Groen waterstof wek je op met zon en wind

Foto: Groene waterstof wek je op met zon en wind

Voor bestaande woningbouw is waterstof een aantrekkelijk alternatief voor all-electric, waar peperdure isolatie voor nodig is. Met kleine ingrepen is een woning snel waterstof-klaar, zegt hoogleraar Ad van Wijk. Burgers moeten dan wel eerst gerustgesteld worden, want het element H2 heeft geen al te beste reputatie.

Dit is een verkorte versie van het artikel 'Waterstof heeft de toekomst,' uit vakblad ROm. ROm is gratis voor ambtenaren ruimte, infrastructuur en milieu bij de rijksoverheid, provincies, gemeenten en waterschappen. Word nu abonnee.

Nederland is zeven miljoen bestaande woningen rijk, die de komende jaren van het gas af moeten. Voor nieuwbouwwoningen wordt vaak voor de all-electric aanpak gekozen, maar dit is een zeer kostbare opgave. Veel oude huizen zijn niet maximaal geïsoleerd, terwijl dit wel een vereiste is voor all-electric. Eerder dit jaar berekende corporatiebranchevereniging Aedes dat het verbeteren van alleen al 2,1 miljoen corporatiewoningen haar leden meer dan €100 miljard zou kosten.

'Met kleine ingrepen is een woning snel waterstof-klaar', zegt Ad van Wijk, hoogleraar Future Energy Systems aan de TU Delft. 'In theorie is waterstof voor alle woningen, oud én nieuw, een optie. Je kunt waterstof gebruiken om energiesystemen te balanceren en je kunt het gebruiken zoals we nu aardgas gebruiken. Dan kun je er dus vrij simpel een woning mee verwarmen. Maar als directe vervanger van aardgas is waterstof echter vooral aantrekkelijk voor oudere woningen.' 

Energie-expert Jan Pereboom van JP-Energiesystemen: ‘Oude panden all-electric maken is erg duur en daardoor inefficiënt. Per woning kost dit zo’n 50.000 euro. Waterstof biedt de mogelijkheid om minder rigoureus te isoleren. Je kiest dan voor een basisisolatie, wat afhankelijk van de te nemen maatregelen ongeveer 8.000 euro kost. De resterende benodigde warmte haal je uit groen waterstof.’

Niet voor nieuwbouw

Pereboom vervolgt: ‘Waterstof is een aantrekkelijke vervanger van aardgas voor bestaande woningbouw. Met relatief kleine technische ingrepen kun je een oude woning duurzaam maken.’ Van Wijk beaamt dit: ‘Je hoeft alleen maar je cv-ketel en je kooktoestel aan te passen. Zo moet je bijvoorbeeld zorgen voor grotere gaatjes in je branders, want in één kubieke meter waterstof zit één derde van de energie in een kubieke meter aardgas. Een nieuwe brander installeren kost je maximaal een half uurtje.’

Voor nieuwbouwwoningen is waterstof een minder voor de hand liggende optie. ‘Eigenlijk is waterstof helemaal geen aantrekkelijke keuze voor nieuwbouwwoningen. Een nieuwe woning kun je namelijk erg energiezuinig en goed geïsoleerd bouwen. Je hebt weinig warmte nodig en daardoor is all-electric een goede keuze,’ stelt Pereboom. ‘Je hoeft ook geen rekening te houden met de capaciteit van het elektriciteitsnet, omdat je toch nieuwe infrastructuur aanlegt.’

Balanceren van energieproductie en -vraag

Indirect kan waterstof echter wel een rol spelen bij all-electric nieuwbouwwoningen, omdat het kan helpen met het opvangen van energie. Met elektrolyse (zie kader: Groen waterstof met elektrolyse) wordt elektriciteit omgezet in waterstof en weer terug.  Het gas vervult dan in feite de rol van (efficiëntere en goedkopere) batterij en kan pieken en dalen in de stroomvoorziening opvangen. Wind- en zonne-energie zijn namelijk wisselvallig: soms waait het hard of schijnt de zon fel en is er een stroomoverschot, andere keren is het juist windstil of bewolkt en is er een stroomtekort. Ook is er grote seizoensvariatie in de vraag naar en het aanbod van energie voor verwarming. In de winter hebben we meer (elektrisch opgewekte) warmte nodig, maar schijnt de zon minder. Opslag van waterstof in de zomer en gebruik in de winter voor dat er altijd voldoende stroomtoevoer voor all-electric woningen.

De jaarlijkse discrepantie tussen de vraag en het aanbod van zonne-energie

Hinder van Hindenburg

Zomaar waterstof naar bestaande woningen pompen, is nu nog geen optie. Wettelijk mag er namelijk maar 0,5 procent waterstof worden bijgemengd in de aardgasleidingen. Daarmee lijkt de wet achter te lopen op de realiteit. Ad van Wijk: ‘Experimenten op Ameland laten zien dat 18,6 procent bijmenging nu probleemloos kan, zonder dat bestaande cv-ketels of branders aangepast moeten worden.’

