Waterstofroutes
Omdat waterstof geen energiebron is, maar alleen een energiedrager, en omdat waterstof met allerlei energiebronnen kan worden gemaakt, zijn er verschillende waterstofroutes mogelijk. Voor die routes zijn dan verschillende ketens relevant.
Algemene waterstofketen
Generiek voor alle waterstofroutes is de keten zoals geïllustreerd in Figuur 1. Energiebronnen moeten eerst worden geconverteerd, opgeslagen en getransporteerd totdat het in een vorm is die geschikt is om waterstof van te maken (zie waterstof-productie). Voor groene waterstof is dat typisch als elektriciteit, maar dat hoeft dus niet. Er zijn verschillende technologieën om waterstof te produceren. Daarna wordt de waterstof naar de eindgebruiker getransporteerd waarna het kan worden gebruikt. Eventueel kan waterstof ook nog worden geïmporteerd of geëxporteerd.
Figuur 1. Algemene waterstofketen
De verschillende routes die mogelijk zijn om waterstof nuttig in te zetten zijn allemaal in dit schema te vangen. De ketens die ontstaan zijn allemaal relatief ingewikkeld: waterstof is eigenlijk een extra tussenstap. Dat heeft in principe tot gevolg dat er extra conversieverliezen zijn (denk terug aan het concept roundtrip efficiency bij energie-opslag). Bedenk bijvoorbeeld dat groene waterstof uit zonne- of windenergie wordt gemaakt met behulp van elektrolyse en dus elektriciteit als tussenstap heeft. Als uiteindelijk waterstof weer naar elektriciteit wordt omgezet in een brandstofcel in een waterstofauto, dan moeten de voordelen van waterstof als drager opwegen tegen verliezen in de conversiestappen.
Door slimme keuzes te maken voor energiebron, locaties, technologie, condities en toepassingen kan het ondanks die verliezen aantrekkelijk zijn om waterstof in te zetten. Want het nettorendement is niet het enige criterium om een keten (al dan niet met waterstof als tussenstap) interessant te maken. Andere criteria kunnen zijn om CO$_2$ en/of andere emissies te reduceren, om tijd of afstand te overbruggen en lokaal, bij de eindgebruiker, de luchtkwaliteit te verbeteren. Kun je nog meer redenen bedenken?
De vraag die nu voorligt is wanneer het aantrekkelijk is om waterstof toe te passen, en met welke productieroutes en ketens, en de bijbehorende voor- en nadelen, kosten, etc. Omdat er bij elke stap verliezen zijn (soms klein, soms groot) moet er een andere reden zijn die het technisch haalbaar en economisch aantrekkelijk maakt. En het moet passen bij de (energie)vraag en de verwachtingen van alle partijen die samen moeten werken om de gehele keten werkend te krijgen. Begin je met het aanleggen van waterstoftankstations en met een waterstof backbone door Nederland? Of moeten er eerst waterstofauto’s worden verkocht en verwarmingsinstallaties op waterstof worden aangelegd? En hoe verhoudt dit zich tot alle andere ontwikkelingen: komt er wel voldoende zonne- en windenergie beschikbaar voor de beoogde waterstoftoepassingen? En wie bepaalt dit?
Een groene waterstofketen
Voor specifieke toepassingen en met specifieke energiebronnen kunnen verschillende ketens worden opgesteld. Een voorbeeld voor een groene waterstofketen is uitgewerkt in figuur 2, waarbij windenergie als groene energiebron wordt gebruikt en waarbij de waterstof wordt gebruikt in een waterstofauto. Allereerst wordt er elektriciteit opgewekt bij een windturbine op zee. Vervolgens wordt de opgewekte elektriciteit naar land getransporteerd. Na aankomst op het land kan de elektriciteit worden omgezet in waterstof om vervolgens getransporteerd te worden naar een lokaal waterstoftankstation. Hier kunnen waterstofauto’s vervolgens tanken en kan de waterstof in de waterstofauto worden gebruikt.
Figuur 2. Groene waterstofketen voor gebruik in waterstofauto's
Er kan echter ook de afweging worden gemaakt om de elektriciteit al bij de windturbine om te zetten naar waterstof en de waterstof vervolgens naar land te vervoeren. Wat zijn hier denk je de voor- en nadelen van? Wat denk je dat in de praktijk zal worden gekozen en waarom?
Laatste wijziging: 12-01-2024
Deze publicatie valt onder een Creative Commons licentie. Zie hiervoor het colofon.
Deze publicatie valt onder een Creative Commons licentie. Zie hiervoor het colofon.
