ENERGIECRISIS
Europa trekt miljarden uit om van waterstof een cruciale pijler te maken in de energietransitie. Maar hoever reiken de mogelijkheden? ‘We moeten sneller dan ooit opschalen, en dan nog is het de vraag of we er raken.’
‘Een gamechanger’, volgens Commissievoorzitter Ursula von der Leyen, een ‘rockster’ volgens haar vicevoorzitter Frans Timmermans en een ‘droombrandstof’, volgens Ineosvoorzitter Jim Ratcliffe. Wanneer de afgelopen maanden over waterstof werd gesproken, bleven de lofbetuigingen niet op zak. Waterstof, dat bij verbranding of in een brandstofcel grote hoeveelheden energie kan opwekken zonder dat daarbij CO2 vrijkomt, wordt door politici, wetenschappers en de industrie steeds meer als een cruciaal puzzelstuk bestempeld in de omslag naar een koolstofarme economie. Sinds de oorlog in Oekraïne is de inzet alleen maar verhoogd, en is waterstof volgens Von der Leyen ‘essentieel’ geworden om een einde te maken aan Europa’s afhankelijkheid van ‘onbetrouwbare en gevaarlijke leveranciers, zoals Rusland’.
Het blijft niet bij woorden. Nadat ze in juli al groen licht had gegeven voor een pakket van 5,4 miljard euro subsidies voor verschillende waterstofprojecten (met ook Belgische inbreng), keurde ze half september een tweede pakket van 5,2 miljard euro steun goed. In één adem kondigde Von der Leyen ook de oprichting van een Europese waterstofbank aan, die nog eens 3 miljard euro publieke middelen zal investeren om de waterstofeconomie op te schalen ‘van nichenaar massamarkt’, dixit de Commissievoorzitter. Die miljardensteun moet een veelvoud van private investeerders losweken. Al voor de oorlog dacht de Europese Commissie dat er tegen 2050 bijna 500 miljard euro investeringen in
Waterstof in een 'net-zero-scenario'
Waterstofproductie
Met elektriciteit
Met koolstof opvang/opslag Met fossiele brandstof Fotokatalytisch waterstof nodig zijn om tegen 2050 een klimaatneutraal continent te kunnen worden.
Moeilijk te vangen
Het potentieel is enorm – in theorie althans. Waterstof is als meest voorkomende element in het heelal overal aanwezig (zij het zelden in vrije vorm), terwijl olie- en gasbronnen geconcentreerd zitten bij een beperkte groep landen. Wat we vandaag met fossiele brandstoffen doen, zou morgen in principe al met waterstof en op waterstof gebaseerde brandstoffen kunnen gebeuren, zonder dat daarbij broeikasgassen vrijkomen en het klimaat wordt ontregeld: van zware energie-intensieve industrie, zoals de productie van staal, over de aandrijving van schepen, vliegtuigen, treinen of (vracht)wagens en de productie van elektriciteit, tot de verwarming van huizen en gebouwen.
Maar – en dit is cruciaal – dan mag er bij de productie van waterstof wel geen CO2 in de atmosfeer terechtkomen. Want in tegenstelling tot fossiele brandstoffen is waterstof geen primaire bron, maar een drager van energie, die moet worden gemaakt. Dat kan op verschillende manieren, waar slechts in enkele gevallen klimaatwinst te rapen valt tegenover fossiele brandstoffen (zie inzet).
Van de 95 miljoen ton waterstof die nu al jaarlijks wereldwijd wordt gemaakt – voor onder meer gebruik in raffinaderijen of de productie van kunstmest – wordt slechts 1 miljoen ton met hernieuwbare energie geproduceerd (groene waterstof), of met kool19de stofafvang en -opslag (blauwe waterstof ), blijkt uit cijfers van het Internationaal Energieagentschap (IEA), een intergouvernementele onderzoeksgroep. Het leeuwendeel is grijze of zelfs zwarte waterstof, die respectievelijk met aardgas of steenkool wordt gemaakt, zonder de CO2 op te vangen, en waarbij het klimaat geen enkele baat heeft. De grote uitdaging is om van die 1 miljoen ton groene of blauwe waterstof tegen 2050 zo’n 500 miljoen ton te maken – de hoeveelheid koolstofarme waterstof die het IEA schat nodig te hebben
Volgens Von der Leyen is waterstof ‘essentieel’ om een einde te maken aan onze afhankelijkheid van ‘gevaarlijke leveranciers’
om het klimaatakkoord van Parijs te kunnen respecteren (en de opwarming van de aarde ver onder de 2 graden Celsius te houden). Al bij al zou waterstof de wereldwijde broeikasgasemissies met 6 procent kunnen verminderen, schat het IEA. Het International Renewable Energy Agency (Irena) denkt dat groene waterstof tegen 2050 12 procent van de finale energievraag kan dekken.
