Wat is waterstof?

Waterstof is booming. Browse rond op het internet en waterstof is overal. Zelf de koning dook onlangs onder in de wereld van waterstof, tijdens een bezoek aan de Rotterdamse havens. Waterstof lijkt de belofte voor de toekomst. Voor een groene toekomst welteverstaan, met een klimaatneutrale economie in 2050? Maar om eerst eens bij het begin te beginnen: wat is waterstof nou eigenlijk?

Waterstof is –bij normale omstandigheden- een kleurloos en geurloos gas. De scheikundige afkorting die we gebruiken voor waterstof is H2: het is opgebouwd uit twee waterstofatomen. Deze atomen bestaan op hun beurt weer uit een proton en een elektron.

Zo'n 2/3e van alle moleculen op aarde bevat één of meerdere waterstofatomen. Het komt dus veel voor, maar is eigenlijk altijd verbonden met andere atomen. Hier op aarde komt het niet in geïsoleerde vorm voor. Pas in geïsoleerde vorm is het bruikbaar als energiedrager.

Het verschil tussen een energieopwekker (zoals gas en kolen) en een energiedrager, zit hem in het feit dat waterstof dus niet van nature voorkomt en niet te delven is, maar wel energie kan bevatten. Maar voordat het energie kan bevatten, moet het dus geproduceerd worden. Om het te maken is er eerst een grondstof en daarna energie nodig. Waterstof neemt een deel van die energie op. Zodra je waterstof vervolgens gaat verbranden, komt deze energie vrij en kan het gebruikt worden. De keuzes die er in dit proces gemaakt worden, bepalen of de toepasbare waterstof een schone energiebron zal is of niet.

Wanneer we spreken over waterstof, wordt er onderscheid gemaakt tussen hoofdzakelijk groen, grijs, blauw en paars waterstof. Deze kleuren zeggen niets over de waterstof zelf –waterstof is kleurloos en geurloos- maar hebben betrekking op het soort energie waarmee de waterstof wordt gemaakt.

Groene waterstof is de meest duurzame van het kleurenpalet. Om groen waterstof te maken wordt er gebruik gemaakt van waterelektrolyse. Duurzaam opgewekte energie, zoals zonne- of windenergie, levert elektriciteit waarmee water gesplitst wordt in waterstof en zuurstof. Na dit proces gaat de waterstof in tanks of via gasleidingen naar de eindgebruiker. Bij deze vorm van productie komt er geen CO2 vrij. Momenteel is minder dan 1% van de totale hoeveelheid geproduceerde waterstof groen.

In de Nederlandse industrie wordt al heel lang grijze waterstof gebruikt. En dat moet anders, want het is verantwoordelijk voor zo'n 8% van de totale CO2-uitstoot in Nederland. Het grote verschil met groen waterstof is dat er bij deze vorm van productie fossiele brandstoffen zoals steenkool, olie en gas worden gebruikt. 99% van alle waterstof in Nederland is grijs.

Blauw waterstof is in de basis grijs waterstof, met als verschil dat het grootste deel van de CO2 die vrijkomt (zo'n 80 tot 90%) wordt afgevangen en opgeslagen. Dit wordt Carbon Capture and Storage (CCS) genoemd en moet voorkomen dat CO2 in de atmosfeer terechtkomt. Noorwegen loopt voorop in deze techniek. Zij hebben sinds 1996 een infrastructuur onder de zeebodem voor het afvangen en opslaan van CO2.

Paars (of roze) waterstof wordt geproduceerd met energie uit kerncentrales. Deze vorm van productie veroorzaakt kernafval en levert dus geen volledig schone waterstof. Klik hier voor het complete overzicht van alle waterstofkleuren.

Goed, er is dus een regenboog aan waterstofkleuren, de ene kleur schoner dan de ander. Begrijpelijkerwijs wordt er momenteel volop ingezet op groen waterstof. Hoe schoner hoe beter, want in 2050 willen we een CO2-neutrale samenleving. Vanaf 28 juni stelt de overheid zelfs 13 miljard euro beschikbaar voor duurzame projecten met de stimuleringsregeling Duurzame Energieproductie en Klimaattransitie. Maar hoe pas je waterstof nou eigenlijk toe? En wat merken wij als burger ervan?

De belangrijkste gebruikers van waterstof zullen in eerste instantie de industrie en de mobiliteit zijn. De Europese Commissie presenteerde vorig jaar als onderdeel van de Europese Green Deal het 'Fit-for-55'-pakket, met daarin een voorstel voor concrete waterstofdoelen. Het voorstel: in 2030 moet het gebruik van hernieuwbare waterstof in de industrie 50% zijn en in de mobiliteit 2,6%. Ook in de energieopslag en in de gebouwde omgeving kan waterstof een rol van betekenis gaan spelen.