De waterstofdiscussie gaat over de vraag: wat voor maatschappij wil je zijn?

Groene waterstof: een van de grote beloftes in de energietransitie en een pijler onder de Universiteit van het Noorden. Wat houdt de belofte van waterstof precies in? En misschien nog wel belangrijker: hoe schakel je als samenleving over? ScienceGuide sprak lector Waterstoftoepassingen Jan-jaap Aué (Hanzehogeschool) over de mogelijkheden van waterstof en over populisme in de energietransitie. “Dit gaat eigenlijk over de vraag: wat voor maatschappij wil je zijn? Maar mensen reageren vaak heel egocentrisch.”

De belofte van waterstof

Eens in de zoveel jaar speelt de discussie over waterstof weer op. “In de jaren zeventig was er een periode waarin waterstof de belofte was, en in de jaren negentig kwam het weer terug, door een boek als The Hydrogen Economy van Jeremy Rifkin. Maar het is steeds niets geworden. Een heel groot verschil met die periodes is dat we nu in een periode zitten dat groene stroom beschikbaar is tegen prijzen die we vroeger niet durfden te dromen. Dus je kan er nu over gaan nadenken.”

Waterstof, H2, kan worden gewonnen door elektrolyse – of simpeler gezegd het onder stroom  zetten – van water, waarbij waterstofgas en zuurstofgas ontstaan. “In vrije vorm komt het niet voor op aarde, of heel sporadisch,” vertelt Aué. “Dus je moet het maken als je het wilt gebruiken. Aardolie en aardgas zijn vormen van waterstof in allerlei speciale verbindingen, maar dan met koolstof erbij en dat willen we liever niet, want dan komt bij verbranding CO2 vrij. Als je waterstof kunt maken met behulp van groene energie, dan spreek je over groene waterstof.”

Waterstof heeft ook heel andere eigenschappen dan aardolie. “Het is een heel licht en klein element, het is zo weg. De energie-inhoud van waterstofgas op atmosferische druk is heel laag. Je hebt bijvoorbeeld drie kubieke meter waterstof nodig om een kubieke meter aardgas te vervangen. Als je een auto op waterstof wilt laten rijden, en je wilt niet een enorme ballon op je dak hebben, dan moet je ervoor zorgen dat het gecomprimeerd met je meegaat, bij voorkeur in een tank die even groot is als tanks nu.” Voor wie een gastank onder grote druk in zijn auto een eng idee vindt: “Als een auto op lpg rijdt, dan zit daar ook gecomprimeerd gas in, wel iets minder dan bij waterstof hoor. Maar het is in de industrie heel gewoon en dus beheersbaar.”

Naast de gecomprimeerde vorm kan waterstof onder zeer lage temperatuur (-263 graden Celsius) ook vloeibaar worden bewaard. “Dat kost veel energie, maar het voordeel is dat het heel compact wordt. Er zit veel meer energie per kubieke meter in dan als het gasvormig is.” Zo neemt het minder ruimte in, en dat is gunstig voor opslag. Aué noemt de opslag van energie de voornaamste aantrekkingskracht van de stof, maar er zijn ook veel andere toepassingen mogelijk.

Verbranding is niet altijd de meest rendabele toepassing

“Als je gasvormige waterstof hebt: daar zit energie in en die maak je vrij door verbranding. In een CV-ketel bijvoorbeeld, die een lokale partner ontwikkeld en die willen we gaan testen in een wijk in Hoogeveen.” Maar waterstof als brandstof is meestal niet de slimste toepassing. Je kunt waterstof namelijk ook weer omzetten in elektriciteit, met een brandstofcel. Dat doet het omgekeerde van elektrolyse. Aué: “Je stopt er dan waterstofgas en zuurstof in, en er komt water en stroom uit. Daar zit wel rendementsverlies op, maar dat is warmte, en die kun je misschien wel weer benutten. Als je het slim doet is het heel efficiënt. En een auto op waterstof, die kun je kopen tegenwoordig, is in essentie een elektrische auto maar zonder grote accu, maar met een waterstofgastank en een brandstofcel die het omzet naar elektriciteit.”

Het feit dat je waterstof – gegenereerd door groene stroom – naar keuze ook weer om kunt zetten naar stroom of warmte, maakt het tot zo’n geschikte vorm van energie-opslag. “Je wilt duurzame energie kunnen opslaan. In de winter bijvoorbeeld is er veel meer vraag naar warmte dan in de zomer. Maar in de winter schijnt de zon juist niet zo hard, de zonnepanelen leveren niet zo veel op. Je kunt energie prima opslaan in een accu, maar als je zulke grote hoeveelheden wilt opslaan, dan zijn accu’s onbegonnen werk.”

“Met waterstofgas kan je efficiënt en in hele grote hoeveelheden energie opslaan. Bijvoorbeeld ondergronds in een leeg gasveld. Dat is in deze regio geen populair onderwerp, maar het zou ook prima onder de Noordzee kunnen. Dan heb je dat winterprobleem opgelost.” Ook voor transport van energie kan waterstof soms een uitkomst zijn. “Een zonnepaneel in de Sahara levert veel meer op dan hier, dus je wilt ze graag daar neerleggen, maar hoe krijg je die stroom dan hier? Die kun je omzetten in waterstof, door een leiding, of je brengt een speciale tanker daarnaartoe.”

Universiteit van het Noorden 

“Waterstof zou door de huidige gasleidingen kunnen, maar er zijn wel aanpassingen nodig. De investeringen daarin zijn niet megagroot, als je ze afzet tegen de kosten die je zou moeten maken om grootschalig stroom te transporteren. Als je alle energie die je vandaag gebruikt allemaal met groene stroom zou moeten doen, dan hebben we daar geen netwerk voor. Dan moeten er enorme elektriciteitsleidingen worden aangelegd. Studies laten zien dat bij transport van gas de energiehoeveelheid met een factor honderd goedkoper is dan transport van stroom.”

“Hier in het Noorden ambiëren we de productie van groene waterstof op te pakken. We zijn daar goed op voorgesorteerd want we hebben de Eemshaven, daar komt heel veel duurzame stroom uit Noorwegen en Denemarken aan land. We hebben er ook kennis op het gebied van waterstof en conversie. Er is hier al industrie die waterstof gebruikt. En in Delfzijl zit het bedrijf Nouryon dat al vijftig, zestig jaar ervaring heeft met elektrolyse. Zij maken van zout dat uit de grond wordt gewonnen chloor en natrium. En we zitten aan het hoofdnet van de Gasunie, dus als we het hier kunnen maken kunnen we het door heel Nederland distribueren. Hier komen een aantal dingen bij elkaar.”

Het grote geheel zien

Het is in de discussie rond duurzame energie vooral belangrijk om het grote geheel te zien en daarbinnen af te wegen, vindt Aué. “Niet alles hoeft op waterstof. En het lijkt misschien niet altijd de meest efficiënte oplossing voor een probleem, maar het is dat wel als je naar de hele context kijkt van kosten en vraag. Bijvoorbeeld bij de waterstoftrein, waarmee we nu proeven doen tussen Friesland en Groningen.

Er was veel publiciteit voor deze trein, maar Aué stoorde zich ook aan reacties op social media zoals: ‘wat een onzin, waarom kan die trein niet gewoon elektrisch?’ “Nou dat is omdat ze er in de Randstad geen geld voor over hebben om de spoorwegen in de rest van het land allemaal elektrisch te maken. Dat kost hier namelijk honderd miljoen per lijn. Dat is ook geen business case. Maar als je die dieseltreinen wilt vergroenen, moet je toch iets gaan doen. Dan kan bijvoorbeeld waterstof goed zijn.”

“Het punt is dat een discussie die zich alleen toespitst op een toepassing tot andere uitkomsten leidt. Want in de energietransitie moet je ook een niveau hoger kijken, naar het hele systeem. Niet alleen naar jouw auto, of jouw huis of fabriek, maar hoe zorgen we er met elkaar voor, als land of misschien als conglomeraat van landen, dat je in energie kan voorzien?”

“Daarom zie ik waterstof als metafoor van alle vraagstukken in de energietransitie. Het leuke is dat je kansen hebt om een aantal dingen opnieuw te overdenken, terwijl je probeert mee te nemen wat er al is. Daarmee is het onwaarschijnlijk dat er precies hetzelfde uit gaat komen. Op alle vlakken moet je vragen stellen: hoe ga je dat doen? En je raakt ook snel aan: begrijpen mensen dat? Ik werk veel samen met lectoren die werken aan acceptatie en communicatie van duurzaamheid.”

“Mensen staren zich vaak blind op: wat kost het – bij wijze van spreken – aan de pomp? Maar er zitten heel veel andere dingen omheen. Kan je het transporteren, opslaan, wat kost dat? In ons huidige systeem zijn de kosten al gesocialiseerd, zoals dat heet. Ik durf te wedden dat mijn gasaansluiting in Noord-Groningen duurder is dan die van jou in de Randstad, maar we betalen hetzelfde. De kosten zijn al verdeeld over burgers en bedrijven. Dat zal straks niet heel anders gaan. Er komen andere kosten, duurder, goedkoper, dat weten we niet precies, waarschijnlijk duurder. En daar moet je ook een verdeelsleutel voor afspreken.”

Wie gaat dat betalen?

“In dit tijdsgewricht zijn we allemaal wantrouwend. De vraag is altijd, ‘wie gaat dat betalen’, met hoofdletters. En: ‘waarom betalen de bedrijven dit allemaal niet’. Dat zijn terechte zorgen overigens, maar het zijn ook opmerkingen die eigenlijk heel erg egocentrisch zijn. Als je zegt: de bedrijven moeten het betalen, dan moet je ook kijken: wie werken er eigenlijk bij een bedrijf? Hun salaris gaat naar beneden. En de prijs van producten die je afneemt wordt ook hoger. Dus uiteindelijk betaal je met elkaar. Linksom of rechtsom.”

“Dus je moet een andere discussie voeren. Je moet twee vragen stellen: in wat voor maatschappij wil jij wonen? En hoeveel geld heb je daar met elkaar voor over? Nu zijn er te veel meningen die weinig bijdragen aan de discussie.”

“Jaren geleden stond ik met Guy Verhofstadt op een podium op een congres. Hij trok een parallel tussen de opkomst van het populisme en de energietransitie. Zijn analyse kwam er eigenlijk op neer: populisme is een uiting van onmacht. Mensen zijn bang en ze zien geen alternatief. En dus vluchten ze naar een vluchtheuvel die hun iets van veiligheid lijkt te bieden. En dat moeten we voorkomen als we het over de energietransitie hebben. Dat vond ik een mooie parallel. Je moet mensen vooral opties laten zien.”