Naast hinder van wetgeving heeft waterstof een imagoprobleem. Het gas heeft de naam gevaarlijk te zijn. De oorzaak van die angst vinden we ruim 80 jaar terug in de tijd, bij de ramp met de LZ 129 Hindenburg, een reusachtige zeppelin gevuld met waterstof. In 1937 vliegt het gevaarte van Frankfurt naar Lakehurst, een stadje vlakbij New York City. De vlucht verloopt rustig en probleemloos, maar bij de landing gaat het mis. De zeppelin vat vlam en ontploft. Resultaat: 36 doden en decennialange imagoschade voor waterstof. De Hindenburg ontplofte, dus waterstof moet wel hartstikke gevaarlijk zijn, zo redeneerde men.

‘Een fabeltje!’ Van Wijk is stellig. ‘De brand werd evengoed veroorzaakt door het zeer brandbare omhulsel van de ballon.’ ‘Waterstof brandt onzichtbaar, dus een dergelijke vuurzee zie je niet als waterstof de enige brandstof is,’ vult Pereboom aan.  Volgens hoogleraar Van Wijk  is waterstof in een woning zelfs veiliger dan aardgas. Daar noemt hij twee redenen voor: ‘Allereerst is waterstof het lichtste element dat er is. Bij aardgaslekken zie je dat het gas zich ophoopt in een ruimte, waarna het ontploft als er een vlam bij komt. Bij waterstof gebeurt dit niet, want het vervliegt heel snel. Het stijgt op in de lucht en dan is het weg. Daarnaast loop je bij waterstof niet het risico op koolstofmonoxidevergiftiging, de grootste doodsoorzaak bij gebruik van aardgas voor verwarming.’

Volgens hoogleraar Van Wijk moeten we de angst voor waterstof echter niet negeren en bagatelliseren: ‘De perceptie van het gas blijft van belang.’ Pereboom sluit zich hier bij aan: ‘Communicatie naar bewoners is erg belangrijk. Daarbij moet je uitkijken voor een welles-nietes discussie. Je wilt niet met een aantal experts tegenover bewoners staan en alleen maar je eigen standpunten herhalen.’

Eén van de puzzelstukjes

‘Waterstof is de sleutel tot de energietransitie,’ zei tafelvoorzitter Ed Nijpels stellig bij de presentatie van de Hooflijnen van het Klimaatakkoord. De eerste projecten met waterstof krijgen nu vorm, maar angst en wetgeving vormen barrières. Volgens Pereboom is het gas dan ook niet dé oplossing van de energietransitie: ‘Het is één van de vele alternatieven. Ik zie het zo: als de hele energietransitie een puzzel is van honderd stukjes, is waterstof één van die stukjes. Het speelt een relatief kleine rol en is een aanvulling op groene elektriciteit. Als we heel Nederland elektrisch willen maken, zouden we de capaciteit van het elektriciteitsnet met een factor tien moeten vergroten. Waterstof kan die druk verminderen.’ Uit het klimaatakkoord blijkt, ondanks de woorden van Nijpels, een vergelijkbaar sentiment. Voor de gebouwde omgeving geldt: energie uit waterstof dient vooral als aanvulling op energie uit geothermie.

Ad van Wijk ziet wel een glansrijke toekomst voor het gas: ‘Je zou waterstof per schip vanuit bijvoorbeeld Australië of de Sahara naar Nederland kunnen transporteren. Nu is elektriciteit uit verre streken halen geen rendabele optie, omdat de kabels die daarvoor nodig zijn te duur en inefficiënt zijn. Met waterstof omzeil je dat probleem en krijg je heel goedkope energie. Waterstof kan de elektriciteitsmarkt globaal maken. Er zal een wereldmarkt ontstaan, zoals we die nu met olie hebben.’

Groen waterstof met elektrolyse
Als we in het kader van de energietransitie over waterstof spreken, hebben we het over ‘groene’ waterstof, oftewel waterstof opgewekt uit hernieuwbare energiebronnen. Fossiel ‘grijze’ waterstof wordt nu al op grote schaal uit aardgas geproduceerd en gebruikt in de industrie, maar is niet milieuvriendelijk genoeg om te voorzien in de verduurzamingsopgave. Een derde optie is ‘blauwe’ waterstof, waarbij de CO2 die vrijkomt bij de productie van grijze waterstof wordt opgeslagen en vastgehouden in lege gasvelden. Dit is een tussenoplossing. Groene waterstof is het einddoel.

Groene waterstof opwekken doe je met elektrolyse. Dat is een chemisch proces waarbij water wordt opgesplitst in zuurstof en waterstof door er elektriciteit door te laten lopen. Twee watermoleculen worden één zuurstofmolecuul en twee waterstofmoleculen (2H2O -> O2 + 2H2). Hoogleraar Ad van Wijk: ‘Je hoeft het waterstof dan alleen maar op te vangen. Het is een heel simpel proces. Je kan het bij wijze van spreken in elk scheikundelokaal doen.’
Stadszaken

 

Stadszaken
Paulus Borstraat 41 3812 TA Amersfoort
redactie@stadszaken.nl