Waterstof

De nieuwsberichten over waterstofprojecten vliegen je om de oren. Grappig is dat een waterstofatoom het meest voorkomende atoom op aarde is, waterstofatomen zijn dus bijna overal aanwezig!

Twee waterstofatomen samen vormen waterstofgas én daar hebben we het nu over. Wat is waterstof nou precies en wat kan je er eigenlijk mee doen? In deze infographic geven we hier antwoord op.

Kun je waterstof vastpakken?

Nee! Waterstof is het lichtste en kleinste molecuul op aarde. Wist je dat waterstof met ongeveer 20 meter per seconde opstijgt? Dat is zo’n 70 km/uur! En omdat het zo klein is ontsnapt het ook nog eens heel makkelijk. Lekdichtheid is dus wel een aandachtspunt voor als je het wilt bewaren of vervoeren.

Kun je waterstof zien?

Nee, je kunt waterstof niet zien, maar als je het verbrandt (zoals je ook aardgas kunt verbranden in bijvoorbeeld een cv-ketel) zou je een heel lichte vlam kunnen waarnemen Dit geeft nog wel wat uitdagingen als je waterstof wilt gebruiken in bijvoorbeeld cv-ketels.

Kun je waterstof ruiken?

Nee, maar wist je dat je aardgas ook niet kunt ruiken? Aan aardgas wordt een wereldwijd bekende geurstof toegevoegd en zo’n soort geurstof moet ook voor waterstof worden ontwikkeld. Het is nog best een uitdaging om daar één standaard wereldwijd geaccepteerde geurstof voor te ontwikkelen. Daarnaast zijn sommige waterstoftoepassingen gevoelig voor deze geurstof: een extra uitdaging!

Is waterstof veilig?

Waterstofgas is een energiedrager, dus je kunt er behoorlijk wat energie uithalen. Daarom moet je met waterstof, net als met andere energiedragers zoals aardgas en benzine, voorzichtig zijn. Uit onderzoek van Kiwa Technology blijkt dat waterstof even veilig is voor gebruik in huis als aardgas. Dit heeft er onder andere mee te maken dat waterstof zo licht en klein is, waardoor de concentratie in de lucht veel sneller afneemt dan bij aardgas en het moeilijk te ontsteken is.

Voordeel waterstof als brandstof

Het gebruik van waterstof als brandstof in een auto ten opzichte van benzine heeft ook een voordeel. Stel dat er een vlam ontstaat in de auto, dan stijgt de waterstofvlam op en kun je nog uit je auto stappen. Benzine is echter zwaarder dan lucht en zorgt er daardoor voor dat de hele auto in vlammen opgaat.

Waterstof

Benzine

Waar kun je waterstof nog meer gebruiken?

Waterstof is ook een energiedrager. Je kunt waterstof daarom gebruiken voor hoge en lage temperatuur warmte, in mobiliteit en voor seizoensopslag.
Eigenlijk wat we nu met aardgas ook doen.

Disclaimer: dit zijn toepassingen; dit betekent niet alleen dat je hiervoor moet gaan.

Grondstof/reagens

Waterstof wordt al een lange tijd gebruikt in de industrie, vooral in olieraffinage en bij de productie van ammoniak. We kennen waterstof dus al heel lang en we weten hoe je waterstof veilig kunt gebruiken. Zie je dat het gebruik de afgelopen tijd steeds meer is gestegen?

Bron: IEA, The Future of Hydrogen, 2019

Kleuren van waterstof?

Er bestaan verschillende kleuren van waterstof en dat heeft alles te maken met de energietransitie. Waterstof kan als duurzame energiedrager worden gebruikt, als er daarbij geen CO2 uitstoot plaatsvindt. Op dit moment gebruikt de industrie al heel veel waterstof. Dat is echter nog ‘grijze’ waterstof: waterstof die voornamelijk uit aardgas en water wordt geproduceerd en waarbij CO2 wordt uitgestoten. Omdat we die CO2 uitstoot willen voorkomen, kunnen we een andere productiemethode van waterstof gebruiken die tot ‘groene’ waterstof leidt: middels elektrolyse van water door groene elektriciteit te gebruiken. De enige uitstoot van dit elektrolyseproces is zuurstof. Dit betekent wel dat we veel groene stroom en elektrolyse-apparaten nodig hebben. Hiervan zijn er nu en de komende 10 jaar nog niet voldoende aanwezig. Daarom bestaat er ook nog ‘blauwe’ waterstof. Bij de productie hiervan wordt nog steeds CO2 geproduceerd, maar deze CO2 wordt afgevangen en ondergronds opgeslagen. Door het gebruiken van ‘blauwe’ waterstof stoten we dus minder CO2 uit dan bij ‘grijze’ waterstof waardoor we een stukje verduurzamen.

