Dat gaat veel beter met batterijen. Ook is het voor de verwarming van huizen en gebouwen inefficiënt vergeleken met warmtepompen.”  

Groene waterstof inzetten als brandstof voor schepen of vliegtuigen die lange afstanden afleggen, is ook een optie. Maar dat zal eerder met ammoniak, methanol of methaan gebeuren geproduceerd vanuit waterstof dan met waterstof op zich, zegt Belmans. “De energiedichtheid van waterstof is om te janken.” In gasvorm geeft het 0,01 MegaJoule energie per liter, in vloeibaar 10 MegaJoule per liter. De dichtheid van methanol is 15,6. “Zet daar de energiedichtheid van diesel tegenover, 34,2. Dan betekent dat als je waterstof in een vliegtuig wilt gebruiken je een enorme tank nodig hebt. Met methanol al een twee keer zo grote.”

Geen toenemende vraag

Belmans leest in veel papers dat onderzoekers veronderstellen dat de vraag naar waterstof in de industrie toeneemt. Uit onderzoek van Agora blijkt echter dat de vraag constant blijft. Nu gaat het gebruik van waterstof vooral naar de chemie en raffinaderijen, legt Belmans uit. Raffinaderijen gebruiken het om de brandstof voor onder meer auto’s, vliegtuigen en schepen te maken. “Verdwijnt de vraag naar fossiele brandstoffen, dan is die waterstof in de raffinaderijen niet meer nodig. Er is wel weer meer waterstof nodig om bijvoorbeeld plastic te recyclen. Dus aan de ene kant vermindert de vraag en aan de andere kant vermeerdert de vraag.” 

Hoog inzetten op waterstof, zoals het NWP beoogt, is voor Belmans onlogisch. “Nederland spreekt over 4 GigaWatt aan elektrolysers met groene stroom, forget it.” Voor groene waterstof is groene stroom in de vorm van zonne- of windenergie nodig. “Die groene waterstof of andere molecules moeten we importeren van plaatsen waar groene stroom in overvloed is.” Belmans berekende met zijn onderzoeksgroep hoeveel groene stroom we in de loop der tijd kunnen verwachten. “Het aanbod neemt stelselmatig toe, in 2030 voorspellen bedrijven in zonne- en windenergie dat ze ongeveer 1650 TerraWatt uur maken in Europa. Dat neemt toe tot in 2050 tot zo’n 5050 TerraWatt uur. Dat is puur de vraag naar zonne- en windenergie voor ons normaal elektriciteitverbruik, vervoer, elektrische warmtepompen en verhoogd industrieel verbruik in nieuwe toepassingen.”

Efficiëntere toepassingen

Gebruik je die groene stroom voor de 4 GigaWatt aan elektrolysers om er groene waterstof van te maken, dan neem je die stroom weg voor andere efficiëntere toepassingen, stelt Belmans. “Dan wordt daar weer de grijze stroom of ‘goede oude’ brandstof voor gebruikt, waardoor de CO₂-uitstoot toeneemt. Groene waterstof maken, neemt groene elektriciteit weg voor toepassingen die efficiënter zijn.”

Er is volgens Belmans geen silver bullet. Voor hem is het wel zeker dat waterstof niet de “evidente winnaar is”. Dat er wel zo hoog op wordt ingezet, verklaart Belmans met het ‘Hammer-syndroom’, van Maslow. “Als je altijd een hamer gebruikt, dan behandel je elk probleem als een spijker.” Zo kijkt Belmans naar wat er in Nederland gebeurt. “Nederland is ervaren met pijpleidingen en zoekt met die pijpleidingen naar een oplossing.”

Alles is nodig

Volgens Blok is Belmans’ efficiëntie argument correct. “Maar zoals mijn collega Ad van Wijk zegt, doet dat er niet toe. Het gaat erom hoeveel het kost.” Zo geven zonnepanelen in de Sahara 2,5 keer zoveel stroom op, zegt Blok. “Dan heb je een groot deel van dat efficiëntie verlies weer gecompenseerd. Het efficiëntie-argument is correct, maar niet alles beslissend. Je moet soms de combinatie hebben omdat je vaak geen alternatief hebt voor brandstof.”

Waterstof is niet het antwoord op alles, gaat Blok verder. “We hebben alle alternatieven voor fossiele brandstoffen en stroom nodig om de klimaatdoelen te halen. Dus ook groene waterstof. We moeten uitzoeken waar we het voor gaan gebruiken.”

De vraag: “wat als we geen waterstof willen”, lijkt er niet toe te doen. We hebben alle alternatieven nodig om in 2050 CO₂-neutraal te zijn. Dat kost sowieso geld. Durft de overheid te investeren en grote beslissingen te maken, of blijft het bij onderzoeken en oriënteren?

Meer lezen over waterstof? Lees hier de complete serie tot nu toe.