Naderende waterstof

Het zal nog jaren duren voordat waterstofgas op grote schaal wordt verstookt, ook al is het een schone drager van energie....

De milieuvriendelijke woordenschat krijgt een begrip erbij. Eerst was er de succesvolle opmars van woorden als 'ecostroom' of 'groene stroom': elektriciteit uit schone energiebronnen, zoals windturbines en waterkrachtcentrales. Binnen een paar jaar krijgt de consument te maken met 'ecogas' (al 'groen gas' genoemd). Dat is aardgas waaraan waterstofgas is toegevoegd. Die waterstof zal worden gefabriceerd op een milieuvriendelijke manier.

Het ecogas is een eerste aanzet tot de waterstofeconomie, een economie waarin waterstof een cruciale rol speelt bij het transport van energie. De centrale gedachte is om met duurzame energiebronnen - bijvoorbeeld zonnecentrales en windparken - elektriciteit te maken waarmee waterstofgas uit water wordt gewonnen.

De waterstof kan worden gebruikt voor de verwarming van huizen en gebouwen. Er kunnen auto's op rijden en het is te stoken in vliegtuigmotoren. Bovendien is waterstofgas tijdelijk op te slaan, zodat windstilte en momenten van weinig zonlicht kunnen worden overbrugd.

Waterstofgas is een ideale brandstof omdat het schoon kan worden verbrand. Er komen in principe geen schadelijke stoffen bij vrij, alleen water. Maar een waterstofeconomie is nog ver weg. Niet eerder dan ver in de volgende eeuw zal het gas op grote schaal worden ingezet, is de inschatting. Dan pas kan met zonnecellen, biomassa en met windturbines uit de kust, waar nog ruimte is, op grote schaal goedkoop waterstofgas worden geproduceerd. Nu is dat nog te duur.

De komende jaren wordt desondanks een begin gemaakt, met als voornaamste doel de beperking van de uitstoot van kooldioxidegas. Een molecuul waterstof bestaat uit twee simpele waterstofatomen. In tegenstelling tot fossiele brandstoffen zoals aardgas en steenkool, zitten er geen koolstofatomen in. Bij verbranding ervan wordt dus geen kooldioxide gevormd.

Het mogelijke gebruik van waterstof in een typisch aardgasland als Nederland, met een fijnmazig distrubutienet, zal dinsdag worden besproken op een conferentie in Utrecht. Dit wordt georganiseerd door het Centrum voor Energiebesparing en Schone Technologie (CE) in Delft.

Dit onderzoeksbureau heeft recent een aantal ideeën gelanceerd, waarvan het op korte termijn zinvol is ze uit te werken tot een demonstratieproject. Een van die ideeën is de huidige productie van waterstofgas 'schoner' te maken.

Olieraffinaderijen gebruiken op grote schaal waterstofgas bij het kraken van aardolie. Ook dient het gas als grondstof bij de productie van ammoniak. Om het te maken - wat onder meer gebeurt in enkele grote installaties in de Botlek - wordt aardgas gebruikt. Daarbij komt kooldioxidegas als afvalproduct vrij. 'Een heel klein deel daarvan gaat naar de frisdrankindustrie, maar meer dan 99 procent wordt geloosd in de atmosfeer', aldus ir. G. Bergsma van CE.

Dat kooldioxidegas nu, zo is het idee, kan worden gepompt in een ondergrondse waterlaag, een aquifer, op enkele honderden meters diepte. Het komt dan niet in de atmosfeer en zal dus geen bijdrage leveren aan het verwachte broeikasefect, het warmer worden van de aarde.

Er wordt overlegd tussen het ministerie, waterstofproducenten en energiebedrijven over een demonstratieproject waarbij één miljoen ton kooldioxidegas per jaar in de bodem zal worden gepompt, zegt J. Lenstra van het ministerie van Milieubeheer. Bij waterstofproductie komt jaarlijks vier miljoen ton CO2 vrij. Wanneer al dit kooldioxide in aquifers zou worden opgeslagen, zou de totale uitstoot van dit broeikasgas met 2 procent worden verminderd.

