Waterstof is een wonderlijk goedje. Het is het meest voorkomende element in het universum. Het kan CO2-neutraal worden opgewekt, kent geen schadelijke uitstoot, kan ingezet worden voor allerhande toepassingen en is bovendien geschikt om onze woningen mee te verwarmen. Toch zijn we gebaat met voorzichtigheid en een kleine kanttekening.
Je woning duurzaam verwarmen: wat zijn de opties?
Wil je je woning duurzaam verwarmen? Dat kan, via een warmtepomp, een pelletketel of een warmtenet, bijvoorbeeld. Al deze technieken genereren duurzame warmte, maar ze hebben ook hun nadelen. Zo is niet elke woning geschikt om te verwarmen met een warmtepomp:
1. Je woning moet goed geïsoleerd zijn
2. Je woning moet goed geventileerd worden
3. Je hebt een verwarming op lage temperatuur nodig, denk vloerverwarming.
Een pelletketel is misschien een alternatief, maar vraagt veel ruimte, en opnieuw is niet elke woning hiervoor geschikt. Warmtenetten zijn in Vlaanderen dan weer erg zeldzaam.
De oplossing lijkt nabij. Gasleidingen - in tegenstelling tot warmtenetten - bereiken wel bijna ieder huishouden in Vlaanderen. In de meeste straten loopt een aardgasnet, dus waarom zouden we geen duurzaam opgewekt gas door onze leidingen stuwen? Waterstof (of een afgeleide daarvan) misschien?
Wat is grijze, blauwe en groene waterstof?
Waterstof is het meest voorkomende element in het universum. We hebben er dus meer dan genoeg van, zou je zeggen. Het is ook het lichtste gas dat we kennen, maar heeft een interessante energiedichtheid onder hoge druk. Een perfect element om veel energie te dragen dus: waterstof draagt drie keer zoveel energie als aardgas! Toch moeten we opletten. Want waterstof onder druk vraagt hoge veiligheidseisen. En hoewel waterstof in groten getale aanwezig is, is de opwekking ervan niet altijd vanzelfsprekend en duurzaam.
Grijze waterstof
Bijna alle waterstof die op dit moment geproduceerd wordt, is ‘grijze waterstof’. Grijze waterstof heeft geen productieproces om trots op te zijn. Voor nog geen miljoen ton H2 is meer dan 4 miljard kubieke meter aardgas nodig en wordt er 12,5 miljoen ton CO2 de wereld in gepompt. Niet optimaal dus, en al helemaal geen duurzame energiebron.
Blauwe waterstof
Blauwe waterstof is het broertje van grijze waterstof, en wordt gezien als klimaatneutraal. Maar bij de productie ervan wordt gebruikgemaakt van het grijze proces en dus ook van aardgas. Alleen wordt nu de CO2 grotendeels opgevangen en opgeslagen, dit noemen we ook wel eens ‘Carbon capture & storage’. Het maakt de productie van waterstof een stuk duurder. Momenteel wordt blauwe waterstof dus nergens op grote schaal geproduceerd.
Groene waterstof
De heilige graal is groene waterstof, soms ook wel ‘renewable hydrogen’ genoemd. Groene waterstof is het product van elektrolyse waarbij water gesplitst wordt in zuurstof en -jawel- waterstof. Hierbij stoot men dus geen tonnen koolstofdioxide uit en komt er geen aardgas bij kijken. Als we het hebben over duurzame verwarming met waterstof, dan hebben we het dus over groene waterstof.
Is duurzame waterstof geschikt voor de verwarming van je huis?
Groene waterstof is onmiskenbaar in de energietransitie. Dankzij deze duurzame energie dalen CO2-emissies in de industrie, nemen e-fuels voor vliegtuigen toe en besparen we op aardgas. Maar is deze groene waterstof ook geschikt voor de verwarming van je eigen huis? Het korte antwoord: nee.
Het iets langere antwoord: groene waterstof heeft heel wat voordelen. Het wordt duurzaam opgewekt en de bestaande gasinfrastructuur kan er grotendeels voor hergebruikt worden. Ook voor jou zou verwarming op hernieuwbare waterstof makkelijk zijn. Je huidige gasketel verschilt weinig van de variant op waterstof, je hoeft niet je hele huis tot in de nok te isoleren met een dik isolatiepakket en ook de lagetemperatuurverwarming (vloerverwarming, weet je nog?) is niet nodig. Je kan waterstof gewoon verbranden, net als klassiek aardgas. Dan krijg je net zoveel warmte, maar wel zonder schadelijke uitstoot van broeikasgassen. Want verbrande waterstof wordt gewoon water.
De obstakels van waterstof als verwarmingsbron voor je huis
Helaas zijn er drempels die we eerst over moeten, en die worden genomen met lage snelheid.
