Is groene waterstof duurzaam? Dat hangt er vanaf waar en hoe het gemaakt wordt, concluderen onderzoekers uit Nijmegen en Eindhoven.
Groene waterstof wordt vaak gezien als één van de basis-ingrediënten van de energietransitie. Zo wil de Europese Unie in 2030 tien miljoen ton groene waterstof produceren en tien miljoen ton importeren.
Goed idee, zou je denken. Waterstof is immers een handige, vervoerbare energiedrager en bij de verbranding ervan komen zuurstof en water vrij in plaats van het broeikasgas CO2. Waterstof produceren gebeurt door de elektrolyse van water (H2O) – waarbij het splitst in waterstof (H2) en zuurstof (O2). Dat kost weliswaar energie, maar wie daarvoor wind- of zonne-energie gebruikt, is lekker klimaatvriendelijk bezig. Toch?
Niet altijd, concludeerde een groep wetenschappers van de Radboud Universiteit Nijmegen en de TU Eindhoven vorige week in een wetenschappelijk artikel in het vakblad Nature Energy. Als je de uitstoot meerekent die gepaard gaat met het produceren van zonnepanelen en elektrolysers, valt de CO2-reductie door het gebruik van groene waterstof vaak tegen. Bovendien kan er tijdens het vervoer van waterstof lekkage optreden, en is waterstof zelf een indirect broeikasgas – het vertraagt de afbraak van methaan.
Efficiëntie
Eén van de problemen van waterstof, is dat het nogal inefficiënt is om te maken. Bij de productie van waterstof uit elektriciteit gaat zo’n 25 procent aan energie verloren, bij de reactie van waterstof met zuurstof nog eens 40 procent. Het beste is waterstof alleen in te zetten als het een duidelijke meerwaarde heeft over andere opties, schreven wij vorig jaar al eens in De Ingenieur.
Gehele cyclus
De onderzoekers berekenden de verwachte uitstoot van broeikasgassen van 1025 geplande groene waterstoffabrieken in 72 landen. Deze gebruiken verschillende soorten elektrolysers en verschillende duurzame energiebronnen. De wetenschappers namen de gehele cyclus van de waterstofproductie in beschouwing, inclusief de bouw van de centrales, het produceren van het benodigde materiaal en het vervoer van de waterstof naar de plek van bestemming.
‘Alleen als groene waterstof uit zeer schone elektriciteit en in de regio wordt gemaakt, kan het echt bijdragen aan uitstootvermindering’, zegt Kiane de Kleijne, eerste auteur van het Nature-artikel, in een persbericht van de Radboud Universiteit.
Regelgeving
Rekenmethoden die de basis vormen voor regelgeving houden meestal geen rekening met de uitstoot bij de fabricage van de benodigde apparatuur, en ook niet met lekkage. Door dit wel te doen, is een betere afweging te maken tussen verschillende vormen van energieproductie. ‘Bovendien kunnen we hiermee identificeren waar in de keten verbeteringen mogelijk zijn’, zegt De Kleijne.
Import
Groene waterstof maken in gebieden met veel wind of zon, bijvoorbeeld in Afrika, leidt tot de laagste netto uitstoot van broeikasgassen. ‘Dit is zo omdat er dan per zonnepaneel meer elektriciteit wordt geproduceerd, terwijl de uitstoot voor de productie van zo’n zonnepaneel gelijk blijft’, mailt Kleijne. ‘Maar als dat ver weggelegen gebieden zijn, wordt een groot deel van de CO2-winst teniet gedaan door de emissies van de vervoersmiddelen tijdens het transport.’ De vervoersmethoden met de laagste emissie zijn voor kleine afstanden pijpleidingen en voor grotere afstanden schepen.
Nederlandse bedrijven investeren momenteel in het produceren van groene waterstof in landen als Namibië en Brazilië. Kleijne: ‘Maar je kunt je afvragen of het soms niet beter is om niet de waterstof maar de industrie naar een andere plek op de wereld te verplaatsen.’
Openingsbeeld: Depositphotos
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.