'Zo'n demonstratieproject is binnen enkele jaren te realiseren', stelt Lenstra. 'Technisch zijn er geen grote problemen te verwachten. In Noorwegen is al ervaring opgedaan met het injecteren van kooldioxide in een aquifer. De investering in zo'n demonstratieproject bedraagt honderd miljoen gulden, terwijl de exploitatie nog eens vijftig miljoen gulden per jaar zal vergen.' Uit een studie door de Rijksgeologische Dienst (RGD) blijkt dat niet meer dan 2,5 procent van de opgeslagen hoeveelheid CO2-gas binnen tienduizend jaar in de atmosfeer terechtkomt.

Bij zo'n proefoproject zullen talloze meetinstrumenten worden geïnstalleerd om de verspreiding van het kooldioxide te registreren, onder meer aan de hand van seismisch onderzoek. Zo kunnen eventuele negatieve milieu-effecten worden geïnventariseerd. In Nederland zijn er volgens een studie van de RGD en TNO voldoende lagen met water voor grootschalige CO2-opslag.

Een tweede idee is de schone productie van waterstof - gecombineerd met CO2-opslag - verder uit te breiden. Dat extra aan schoon waterstofgas, dat niet in de petrochemie nodig is, kan dan worden gemengd met aardgas tot een 'ecogas' dat energiebedrijven via hun bestaande leidingennet kunnen distribueren. De economische en technische haalbaarheid hiervan zou met een demonstratieproject moeten worden bekeken.

Er kunnen volgens Gastec in Apeldoorn, het onderzoeksinstituut van de gasbedrijven, nu al enkele procenten waterstof in het aardgas wordt gestopt. Technisch gezien kan een hoger percentage ook, waarbij een maximum van 15 procent voorlopig als streefgetal wordt gehanteerd.

Gastec werkt aan een nadere uitwerking daarvan. Een studie daarover, in opdracht van de gezamenlijke energiebedrijven, verschijnt in februari. De verwachting bij Gastec is dat oudere gastoestellen - vijf tot tien jaar oud - met enkele technische aanpassingen geschikt zijn te maken voor zo'n hoog percentage waterstof.

Ombouw van het distrubutienet - dat nagenoeg volledig bestaat uit pijpen van polyethyleen - is in principe niet nodig. De ervaring met het transport van waterstofgas is groot. Onder Nederland, vooral onder de Botlek, liggen tientallen kilometers pijpleiding.

Bovendien, voegt Bergsma van CE daaraan toe, tot ver in de jaren vijftig is in Nederland zogeheten stadsgas getransporteerd. 'Dat bestond voor de helft uit waterstof. Een hoger percentage dan 15 procent waterstofgas in het ecogas kan dus ook. Het transport van waterstofhoudend gas past in de lange traditie die we hebben als gasland.'

Waterstofgas is volgens Bergsma op korte termijn ook te gebruiken om hoogcalorisch gas uit kleine aardgasvelden, onder meer op de Noordzee, geschikt te maken voor gebruik door de consument. Voordat dit aardgas het distributienet in gaat, wordt er nu al stikstofgas aan toegevoegd, waardoor de verbrandingswaarde ervan daalt. Dit kan ook met waterstofgas.

Zo'n twintig jaar geleden was er groot enthousiasme over de introductie van waterstofgas als schone energiedrager. Toen was de productie ervan nog gekoppeld aan kernenergie. Gelijk met de belangstelling daarvoor verdween die voor waterstofgas naar de achtergrond. De interesse neemt nu weer toe, omdat de productie ervan kan worden gecombineerd met plannen om de uitstoot van kooldioxide te reduceren.