Wat heb je nodig om groene
waterstof te maken?

Hoe ziet de energieopslag in waterstof en de benutting van deze energie eruit?

Er zijn twee processen: het opslaan van energie in waterstof en het vrijmaken van deze energie uit waterstof. Voor het opslaan van energie in waterstof gebruiken we een elektrolyser. Deze elektrolyser slaat energie op in waterstof door water te splitsen. Dit proces is niet 100% efficiënt aangezien er ook wat restwarmte en geluid wordt geproduceerd. Voor het vrijmaken van energie uit waterstof kun je een brander/cv-ketel gebruiken. De waterstof en zuurstof worden samengevoegd om warmte te produceren voor bijvoorbeeld een industrieel verwarmingsproces. Waterstof kan ook worden gebruikt in een brandstofcel waardoor er elektriciteit wordt geproduceerd die bijvoorbeeld gebruikt kan worden in een voertuig.

Waarom gebruiken we nu nog niet zoveel groene waterstof?

Dit ligt voornamelijk aan de volgende drie onderwerpen:

1. Hoge kosten t.o.v. minder duurzame alternatieven

2. Lage beschikbaarheid groene stroom/elektrolysers

3. Geen beschikbaarheid infrastructuur

Op dit moment is groene waterstof nog vele malen duurder dan blauwe en grijze waterstof. Dit komt voornamelijk door de hoge elektriciteitskosten en hoge aanschafkosten van elektrolysers. Naar verwachting zullen deze prijzen flink dalen in de komende 10 jaar.

Bron: World Energy Council (WEC) Hydrogen, Industry as a catalyst 2018

Op dit moment wordt er nog weinig groene elektriciteit geproduceerd in Nederland in verhouding tot energie uit andere bronnen.

Bron EBN, Energie in Cijfers, 2020

Op dit moment hebben we niet voldoende elektrolysers beschikbaar om aan onze waterstofvraag te kunnen voldoen. Ook als we de komende jaren elektrolysers met vermogens van 500 MW (2025) en 4 GW (2030) installeren, hebben we alsnog in 2030 niet voldoende ‘groene’ (en zelfs ‘blauwe’!) waterstof beschikbaar om aan de stijgende waterstofvraag te kunnen voldoen.

Bron: Gasunie, Waterstof Vraag en aabod nu – 2030, 2019

Ons aardgasnet zou in de toekomst met een kleine investering geschikt kunnen worden gemaakt voor waterstoftransport. Er zijn al wat (omgebouwde) waterstofleidingen in gebruik, maar het is de verwachting dat het nog wel tot na 2030 duurt voordat we het aardgasnet voor waterstoftransport kunnen gebruiken.

Bron: https://www.gasunie.nl/nieuws/waterstof-coalitie-concrete-plannen-voor-een-vliegende-start-van-de-waterstofeconomie

Gebiedsaanpak:
groene waterstofproductie en meer

Deze gebiedsaanpak gaat over de productie en het gebruik van groene waterstof in een lokale omgeving: in Deventer. Op dit moment is ‘groene’ waterstofproductie en gebruik nog niet rendabel, maar willen we er toch al mee aan de slag. Daarom kijken we in dit project ook naar andere producten als zuurstof en warmte. Ons project heet dan ook GROHW: Groene O2 (zuurstof), H2 (waterstof) en warmte. GROHW speelt zich af in een specifiek gebied: de stad Deventer, waardoor de schaal niet te groot wordt en de benutting van deze extra producten, zuurstof en warmte, haalbaar is. Hiermee hopen we een financieel rendabel en op korte termijn realiseerbaar project te kunnen opzetten.

Blauwdruk

Onze gebiedsaanpak willen we zo inrichten dat we een blauwdruk maken die op verschillende soortgelijke plekken kan worden gebruikt. Hierdoor wordt de aanpak schaalbaar en met geringe extra kosten toepasbaar voor andere soortgelijke gebieden. Hiermee kunnen we dus de energietransitie versnellen.

