Wachten op waterstof
We weten al 150 jaar dat waterstof een onuitputtelijke energiebron kan zijn. Het wordt al ingezet in de industrie maar het aantal H2-auto's is nog zeer beperkt: er is nauwelijks infrastructuur en autofabrikanten vinden de kosten hoog. Toch groeit het geloof in 'de betere olie'. Vooral in Duitsland.
Voor Jules Verne was het in 1874 al duidelijk. In zijn roman L'Île mystérieuse noemde de Franse sciencefiction-auteur waterstof als dé energiedrager van de toekomst. Door elektrolyse kan water in waterstof en zuurstof worden gesplitst en het waterstof kan kolen, destijds de belangrijkste brandstof, van de markt duwen, zo schreef Verne.
Maar anderhalve eeuw later is waterstof als energiebron nog steeds vooral een grote onbekende. In Nederland rijden slechts enkele voertuigen met brandstofcellen: elektrochemische toestellen die waterstof en zuurstof kunnen omzetten in elektriciteit. Waterstof wordt wel op grote schaal in de chemie-industrie gebruikt, maar dan hoofdzakelijk als grondstof.
Toch komt de voorspelling van Jules Verne een beetje naderbij. Den Haag beseft nu dat waterstof een optie kan zijn bij het oplossen van energie- en milieuproblemen en is met experts en bedrijven in gesprek. In het buitenland broeit het op sommige plaatsen nog meer. Japan, Duitsland en Californië hebben jaren geleden al de eerste stappen gezet en vieren hun eerste successen met waterstofenergie. Ook bedrijven zijn ermee bezig, groot en klein. Zo gaven zestien energie-, gas- en autoconcerns uit de gehele wereld in februari in Davos de aftrap voor de Hydrogen Council.
In Europa is Duitsland de onbetwiste 'waterstofhotspot'. Overheid en bedrijven werken al sinds het begin van deze eeuw samen in een waterstofprogramma waarvoor miljarden euro's opzij zijn gelegd. Elke maand komen er waterstoftankstations bij voor de paar honderd personenwagens met brandstofcellen die nu op de Duitse wegen rijden. Er zijn tientallen proefinstallaties voor de productie van waterstofgas en er wordt volop getest met nieuwe automodellen en bussen, vrachtwagens, treinen, schepen en zelfs een vliegtuigje. Ook zijn hier de eerste stationaire toepassingen te vinden: in een paar honderd huizen en een handvol kantoren en fabrieken komt stroom en warmte niet langer van het openbare energiebedrijf, maar van een eigen brandstofcel.
Manshoge Silyzer
Een voorbeeld van een Duitse proefopstelling die toont welke rol waterstof straks in de energietransitie kan spelen, is te vinden in het glooiende Rijnlandschap bij Mainz. Drie windmolens leveren stroom aan een kilometer verderop gelegen kleine fabriekshal, die daar via de Silyzer, een manshoog elektrolyse-toestel van Siemens, wordt omgezet in waterstof. De zuurstof verdwijnt in de buitenlucht. 'De voorbijkomende jogger is daar erg blij mee', grapt Kai Abkemeier, een ingenieur van Linde, de Duitse gassenfabrikant die initiatiefnemer is van het demonstratieproject Energiepark Mainz.
De groene waterstof wordt hier samengeperst, al is dat nog niet tot de 700 bar die nu de standaard is voor personenauto's. Bij het complex, dat streng bewaakt wordt, is geen pompstation. Een paar keer per dag vertrekt een vrachtwagen met volle gascilinders, die onder 225 bar druk staan. De trailers leveren aan een handvol waterstofpompstations in de regio, maar rijden meestal door naar industriële klanten.
Wie de proefopstelling goed bekijkt, ziet dat een geelkleurige hoofdgasleiding van Mainzer Stadtwerke door de installatie loopt, die wordt geleid naar Ebersheim. Aan het aardgas voor de 900 huishoudens in deze stadswijk wordt tot 10% waterstof toegevoegd: het maximum dat de Duitse wet toelaat. De gezinnen koken en stoken hiermee, zonder dat ze er iets van merken. Waterstof in aardgasleidingen is al een oud idee, maar het staat nu in Europa opnieuw in de schijnwerpers: van Noord-Nederland tot Leeds zijn er plannen voor zuivere waterstof in het gasnet.
De stroom voor de waterstof komt in Mainz niet alleen van de drie windmolens, maar wordt ook op de markt ingekocht uit vaak niet-groene bronnen op momenten dat de prijs gunstig is - er is dan een te groot aanbod van stroom. Als dit overschot in waterstof wordt omgezet, fungeert waterstof tegelijk als energiebuffer: en die rol zal volgens alle betrokken deskundigen in de toekomst belangrijk worden.
Een ander waterstofproject is 200 km noordelijker te vinden, in de Keulse voorstad Hürth. HyCologne levert ook waterstof, al wordt die hier samengeperst tot 350 bar en is die bedoeld voor het groeiende park stadsbussen met brandstofcellen in Keulen. De al wat oudere installatie, die gedomineerd wordt door gigantische compressoren en koelers, maakt waterstof niet uit elektriciteit, maar krijgt het gas kant-en-klaar aangeleverd vanuit het nabijgelegen chemiepark Knapsack, dat op een uitgestrekt bruinkoolbekken rust - daarvan is het een bijproduct. Het doel van HyCologne, een samenwerkingsverband van publieke en private partijen, is om met waterstof 'dat er toch al is, het milieu te ontlasten', zegt projectleider Albrecht Möllmann.
Die milieuontlasting is op dit moment vaak de belangrijkste reden om in waterstoftechnologie te investeren. De productie van het gas en ook het vervoer ervan zijn nog lang niet altijd duurzaam en emissievrij, maar de omgekeerde elektrolyse in de brandstofcel tot stroom, de zogeheten 'koude verbranding', is dat wel. Daarom zijn Europese overheden bereid om waterstofprojecten te steunen. Zij moeten immers ambitieuze klimaatdoelstellingen halen.