EU-landen willen in 2050 klimaatneutraal zijn en netto geen broeikasgassen meer uitstoten. Een van de manieren om die doelen te behalen, is door te investeren in hernieuwbare energie, zoals waterstof. Maar hoe duurzaam is waterstof? En is het daadwerkelijk een alternatief voor bijvoorbeeld de verwarming van je huis?

Wat is waterstof en hoe wordt het gemaakt?

Waterstof is een chemisch element en wordt in het periodiek systeem aangeduid met het symbool H. Het is het meest voorkomende element in het heelal en zit in water, maar ook in planten, dieren en zelfs in mensen.

Toch komt waterstof zelden in pure vorm voor. Om het te gebruiken als energiebron, moet het meestal eerst worden geproduceerd.

Leestip: Vliegen op bakolie: een duurzame oplossing of wassen neus?

Dat gebeurt via elektrolyse. Bij elektrolyse wordt elektrische stroom door water geleid, waardoor de watermoleculen (H₂O) worden gesplitst in waterstofgas (H₂) en zuurstofgas (O₂). Het waterstofgas wordt opgevangen in een tank en kan vervolgens worden gebruikt als brandstof of voor energieopslag.

Witte waterstof

Een uitzondering hierop vormt witte waterstof: een zeldzame, natuurlijke variant die diep in de aardkorst voorkomt en direct kan worden gewonnen.

Recent onderzoek van de universiteiten van Oxford, Durham en Toronto wijst erop dat de aarde in de afgelopen miljard jaar genoeg waterstof heeft geproduceerd om de wereld – in theorie – voor zo’n 170.000 jaar van energie te voorzien.

Een van de bekendste natuurlijke waterstofbronnen ligt in Bourakebougou, Mali. Daar werd in 1987 bij toeval een enorme waterstofbel ontdekt tijdens een boring naar water. Er kwam echter geen water uit de bodem, maar een zeer brandbaar gas: waterstof. Het is een van de puurste waterstofbronnen ter wereld, met maar liefst 98 procent zuivere waterstof. Veel andere voorraden bevatten ook helium, stikstof of andere gassen.

Leestip: Hebben de windparken op de Noordzee invloed op het weer?

De commerciële exploitatie van witte waterstof staat nog in de kinderschoenen, maar wereldwijd wordt hier steeds meer onderzoek naar gedaan.

Grijze, blauwe en groene waterstof

Naast witte waterstof zijn er nog drie soorten waterstof, die worden onderscheiden op basis van de manier waarop ze worden geproduceerd:

  • Grijze waterstof wordt gemaakt met elektriciteit die is opgewekt uit aardgas. Daarbij komt veel CO₂ vrij, wat deze vorm weinig duurzaam maakt.
  • Blauwe waterstof wordt eveneens geproduceerd met fossiele energie, maar de vrijgekomen CO₂ wordt daarbij afgevangen en opgeslagen in de bodem.
  • Groene waterstof wordt geproduceerd met hernieuwbare elektriciteit uit bijvoorbeeld zon en wind. Dit is de enige écht duurzame variant.

Op dit moment produceert Nederland jaarlijks zo’n tien miljard kubieke meter waterstof. Het gaat hier vooral om grijze waterstof uit aardgas. Dat wordt vooral gebruikt in de industrie, bijvoorbeeld bij de productie van ammoniak en kunstmest. In de toekomst zal waterstof ook een rol gaan spelen in de staalproductie.

Waterstof als energiebron

Waterstof kan worden ingezet als brandstof. Bij verbranding komt energie vrij, waarmee je bijvoorbeeld een auto kan laten rijden, elektriciteit kunt opwekken of je huis kunt verwarmen.

Het grote voordeel is dat er bij verbranding alleen waterdamp vrijkomt. In tegenstelling tot bijvoorbeeld aardgas worden er geen CO₂ of andere vervuilende gassen uitgestort. Waterstof wordt daarom ook wel gezien als de oplossing voor ons energieprobleem – als het ten minste wordt opgewekt met behulp van hernieuwbare elektriciteit.

Leestip: Wat is biomassa? ‘De oudste energiebron die we kennen’

Op verschillende plekken in Nederland wordt geëxperimenteerd of je je huis kunt verwarmen met waterstof. Deze huizen zijn uitgerust met een hybride systeem: waterstof is in huis bijvoorbeeld niet geschikt om mee te koken.

In principe werkt verwarmen op waterstof hetzelfde als aardgas. Toch zijn er wel flinke obstakels. Dat heeft alles te maken met schaarste: de beschikbaarheid van duurzaam geproduceerde waterstof is nog beperkt en de kosten zijn momenteel hoog.

Is waterstof de toekomst?

Volgens het Nationaal Plan Energiesysteem wordt de vraag naar groene waterstof in 2050 geschat op 660 petajoule (circa 5,5 megaton). Om aan die vraag te voldoen, is een goed functionerende infrastructuur essentieel. Nederland is koploper in de aanleg van zo’n waterstofnetwerk, maar kampt nog met veel praktische uitdagingen, zoals onzekerheid over de toekomstige vraag naar groene waterstof en hoge productiekosten.

Waterstof heeft dus zeker de potentie om een belangrijke rol te spelen in een klimaatneutrale toekomst. Toch is het geen wondermiddel. Zolang waterstof niet op grote schaal duurzaam geproduceerd kan worden, blijft het vooral een belofte.

De opkomst van witte waterstof zou op termijn een doorbraak kunnen betekenen, maar die technologie is nog volop in ontwikkeling. Tot die tijd blijft groene waterstof een veelbelovende, maar kostbare schakel in de energietransitie.

Meer ontdekken? Krijg onbeperkt toegang tot National Geographic Premium en steun onze missie. Word vandaag nog lid!