Netcongestie

Netcongestie betekent dat er niet voldoende ruimte beschikbaar is op het net om alle energie te transporteren. Hierdoor kunnen nieuw geïnstalleerde ‘energieopwekkers’ mogelijk geen energie terug leveren aan het net. Problemen met netcongestie komen al voor in Oost- en Noord-Nederland en dit zal alleen nog maar toenemen. Dit probleem lossen we op met GROHW! Doordat we de duurzame energie aansluiten op onze elektrolyser, kan de duurzaam opgewekte energie worden opgeslagen in waterstof om zo de energie op een andere manier te transporteren en… te benutten!

Engineers/Adviseurs

De engineers Witteveen+Bos en MSTA zorgen voor de systeemintegratie van het gehele project, die zowel integraal bruikbaar als efficiënt ontworpen moet zijn. Zo kiezen we slimme productielocaties, maken we schaalbare ontwerpen en knopen we alle verschillende deelnemende partijen op een zo goed mogelijke manier aan elkaar. Het eindproduct is een rendabele blauwdruk voor het lokaal gebruik van waterstof. 

Gebruikers

In het consortium hebben we ook een gebruikersgroep opgenomen die in meer of mindere mate gebruik zullen maken van de in dit project geproduceerde producten. Zo willen de Deventer bedrijven VOS Transport, Van Dorp en Koninklijke Auping een aantal van hun voertuigen laten rijden op waterstof en wil de Deventer asfaltcentrale ACS en de Koninklijke Auping waterstof gebruiken voor hun verwarmingsproces in plaats van het aardgas dat ze nu gebruiken. Daarnaast kan de asfaltcentrale mogelijk zuurstof gebruiken tijdens hun verwarmingsproces van het asfalt. Het gebruiken van beide producten kan ervoor zorgen dat er een rendabeler project ontstaat.

Handelsplatform ontwikkelaar

Geen innovatie zonder startup. Onze startup HanzeNet gaat een handelsplatform ontwikkelen voor het onderling uitwisselen van energie door de deelnemers. Het handelsplatform maakt gebruik van blockchain technologie waarmee we door het gebruik van ‘smart contracts’ snel en veilig energietransacties kunnen realiseren.

Hogescholen

Door hogescholen Saxion en HAN te betrekken, leiden we jonge mensen op en staan we dichtbij innovatie. Door nu studenten op te leiden, zorgen we dat we in de toekomst ook blijven bouwen aan een duurzame leefomgeving. Daarnaast zitten hogescholen dichtbij innovatie waardoor we altijd op de hoogte zijn van de meest innovatieve ontwerpen.

Financiers

Samen met de Rabobank gaan we onderzoeken hoe deze gebiedsaanpak kan resulteren in een positieve businesscase. Dit doen we door de verschillende producten te laten bijdragen aan het rendabel maken, maar ook door toekomstige financieringsmogelijkheden te onderzoeken.

Marketeers

Nieuws verspreidt snel en zeker ook slecht/fake nieuws. Daarom is communicatie en marketing erg belangrijk. Het Deventerse bedrijf Brandeniers is toegewijd om dit project van zijn beste kant te laten zien: zo hebben ze bijvoorbeeld deze infographic vormgegeven. Middels goede communicatie leren we iedereen op een objectieve manier over de energietransitie en de mogelijkheden die waterstof biedt. Daarnaast zorgt Brandeniers voor een breed bereik en worden daardoor ook andere partijen enthousiast.

1. Witteveen+Bos

2. Saxion Hogeschool

3. Hanzenet

4. Brandeniers

5. Gasfabriek

6. Rabobank

7. ACS

8. Enexis

9. S Park

10. Vos transport

11. Van Dorp

12. Auping

13. MTSA Technopower (Arnhem)

14. HAN (Arnhem)

Local heroes:

Meedoen met ons handelsplatform? Dat kan!

Het laatste nieuws

Versnellen Energietransitie in Deventer met GROHW

Lokale ondernemers nemen initiatief tot groen waterstofsysteem in Deventer Een tiental bedrijven en instellingen in Deventer hebben het initiatief genomen een schaalbaar waterstofsysteem in Deventer te ontwikkelen. Waterstof is een onmiskenbare schakel in de...

Samen gaan

we voor  O%

in 2030

Mede mogelijk gemaakt door: