Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door Jeroen Horlings

Redacteur fotografie en automotive

De grote belofte van waterstof

Het alternatief voor elektrisch rijden?

Wat is waterstof en hoe wordt het geproduceerd?

Waterstof is het meest voorkomende element in het heelal, zowel in sterren en gasplaneten als in de vorm van vrije gaswolken. Op aarde komt nauwelijks vrij waterstofgas voor, maar is het verbonden aan andere elementen, zoals in water en aardgas. Dat betekent dus dat waterstof geproduceerd moet worden om het te kunnen gebruiken. Het is vooral interessant omdat het een energiedrager is. De energie kan dus opgeslagen en bewaard worden voor een later moment. Denk bijvoorbeeld in het kader van de energietransitie aan de opslag van overtollige zonne-energie in de zomer voor gebruik in de winter. Waterstof lijkt daarvoor een oplossing.

Beeld: Shell

Het element wordt al in verschillende vormen gebruikt in de industrie. Onder andere voor de productie van ammoniak en methanol, maar ook voor het koelen van generatoren. Als energiedrager wordt het bijvoorbeeld in de ruimtevaart gebruikt, als raketbrandstof. In dat geval gaat het overigens om een vloeibare vorm van waterstof in plaats van gecomprimeerd gas, oftewel cryogene opslag. Waterstof wordt vloeibaar bij een temperatuur van -252,87 graden Celsius. Daarvoor zijn speciale apparatuur, een zeer stevig omhulsel en goede isolatie noodzakelijk.

Voor auto's wordt waterstof tot nu toe in gasvorm opgeslagen en daarom wordt gesproken van kilogrammen in plaats van liters. Dat komt doordat waterstof onder hoge druk wordt opgeslagen en dus flink wordt gecomprimeerd. Het volume neemt daardoor af, waardoor er meer van in een opslagtank past. Waterstof heeft bij de normale druk van één atmosfeer een lage energiedichtheid, maar door het te comprimeren neemt dat flink toe.

Waterstofproductie

Waterstof werd al in de negentiende eeuw ontdekt als potentiële energiedrager. Het werd toen gewonnen uit kolen, wat destijds de voornaamste energiebron was. Toen de industrie overschakelde op olie, was waterstof winnen uit kolen economisch niet meer interessant. Vandaag de dag wordt het in meer dan 95 procent van de gevallen uit aardgas gehaald door middel van reforming. Bij dat chemische proces, onder hoge druk en in combinatie met temperaturen van 700 tot 1100°C, reageert water (H2O) in stoomvorm met methaan (CH4), het voornaamste bestanddeel van aardgas.

CH4 + 2H2O + energie4H2 + CO2

Deze methode heeft een rendement van circa zeventig tot tachtig procent. Tot dertig procent van de energie uit het aardgas gaat bij de omzetting naar waterstof verloren als restwarmte. Waterstofgas kan ook worden geproduceerd als nevenproduct bij de productie van chloorgas als een oplossing van natriumchloride wordt geëlektrolyseerd. In beide gevallen komt CO2 vrij, dus echt duurzaam is het dan niet, mede doordat voor de reforming zelf ook energie nodig is. Deze vorm van productie wordt ook wel grijze waterstof genoemd.

Blauwe waterstof

Voor de energietransitie naar duurzame energie en minder uitstoot wordt voor de korte termijn vooral ingezet op blauwe waterstof. In beginsel is blauwe waterstof niet fundamenteel anders dan grijze waterstof. Bij blauwe waterstof wordt het geproduceerde CO2 echter opgevangen en opgeslagen, en niet in de atmosfeer losgelaten zoals bij de productie van grijze waterstof. De productie van blauwe waterstof vindt voornamelijk plaats door het eerder beschreven reformproces, maar de vrijkomende CO2 moet dan worden afgevangen en onder de grond opgeslagen, bijvoorbeeld in een leeg gasveld.

Het Noorse Equinor, voorheen Statoil, experimenteert sinds kort in de Noordzee met de productie van waterstof uit aardgas, waarbij de CO2 op 1 tot 2km diepte in het gasveld wordt opgeslagen. Het plan is dat de Nuon Magnum-centrale in de Eemshaven vanaf 2023 op waterstof van Equinor werkt, waarbij de afgevangen CO2 per boot terug naar Equinor wordt vervoerd. Het is ook mogelijk dat Equinor de CO2 lokaal afvangt, waarna het de waterstof rechtstreeks via een pijpleiding naar Nuon transporteert. Het is nog onduidelijk in hoeverre CO2-opslag economisch en ecologisch wenselijk en praktisch is. Het transporteren van de CO2 en het onder druk brengen kost bovendien veel energie. We weten niet of de ondergrondse CO2 in de toekomst alsnog wordt verwerkt. Het is ook nog de vraag of dit plan op korte termijn haalbaar is, want vorige initiatieven met ondergrondse CO2-opslag liepen op niets uit.

Gelukkig is er ook nog een methode waarbij geen CO2 vrijkomt: elektrolyse.


OnePlus 7 Pro (8GB intern) Microsoft Xbox One S All-Digital Edition LG OLED C9 Google Pixel 3a XL FIFA 19 Samsung Galaxy S10 Sony PlayStation 5 Games

Tweakers vormt samen met Tweakers Elect, Hardware.Info, Autotrack, Nationale Vacaturebank, Intermediair en Independer de Persgroep Online Services B.V.
Alle rechten voorbehouden © 1998 - 2019 Hosting door True