Van Jules Verne tot Nasa
Nieuw is het idee allerminst. De Franse schrijver Jules Verne bestempelde waterstof al in de
Prognose voor 2050
Synthetische brandstof Ammoniak Waterstof eeuw als ‘de steenkool van de toekomst’. In de jaren 60 gebruikte de Nasa het al als brandstof voor raketten, en vanaf de jaren 70 sprak onder anderen de Amerikaanse fysicus Lawrence Jones, van de universiteit van Michigan, al over een ‘waterstofeconomie’ als alternatief voor fossiele brandstoffen, die nog steeds zo’n 80 procent van de wereldwijde energievraag dekken. De oliecrisis gaf het onderzoek een nieuwe boost, en wie er de nieuwsarchieven op naslaat, ziet iedere vijf à tien jaar een nieuwe golf van enthousiasme opwellen over de ‘brandstof van de toekomst’. Maar een echt grote doorbraak bleef uit, en al lacherig werd gezegd dat waterstof inderdaad de brandstof van de toekomst is, ‘en dat altijd zal zijn’.
De problemen, zoals een inefficiënt en duur productieproces, temden de golven, en vormen nog steeds grote uitdagingen. Wat maakt dat het vandaag anders zou zijn? De noodzaak, enerzijds: de klimaatverandering en energiecrisis hebben de nood aan alternatieven voor fossiele brandstoffen meer dan ooit boven aan de agenda van politici, maar ook van captains of industry geplaatst. ‘En anderzijds zijn er gewoon weinig alternatieven voor waterstof’, zegt Johan Martens, hoogleraar aan de KU Leuven. ‘Niet alle economische activiteiten en productieprocessen kunnen worden geëlektrificeerd. De dichte chemische bindingen van brandstoffen die nodig zijn om grote hoeveelheden energie of extreem hoge temperaturen te bekomen, zijn niet mogelijk met stroom en batterijen.’
Het IEA ziet ‘een momentum’ voor waterstof, en Louis Sileghem, die bij de UGent onderzoek naar waterstof coördineert, gelooft dat er sprake is van een kantelpunt met de nieuwe golf van enthousiasme. De Amerikaanse zakenbank Morgan Stanley denkt dat de wereldwijde waterstofmarkt tegen 2050 goed zal zijn voor een jaarlijkse omzet van 600 miljard dollar.
Dan moeten wel oplossingen worden gevonden voor de obstakels uit het verleden, zoals de hoge
kostprijs van groene waterstof, die gemaakt wordt met elektrolyse (door groene stroom door water te jagen), en vijf keer duurder is dan grijze. Om de prijs te laten dalen, is een ongeziene opschaling van technologie en subsidies nodig. Europa wil in 10 jaar 40 gigawatt capaciteit voor elektrolyse installeren, het vermogen van 40 grote kerncentrales. Ter vergelijking: in 2020 kwam er wereldwijd een vermogen van 65 megawatt bij, aldus het IEA, en de grootste installatie vandaag staat in Canada en heeft een vermogen van 20 megawatt, zegt Sileghem. ‘We moeten sneller dan ooit opschalen, en dan nog is het de vraag of we er raken.’
‘Onmogelijke’ uitdaging
Als we de technologische capaciteit zouden hebben om groene
waterstof te maken, moeten we ook nog voldoende stroom hebben. Bij de productie van groene waterstof gaat al tot 30 procent van de energie verloren, en daar gaat nog eens ruwweg 30 procent van af als de waterstof opnieuw in elektriciteit moet worden omgezet. Geert Van Poelvoorde, de Europese topman van staalreus ArcelorMittal, illustreerde treffend die uitdaging tijdens de klimaatdebatten van De Standaard, eind vorig jaar. ‘Om groene waterstof voor onze fabriek in Gent te doen draaien, zouden we jaarlijks 25 terawattuur stroom nodig hebben, een kwart van alle elektriciteit in België. Dat is onmogelijk.’
‘Het is niet omdat waterstof in theorie voor zowat alles kan worden gebruikt, dat het de beste en meest efficiënte manier is om iets te doen’ Louis Sileghem OnderzoekerUGent
Voor de 500 gigawatt capaciteit aan waterstoffabrieken die de Commissie tegen 2050 wil zien verschijnen, is er ruwweg evenveel stroom nodig als Europa vandaag verbruikt op piekmomenten, becijferde De Tijd.
Ondertussen hebben we door nieuwe toepassingen, zoals de
●Roze waterstofwordtop
dezelfdemaniergemaakt,maarmetkoolstofvrijekernenergie.
●Turquoise waterstofisgebaseerdopeennieuwe,emissievrijemethode,waarbijmethaan
wordtgesplitstviapyrolyse.(kde)