De energiedrager
Waterstof
Wat is waterstof (H2)?
Waterstof is een reukloos, kleurloos en zeer ontvlambaar gas. Waterstof wordt meestal geproduceerd door steam-reforming van aardgas of andere fossiele brandstoffen. Daarnaast kan het eveneens geproduceerd worden uit elektrolyse, waarbij water onder invloed van elektrische stroom wordt omgezet in waterstof en zuurstof.
Waar wordt waterstof voor gebruikt?
Waterstof staat voor duurzame brandstof. Waterstof kan namelijk een grote bijdrage leveren aan een vermindering van de CO2-uitstoot: zelfs tot bijna 100%, als waterstof emissievrij wordt geproduceerd, bijvoorbeeld via zonne- of windenergie, dan wel duurzame biomassa of biogas. Waterstof kan voor vele doeleinden gebruikt worden. Zo rijden er vrachtwagens en personenauto’s op waterstof. Maar we kennen nu vooral de toepassingen in de industrie , zoals als draaggas in gaschromatografie, als reductiemiddel bij het solderen van edelmetalen en bij gasdetectie apparatuur. Daarnaast wordt het in de chemische sector gebruikt om ammoniak en methanol te maken. Waterstof kan ook gebruikt worden om zwavel uit brandstoffen te halen.
Hoe werkt een voertuig op waterstof?
Het klinkt te mooi om waar te zijn. En toch is het zo: Rijden op waterstof met als restproduct water. Zo werkt het:
1. Waterstof tanken
Je tankt gecomprimeerde waterstof (H₂) bij een speciaal waterstoftankstation. Het lijkt op gewoon tanken met benzine, maar dan met gas onder hoge druk (meestal 700 bar voor auto’s, 350 bar voor vrachtwagens).
2. De brandstofcel in het voertuig zet waterstof om in elektriciteit
In de brandstofcel (fuel cell) reageert de waterstof met zuurstof uit de lucht:
2H₂ + O₂ → 2H₂O + elektriciteit + warmte
Deze chemische reactie produceert de elektriciteit om de elektromotor(en) aan te drijven
3. De elektromotor drijft het voertuig aan
Net als een gewone elektrische auto draait de motor op elektriciteit. Je rijdt dus elektrisch, maar de stroom komt uit waterstof, niet uit een accu.
4. Soms zit er ook een kleine accu in het voertuig
Deze slaat tijdelijk energie op (bijvoorbeeld bij remmen). Helpt bij optrekken en zorgt voor een vloeiende rit. Dit heet een hybride waterstof-elektrisch systeem
Van Staveren levert waterstof van de hoogste kwaliteit. Benieuwd naar de mogelijkheden en toepassingen? Neem contact op: 0800 0234 238. Of bel rechtstreeks met:
Stefan de Raat
Business development manager waterstof
06 51 61 46 45
s.deraat@staveren.nl
Veelgestelde vragen
Waterstof is op zich een kleurloos gas. De industrie en de overheid duiden waterstof veelal met een kleur aan. De kleur zegt dan iets over de milieuvriendelijkheid van de productiemethode.
Zwarte waterstof: Deze waterstof wordt geproduceerd door het vergassen van steenkool.
Grijze waterstof: Deze waterstof wordt geproduceerd door aardgas om te zetten in waterstof en koolstofdioxide (steam methane reforming process).
Blauwe waterstof: Dit is hetzelfde proces als bij de vorming van grijze waterstof, alleen wordt hierbij koolstofdioxide opgevangen en ondergronds opgeslagen (Carbon Capture and Storage, CCS of Carbon Capture, Utilisation and Storage, CCUS).
Turquoise waterstof: Bij dit relatief nieuwe proces (molten metal pyrolyse technologie) wordt aardgas door een gesmolten metaal geleid waarbij waterstofgas en vaste koolstof vrijkomt.
Groene waterstof: Bij dit proces wordt water via elektrolyse gesplitst in waterstof en zuurstof, waarbij de gebruikte elektriciteit uit hernieuwbare bronnen (zon en wind) komt.
Roze waterstof: Het productieproces is hetzelfde als dat van groene waterstof. Alleen de gebruikte elektriciteit is in dit geval afkomstig van kerncentrales.