De interdepartementale werkgroep die plannen ontwikkelt om op korte termijn tot verregaande CO2-reductie in Nederland te komen, kijkt met argusogen naar die demonstratieprojecten op het gebied van waterstofgas. Het kabinet heeft voor de komende jaren 750 miljoen gulden voor die CO2-reductie uitgetrokken. Dit geld zal voor een groot deel worden besteed aan infrastructurele maatregelen die resulteren in energiebesparing, bijvoorbeeld stadsverwarming. Besluiten hierover zullen medio volgend jaar worden genomen.

Lenstra denkt dat uit die overheidspot ongeveer vijftig miljoen gulden zal worden besteed aan de subsidiëring van demonstratieprojecten op het gebied van de waterstofproductie en -distributie waarbij een koppeling is met CO2-opslag in aquifers. 'Voor de eeuwwisseling kunnen die zijn gerealiseerd.'

Waar is nog onbekend, maar plekken in de buurt van een pijpleiding waardoor de waterstofgas stroomt - bijvoorbeeld een woonwijk ergens tussen de Moerdijk en de Botlek - of in de buurt van een waterstoffabriek hebben de voorkeur.

De demonstratieprojecten moeten de weg openen voor een grootschalige aanpak, waarbij energiebedrijven het voortouw zullen moeten nemen. Lenstra van Milieubeheer verwacht veel van de verkoop van ecogas. 'Er is bij die energiebedrijven enthousiasme. En ook waterstofproducenten willen erover praten. Productie van het broeikasgasvrije waterstof is goed voor hun milieu-imago.'

Investeringen en de exploitatie van CO2-opslagprojecten zijn rendabel, wanneer de productie van schone waterstof dezelfde belastingtechnische voordelen krijgen als de productie van schone stroom uit windmolens. Het kabinet wil dat bezien, maar het principe moet nog worden uitgewerkt.

Komen die maatregelen er, dan is schone waterstofproductie zelfs iets goedkoper dan de bouw van windparken, gerekend naar wat het kost om de CO2-emissie met een ton te reduceren, stelt Lenstra.

Net als bij ecostroom zal de koper van ecogas iets duurder uit zijn, naar schatting elf cent per kubieke meters, 20 procent dus. Lenstra stelt dat de gedachtenontwikkeling over de productie van ecogas het afgelopen jaar in een stroomversnelling is geraakt.

'Het gesternte is nog nooit zo gunstig geweest. Of dat op korte termijn resulteert in concrete projecten, moet echter nog blijken. Energiebedrijven zullen het voortouw moeten nemen. Bovendien moet de consument positief reageren. De ontwikkeling van ecostroom, nu zeer succesvol, heeft ook enige tijd nodig gehad', waarschuwt Lenstra.

Een eerste plan voor de productie van waterstofgas ligt er al. Het energiebedrijf Nuon wil in Vlieland met windturbines en een getijdecentrale elektriciteit produceren. Is de vraag naar stroom op het eiland laag, dan kan met het overschot aan elektriciteit waterstofgas worden gemaakt. De molens en de getijdecentrale, tussen Vlieland en Terschelling, moeten verouderde dieseleenheden vervangen.

Nuon heeft het project - kosten tot het jaar 2000 vijftig miljoen gulden - ter gedeeltelijke financiering ingediend bij de stuurgroep die het geld verdeelt in het kader van het CO2-reductieplan.

Lenstra verwacht echter dat dit plan geen hoge prioriteit zal krijgen, omdat het relatief duur is en er bovendien geen voorbeeldfunctie van uit gaat. Het is per slot van rekening alleen zinvol op plaatsen waar er geen verbinding is met het landelijke elektriciteitsnet. Een oplossing mag daar veel kosten, omdat het leggen van een elektriciteitskabel nog duurder is.

Projecten waarbij de productie van schone waterstof wordt gecombineerd met de opslag van CO2-gas in aquifers hebben die voorbeeldfunctie wel, meent Lenstra. Bovendien leveren ze al op redelijke korte termijn resultaten waar het gaat om CO2-reductie. 'Daar leggen we dan ook ons zwaartepunt.'

Broer Scholtens

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden