Waterstof

Waterstof is een scheikundig element opgebouwd uit twee waterstofatomen (H2), het is het meestvoorkomende element een speelt een belangrijke rol in veel chemische reacties. De stof is een kleurloos, geurloos en smaakloos gas en is zeer brandbaar. Wanneer het in contact komt met zuurstof ontstaat er een reactie waarbij water wordt gevormd, hierbij komt veel energie vrij. Waterstof kan worden geproduceerd via elektrolyse van water, of door het omzetten van aardgas of biomassa. Het kan gebruikt worden als brandstof in brandstofcelvoertuigen en kan worden gebruikt als alternatief voor fossiele brandstoffen wanneer het wordt gebruikt om energie op te wekken. Waterstof wordt ook gebruikt bij het zuiveren van olie en in de productie van ammoniak voor de landbouw. Als brandstof is waterstof echter nog steeds duur om te produceren en er zijn uitdagingen in het opslaan en transporteren ervan. In de toekomst kan waterstof een belangrijke rol spelen bij het verminderen van de CO2-uitstoot. Waterstof kan bijvoorbeeld worden gebruikt als energiedrager in combinatie met hernieuwbare energiebronnen zoals windenergie en zonne-energie. Daarnaast wordt de mogelijkheid om waterstof te gebruiken als energieopslagmedium in de gasinfrastructuur onderzocht, waardoor het mogelijk is om overtollige energie op te slaan wanneer de productie hoger is dan de vraag.

• Groene waterstof:

Groene waterstof wordt door middel van duurzame energie opgewekt. Water wordt omgezet in waterstof en zuurstof door elektrische stroom, dit proces heet elektrolyse. Wanneer je waterstof produceert met groene energie zoals, windmolens en zonnepanelen komt er geen CO2 vrij. De groene waterstof kan worden opgeslagen en gebruikt als energiebron, bijvoorbeeld in brandstofcellen om elektriciteit op te wekken of als brandstof voor voertuigen. Het gebruik van groene waterstof als energiebron draagt bij aan de vermindering van de CO2-uitstoot en de transitie naar een duurzame energievoorziening. 

•  Grijze waterstof:

Grijze waterstof wordt opgewekt door middel van fossiele brandstoffen zoals, olie, gas of steenkool. Zo wordt het bijvoorbeeld onderdrukt en verhit. Bij deze chemische reactie ontstaat er waterstof en CO2. Bij elke kilo waterstof wat wordt opgewekt komt er 7 kilo CO2 vrij. De meeste waterstof wordt op deze manier opgewekt. Dit maakt grijze waterstof een van de minst duurzame bronnen van waterstof. Het stoot namelijk veel CO2 uit, wat bijdraagt aan klimaatverandering. Daarnaast kunnen de productie- en gebruikskosten van grijze waterstof hoog zijn, omdat fossiele brandstoffen duur zijn en er energie nodig is om de waterstof te produceren.

• Blauwe waterstof:

Blauwe waterstof is grijze waterstof waarbij een groot deel van de CO2 dat wordt uitgestoten wordt opgevangen en onder de grond wordt gestopt, dit heet CO2-opslag. Het wordt dan bijvoorbeeld in lege gasvelden onder de zeebodem bewaart.  Dit zorgt ervoor dat de CO2-emissies van de productie van waterstof verminderd worden en dat het gebruik van waterstof als brandstof een duurzamere optie wordt. Blauwe waterstof kan dienen als een overgangsbrandstof naar groene waterstof.

• Paarse waterstof/ roze waterstof:

Paarse waterstof wordt opgewekt door middel van kerncentrales en is dus geen vorm van schone waterstof. Hoewel paarse waterstof kan bijdragen aan de productie van waterstof, wordt het niet beschouwd als een vorm van schone waterstof vanwege de inherente problemen en controverses rondom kernenergie. Kernenergie heeft zijn eigen milieu- en veiligheidskwesties, zoals de problemen rondom nucleair afval en de risico's van kernrampen. 

Op dit moment bedraagt de onbelaste prijs van grijze waterstof tussen de € 1,50 en € 2,00 per kilogram. Wanneer de CO2 tijdens het proces wordt opgevangen (blauwe waterstof), stijgen de kosten naar € 2,50 tot € 3,00 per kilogram. Dit is hetzelfde als een aardgasprijs van € 0,75 per kubieke meter, aangezien 1 kilogram waterstof evenveel energie bevat als 4 kubieke meter aardgas. De kosten voor transport en opslag van CO2 worden momenteel ingeschat op € 0,03 per kilogram CO2. Hoewel dit laag lijkt, produceert elke kilogram H2 ongeveer 16 kilogram CO2, waardoor de totale kosten ongeveer € 0,50 per kilogram H2 bedragen. 

Momenteel is groene waterstof duurder dan aardgas, er wordt daarentegen verwacht dat de kosten na 2030 rond de € 3,00 per kg zullen liggen. 1 kg waterstof bevat dezelfde hoeveelheid energie als 4 m³ aardgas. Momenteel ligt de prijs voor dezelfde hoeveelheid energie van aardgas (zonder belasting en CO2-heffing) ruim onder € 1,00. Dit betekent dat er nog steeds een aanzienlijk prijsverschil is voor duurzame waterstof. Momenteel kost 1 kg groene waterstof ongeveer € 15,00, maar naar verwachting zal deze prijs binnen enkele jaren dalen tot ongeveer € 5,00 per kg. 

De voordelen van waterstof zijn als volgt:

• Als je het verbrand komt er geen CO2 vrij. 
• Je kunt waterstof gemakkelijk en goed opslaan.
• Waterstof kan ook van water gemaakt worden: een onuitputtelijke energiebron. 
• Het is een belangrijke stof voor de chemische industrie. 
• Waterstof is makkelijk te vervoeren.

De nadelen van waterstof zijn als volgt:

• Bij het produceren van waterstof gaat energie verloren. 
• Waterstof is heel explosief. 
• De productie van waterstof is duur, lastig en kost veel tijd. 
• Maar 1% van alle waterstof wordt op een duurzame manier opgewekt.