29 nov 2021
|
Maatschappij
Journalist: Féline van der Linde
Met wind- en zonne-energie moeten we in de toekomst bijna al onze energie gaan opwekken om de klimaatdoelstellingen te halen. Wind- en zonne-energie wordt nu via windturbines en zonnecellen omgezet in elektriciteit. Maar het gebruik van elektriciteit is nu minder dan 20%, eenvijfde, van ons totale energiegebruik. Het aandeel elektriciteit in het gebruik zal zeker stijgen, maar is niet voor al ons energiegebruik geschikt. Daar biedt de inzet van waterstof uitkomsten.
Daarnaast hebben we in Nederland niet heel veel wind en zon. In de Sahara is er zelfs op bepaalde plaatsen een hardere wind dan op de Noordzee en zeker meer zon. In de Sahara kan er dus goedkoper stroom worden opgewekt met zon en wind dan hier en woont er ook nog eens bijna niemand. Er kan dus in veel grotere hoeveelheden op een veel goedkopere manier duurzamere energie worden opgewekt. Maar hoe krijg je die energie dan hier in Nederland? Via een elektriciteitskabel, maar dat is heel duur, bovendien kun je de energie dan niet opslaan. Zet je de zonne- en windenergie om in waterstof dan kun je het tien keer zo goedkoop transporteren dan elektriciteit en een factor honderd goedkoper opslaan.
Dus waterstof kan er voor zorgen dat we de goedkope zon een wind elektriciteit ook goedkoop kunnen transporteren en opslaan. En daarnaast kun je met waterstof sectoren die moeilijk CO2 vrij te maken zijn emissieloos maken. De waterstof maak je dan via electrolyse van water. Door elektriciteit in een bak water te stoppen splitst het water molecuul, H2O, zich in waterstof, H2 en zuurstof O2.
Een van de belangrijke functies van waterstof is opslag. Nu wordt elektriciteit met gas en kolen opgewekt, maar dat gebeurt steeds meer met wind- en zonne-energie. Echter is dat moeilijk te reguleren, wind-of zonne-energie kun je niet aan of uitzetten. Het is fluctuerend en levert dus lang niet altijd op de juiste momenten elektriciteit, vertelt Ad van Wijk, professor Future Energy Systems aan de TU Delft. “Het opslaan van elektriciteit in batterijen kan een deel van de oplossing bieden, vooral voor korte termijn opslag, van minuten tot enkele dagen. Maar voor grootschalige, langdurige opslag, b.v. voor seizoensopslag, zijn batterijen niet geschikt en bovendien erg duur. Daarvoor biedt waterstof opslag in ondermeer lege zoutkoepels een goede en erg goekope oplossing.
Elektriciteit is voor veel toepassingen een goede optie, maar voor de industrie, en zeker de zware industrie, is toepassing van elektriciteit niet altijd mogelijk. Voor het maken van bijvoorbeeld chemische producten is een grondstof nodig. En waar nu gas of kolen wordt gebruikt, biedt waterstof een duurzaam alternatief. Van Wijk: “Je kunt niet alleen chemische producten maken met waterstof, maar bijvoorbeeld ook synthetische kerosine voor de luchtvaart. Ook worden sommige producten in de industrie vervaardigd bij een hoge procestemperatuur en dat is gemakkelijker te doen met waterstof dan met elektriciteit.
Daarnaast gaat waterstof in mobiliteit, vooral in zware mobiliteit een belangrijke rol spelen. Wil je een vliegtuig laten vliegen op elektriciteit dan zou er een enorme en te zware batterij in het vliegtuig moeten worden geplaatst. “In de praktijk is dit niet mogelijk. Maar zet je waterstof om in kerosine dan kun je vliegtuigen wel op een duurzame manier lang laten vliegen.
Maar waterstof kan ook in andere mobiliteit, voor varen en rijden, worden ingezet. Natuurlijk kunnen we prima met batterij elektrische auto’s gaan rijden en voor veel van onze auto’s is dat een goede oplossing. Maar voor langere afstanden rijden, en zeker voor vrachtwagens, bussen en tractoren zijn alleen batterijen niet zo handig. Batterijen kunnen niet zo heel veel elektriciteit op slaan en zijn ook zwaar. En rijden op waterstof stoot, net zoals rijden op elektriciteit, geen CO2 uit. Bovendien een batterij laden duurt heel lang en met waterstof ben je na drie of vier minuten tanken weer op de weg.”
De grootste vervuiler van Nederland is Tata Steel. “En daar moet wat aan gedaan worden”, aldus Van Wijk. “Op dit moment wordt daar ijzer gemaakt uit ijzererts met behulp van kolen in zogenaamde hoogovens. Daarbij komt veel CO2 vrij. Als uitwerking van het Nederlandse Klimaatakkoord hebben de overheid en Tata Steel begin dit jaar afgesproken om CO2 bijTata Steel Nederland af te vangen, via een pijpleiding naar de Noordzee te leiden om het daar in een leeg gasveld op te bergen. Maar deze oplossing is geen structurele oplossing die bovendien ook niet de emissies in de omgeving vermindert, die bijna allemaal het gevolg zijn van het gebruik van kolen.
Maar als ijzer wordt gemaakt uit ijzererts met behulp van waterstof dan heb je als afvalproduct geen CO2, maar H20 ofwel puur water. Om de staal productie volledig te kunnen verduurzamen is er nu nog niet voldoende groene waterstof. Om die reden kan er worden gestart met het inzetten van aardgas. Dat bespaart al ongeveer de helft CO2 en stoot geen fijnstof of grafiet uit. Vervolgens kan aardgas stapsgewijs vervangen worden door waterstof. Zo zijn geen kolen meer nodig en komt de haven van Tata Steel vrij en ook veel ruimte. De haven en ruimte bieden een unieke mogelijkheid om daar onderdelen van windturbines te gaan maken zoals masten, funderingen en de kop van windturbines. Deze onderdelen bestaan voornamelijk uit staal, dat dan direct door Tata Steel als groen staal kan worden geleverd, waardoor op vervoerskosten en productiekosten wordt bespaard. Deze onderdelen zijn zo groot dat ze niet meer vervoerd kunnen worden over land en moeten dus aan zee worden gemaakt. Via de haven van Tata Steel kunnen alle onderdelen voor windturbine parken worden getransporteerd naar hun plaats van bestemming op de Noordzee. Wanneer we er dus voor zorgen dat die direct aan zee op een groene manier worden gemaakt, creëren we een enorme nieuwe industrietak, maken we groene staal ook voor de windturbines en zetten we Tata Steel in voor een duurzame en groene industrie die voor werkgelegenheid en een duurzame toekomst zal zorgen.”