Obstakel 1: duurzame waterstof is schaars
Met genoeg duurzame waterstof is de wereld gered. Duurzaam rijden, duurzaam verwarmen, duurzaam je wasje draaien... De energietransitie is compleet, de klimatologische crisis ontweken. Maar hier wringt het schoentje: er is niet genoeg duurzame waterstof en er zal de komende jaren ook niet genoeg zijn. Er bestaan talloze manieren om CO2-neutrale waterstof te produceren, maar het gebeurt nergens operationeel op grote schaal. Er is dus niet genoeg duurzame waterstof om het verschil te maken. Duurzame waterstof is té schaars en het productieproces té inefficiënt, waardoor het vandaag de dag nog steeds interessanter is om groene stroom rechtstreeks te gebruiken.
Obstakel 2: waterstof is ook duur
Wat schaars is, is duur. Een vakantiehuisje in de Ardennen tijdens een nationale lockdown, witte truffels uit Zuid-Frankrijk, een schilderij van Hockney op een veiling. Ook waterstof is schaars, en dus duur. Tot 2030 is groene waterstof al uitverkocht en moeten we op zoek gaan naar betere productieprocessen of alternatieven. Die komen er zeker, maar we zullen geduld moeten hebben.
De verdeling van waterstof - wat krijgt prioriteit?
We moeten dus prioriteiten stellen. Groene, duurzame, maar dus ook dure, schaarse waterstof wordt anno 2021 best gebruikt in toepassingen waarvoor geen duurzame energie-alternatieven bestaan. Denk aan de productie van duurzame kunstmest, het verwarmen van hoogovens en het produceren van specifieke hoogwaardige plastics of staal. Daar zijn geen of nauwelijks alternatieven voor. Ook in langeafstandstransport en in de luchtvaart bestaan er weinig andere opties. Het verwarmen van een woning in de Kerkstraat hoort daarom helaas bij de laagste prioriteiten.
De waterstofladder biedt duidelijkheid
Wat krijgt nu prioriteit en wat niet? Dat kun je aflezen op de waterstofladder. Links in het schema staan toepassingen waarvoor geen alternatieven voor waterstof zijn en het economisch erg voordelig is. Rechts waar het een erg dure oplossing is, en er voldoende andere alternatieven zijn voor waterstof. U ziet het ook: je huis verwarmen met waterstof staat helemaal rechts.
Bron: hieropgewekt.nl
Liever een warmtepomp dan een ketel op waterstof
De reden waarom huizen verwarmen met groene waterstof helemaal rechts staat op de ladder, is omdat de productieketen ervan erg veel energie verbruikt en alternatieven beter scoren.
Groene waterstof ontstaat door via groene stroom - bijvoorbeeld opgewekt met windmolens - water om te zetten in waterstof. Daarbij gaat twintig tot veertig procent aan energie verloren. Niet heel efficiënt dus. Willen we met waterstof ons huis verwarmen, dan moeten we de waterstof eerst comprimeren en transporteren via leidingen tot in onze stookplaats, om nadien via een ketel om te zetten naar comfortabele verwarming en warm water voor in onze woning. Daarbij gaat nogmaals heel wat energie verloren. In totaal loopt het energieverlies op tot meer dan vijftig procent! Ter vergelijking: een warmtepomp doet het over de hele keten beter met grofweg een factor 4 tot 5 (efficiëntie van meer dan 250 procent).
De rol van waterstof op lange termijn
Betekent dit dat waterstof in de toekomst helemaal geen rol gaat spelen bij de verwarming van onze huizen? Dat ook weer niet. Er zijn woningtypen en buurten die heel moeilijk te isoleren zijn (denk aan historische stadscentra) en daarom niet geschikt zijn voor een warmtepomp of een warmtenet. Hiervoor zou waterstof een oplossing kunnen bieden, maar de toepassing zal steeds beperkt blijven.
Ook indirect kan waterstof op termijn een belangrijke rol spelen. Het is namelijk een ideale energiedrager. Er wordt steeds meer elektrische stroom opgewekt met wind en zon, en de kans op een overschot aan groene elektriciteit wordt steeds groter. Die stroom moeten we gebruiken en opslaan om het elektriciteitsnet niet te overbelasten. Nu zetten we windmolens vaak stil, maar die energie kan perfect gebruikt worden om waterstof te produceren. Op momenten dat het weinig waait of de zon amper schijnt, kunnen we de opgeslagen waterstof weer omzetten naar stroom en zo ons net in balans houden. Ook op windstille en donkere dagen wordt het zo makkelijker om terug te vallen op groene stroom. Groene stroom die onze warmtepompen kunnen voeden.
De conclusie
Zolang groene waterstof schaars en duur blijft, en er goedkopere duurzame verwarmingsalternatieven bestaan, is het niet rendabel om het kostbare goed te gebruiken als verwarmingsbron. Het wordt beter aangewend in andere domeinen die hoger op de waterstofladder staan en waarvoor géén duurzame alternatieven mogelijk zijn, zodat ook die sectoren kunnen verduurzamen. En als het de goede kant op gaat met waterstof, dan zakken we misschien in komende jaren voorzichtig een trapje af.
