Bij grootschalige verduurzaming van onze energie is een overschot aan productie eerder het probleem dan een tekort. Waterstof zou wel eens uitkomst kunnen bieden, aldus het energie-onderzoekscentrum ECN.



Is het mogelijk om bij een vrijwel volledig gebruik van duurzame bronnen, die een wisselende opbrengst hebben, vraag en aanbod toch goed op elkaar af te stemmen? Ja, dat kan, zo bleek tijdens de bijeenkomst Power2050 die de KIVI-afdeling Elektrotechniek samen met het Utrecht Sustainability Institute organiseerde als afsluiting van een reeks lezingen over het energiesysteem in 2050.

Het meest verregaande voorstel was afkomstig van Marcel Weeda van energie-onderzoekscentrum ECN, die vooruit liep op de uitkomsten van een grote studie die het onderzoeksinstituut doet naar de noodzaak en mogelijkheden van opslag. Het gaat daarbij niet alleen om verduurzaming van de elektriciteitsproductie, maar van het algehele energiegebruik; elektriciteit is daarvan zo'n twintig procent.

Voor die verduurzaming noemt Weeda verschillende bronnen:

energiebesparing, al geldt nu nog steeds dat de bereikte besparing achterloopt bij het groeiend verbruik
biomassa, vooral geschikt als grondstof en voor vloeibare brandstof, maar de beschikbaarheid is problematisch
CO2-opslag bij gebruik van fossiele bronnen, maar dat is omstreden en kostbaar
koolstofvrije bronnen als kernenergie, ook maatschappelijk omstreden, wind en zon.

Weeda verwacht dat vooral wind en zon de belangrijkste bijdrage zullen leveren omdat die het minst controversieel zijn.

Uitbreiding van die bronnen zal de komende tien jaar nauwelijks leiden tot inpassingsproblemen. 'Van de elektriciteitsproductie, die een vijfde is van ons totale energiegebruik, is nu een fractie duurzaam, dus eigenlijk is het vreemd nu al een discussie te hebben over wat grootschalig duurzaam gaat doen met onze energievoorziening, want van een substantiële bijdrage is vooralsnog geen sprake.' Maar toch...

Uitgaande van een steeds groter aandeel duurzaam wordt de energiebalans in 2050 heel anders. 'Uit onze studies blijkt dat zon en wind op jaarbasis zo'n 3600 tot 4500 uur surplusproductie draaien, dat is 24 tot 45 % van de totale opbrengst.'

De enorme hoeveelheid energie die dan vrij komt is met bestaande grootschalige opslag als pompaccumulatiesystemen met water of lucht, eenvoudigweg niet op te vangen. 'Power-to-gas is het enige alternatief.'

Bij het omzetten van elektriciteit naar gas plaatst Weeda twee kanttekeningen:

  • kies niet voor omzetting naar methaan, want we willen de koolstof juist uit de energiecyclus halen, hou het bij waterstof middels elektrolyse
  • geef prioriteit aan het gebruik van de elektriciteit zelf, bijvoorbeeld voor autorijden (is veel efficiënter dan met een verbrandingsmotor) of verwarming (met een warmtepomp), want de omzetting naar waterstof kost veel energie.

Tegelijkertijd levert die waterstof veel flexibiliteit.

  • in de tijd - waterstof is prima op te slaan in zoutcavernes,
  • in de locatie - waterstof laat zich gemakkelijk door pijpleidingen transporteren,
  • en in het gebruik - bijvoorbeeld door de chemische industrie, als proceswarmte, als transportbrandstof, en het kan met gasturbines en brandstofcellen weer in elektriciteit worden omgezet.

Weeda signaleerde ook knelpunten:

  • de huidige wijze van productie van waterstof door elektrolyse van water werkt het beste bij continuproductie, terwijl het elektriciteitsoverschot dat moet worden omgezet, fluctueert
  • onze energiehuishouding moet waterstofgeschikt worden gemaakt, wat heel veel vereist.

'Op korte termijn is er gebrek aan urgentie en haalbaarheid, op de lange termijn hebben we het wel nodig, de vraag is hoe we dit weten te overbruggen.'