Gouden waterstof: Deze waterstof wordt ook wel natuurlijke, witte of geologische waterstof genoemd. Dit type waterstof komt van nature diep onder de grond voor. Het kan door middel van boorputten worden gewonnen.
Waterstof is een belangrijke grondstof voor de industrie. In Nederland wordt jaarlijks 800 kiloton waterstof gebruikt als grondstof voor bijv. de productie van kunstmest. Daarnaast kan waterstof ook ingezet worden als grondstof om brandstof voor vliegtuigen van te maken.
Vaak wordt waterstof ook gebruikt als energiedrager. Omdat waterstof kan worden omgezet in elektriciteit is het te gebruiken op alle plekken waar stroom nodig is of waar de industrie behoefte heeft aan warmte. De laatste jaren is ook het maken van staal met waterstof steeds bekender geworden. Daarnaast bestaan er in Nederland al auto’s en vrachtauto’s die rijden op waterstof.
Bij het gebruik van waterstof als brandstof, brengt het gebruik van waterstof risico’s met zich mee. Waterstof is ongeveer net zo veilig als aardgas of LPG. In veel gevallen kunnen we, met kleine aanpassingen, het bestaande netwerk van gasaansluitingen gebruiken. Op die manier is een efficiënte overstap van aardgas op waterstof mogelijk.
Voor respectievelijk milieu/ klimaat, leefomgeving/ gezondheid zijn er voordelen van het gebruik van waterstof. Waterstof produceert bij verbranding in een brandstofcel alleen waterdamp. Dat betekent dat het geen schadelijke uitstoot zoals kooldioxide (CO₂), stikstofoxiden (NOₓ), of fijnstof (PM10) genereert. Dit is gunstig voor de luchtkwaliteit en het milieu. Als waterstof geproduceerd wordt met behulp van hernieuwbare energiebronnen (zoals zonne- of windenergie), zijn de emissies tijdens de productie vrijwel minimaal. Dit maakt waterstof een zeer schone energiebron.
Een extra voordeel van het gebruik van blauwe of groene waterstof is dat het helpt om overtollige energie uit duurzame bronnen, zoals zon en wind, op te slaan. Deze energie kan dan later gebruikt worden wanneer het nodig is.
De meeste (grijze) waterstof wordt nu nog geproduceerd uit aardgas. Dit is een proces dat aanzienlijke hoeveelheden koolstofdioxide (CO₂) uitstoot en veel energie kost. Dit maakt grijze waterstof een minder milieuvriendelijke optie. De elektrolyse van water om groene en roze waterstof te produceren vergt grote hoeveelheden water. In gebieden met (dreigende) watertekorten kan dat een probleem vormen.
Productie-emissies Bij de productie van waterstof via fossiele brandstoffen (grijze waterstof) komen aanzienlijke hoeveelheden stikstofdioxiden (CO₂) vrij. Het draagt zo bij aan klimaatverandering.
Als waterstof in een verbrandingsmotor wordt verbrand vinden er broeikasgasemissies, zoals stikstofoxiden (NOₓ), of fijnstof (PM10) plaats. Deze emissies dragen bij aan klimaatverandering.
Waterstof kan op verschillende manieren vervoerd worden. Bijvoorbeeld per boot of vrachtauto. Ook kan waterstof via leidingen worden getransporteerd. Om te zorgen dat alle bedrijven over voldoende waterstof kunnen beschikken, gaat Gasunie in Nederland een waterstofnetwerk bouwen.
Voorlopig worden woonhuizen nog niet aangesloten op waterstof. Voor huishoudelijke taken zoals verwarmen, douchen en koken zijn al geschikte duurzame alternatieven, zoals bijvoorbeeld elektrisch verwarmen.
Het is niet voor alle woonwijken mogelijk om over te schakelen op bijvoorbeeld elektriciteit. Daarom lopen er momenteel een aantal pilotprojecten waar woonwijken worden aangesloten op waterstof.
Op korte termijn zal er niet heel veel te zien zijn. Woonhuizen, als dit al gebeurt, zullen voorlopig niet aangesloten worden op waterstof. In het verkeer zal het in de komende jaren wel te merken zijn: het aantal waterstof auto’s en het aantal waterstof-tankstations zullen langzaam gaan toenemen. In het Klimaatakkoord is afgesproken om in 2025 50 waterstof-tankstations te hebben.
