Stoken en koken met waterstof

Waar komt waterstof vandaan?

Waterstof is geen energiebron, zoals zon, wind of aardgas, maar een energiedrager. Voordat we het kunnen gebruiken, moeten we het éérst produceren. Dat kan bijvoorbeeld door waterstof te halen uit aardgas, maar daarbij komt CO₂ vrij en dat willen we nu juist voorkomen. Door middel van een techniek die elektrolyse heet, is het ook mogelijk om waterstof te winnen uit water. Elektrolyse splitst het water in waterstof en zuurstof. Dat levert geen schadelijke uitstoot op, maar er is wel (veel) elektriciteit voor nodig. Waterstof wordt dus pas echt duurzaam als we erin slagen om de benodigde stroom op een duurzame manier op te wekken, bijvoorbeeld met windenergie of zonne-energie. Naast zonnepanelen, windmolens en warmtepompen kan waterstof een rol spelen in een energievoorziening zonder CO₂-uitstoot.

Waterstof kunnen we opslaan

Zonnepanelen en windturbines produceren stroom, maar lang niet altijd op het moment dat bedrijven en consumenten die elektriciteit ook kunnen gebruiken. Zo hebben we in de wintermaanden veel behoefte aan energie, terwijl zonnepanelen juist in die periode maar weinig stroom leveren. Technieken waarmee we de elektriciteit simpel en efficiënt gedurende een aantal maanden kunnen opslaan hebben we nog niet. Het zou daarom wel eens heel interessant kunnen zijn om de elektriciteit van windmolens en zonnepanelen op grote schaal om te zetten in waterstof. Het grote voordeel van waterstof is namelijk dat we het, net als aardgas, wél vrij eenvoudig kunnen opslaan en vervoeren. In Nederland en daarbuiten zijn tal van grote projecten gestart om de mogelijkheden te onderzoeken om waterstof met duurzame energie te produceren. Zo investeren verschillende overheden en grote bedrijven geld en kennis in offshore windparken op de Noordzee, die de energiebron moeten worden voor de productie van groene waterstof.

Waterstof via het aardgasnet

Waterstof is een gas dat prima geschikt is als brandstof voor de cv-ketel. Ook koken met waterstof is technisch mogelijk, al lopen de meningen over de veiligheid soms uiteen. Als we het over de energietransitie hebben, is misschien wel het belangrijkste voordeel van waterstof dat de benodigde infrastructuur er al ligt. De afgelopen zestig jaar hebben we in heel Nederland een omvangrijk aardgasnet aangelegd. Dat netwerk is fijnmazig en verkeert nog in uitstekende conditie. Nadat de leidingen met stikstof zijn doorgespoeld, zijn ze in principe geschikt om te gebruiken voor het transport van waterstof. Komt de productie van ‘groene’ waterstof eenmaal op gang, dan is het dus een koud kunstje om het in uw woning te krijgen.

Proef in Rotterdam

• Rotterdam - In Rotterdam ging in maart 2019 een proef van start met twee verschillende waterstofketels. In een appartementencomplex in de deelgemeente Rozenburg voorzien de ketels een aantal woningen van warmte en warm water. Een analyse van de ervaringen van de bewoners kan de toepassing van waterstof in woningen weer een stapje dichterbij brengen. Vooral in oudere wijken is het soms onmogelijk of onbetaalbaar om huizen afdoende te isoleren. Verwarming met behulp van een warmtepomp is in zulke gevallen geen serieuze optie. Waterstof via het bestaande gasnet kan dan wél een oplossing zijn.
• Uithoorn - In een straat met sloopwoningen in Uithoorn hebben Feenstra en netbeheerder Stedin* in 2020 het transport van waterstof toegepast in bestaande leidingen. Daarbij is kritisch gekeken naar wat er met het waterstofgas gebeurt bij koppelingen en aansluitingen. In de woningen zijn waterstofketels geplaatst en in gebruik genomen. Terwijl de ketel met behulp van de bestaande radiatoren het huis verwarmde, controleerde Feenstra de leidingen op eventuele lekkages. De resultaten van de test waren positief; alles wijst erop dat de bestaande aardgasleidingen zonder grote aanpassingen geschikt zijn voor waterstof.

*Aan het project in Uithoorn werkten ook woningcorporatie Eigen Haard, energieconsultant DNV GL, de gemeente Uithoorn en de cv-ketelfabrikanten Remeha en Nefit Bosch mee.

Voor waterstof is een andere ketel nodig

Mocht er straks waterstof door de gasleiding stromen, dan kan de cv-ketel in uw woning niet van het ene op het andere moment overstappen van aardgas op waterstof. Voor waterstof is een andere cv-ketel nodig. Is die eenmaal in huis, dan kunnen de bestaande leidingen en radiatoren blijven werken zoals ze dat nu ook doen.

Maakt waterstof het isoleren van huizen overbodig?

Het is heel goed mogelijk dat waterstof een belangrijke vervanger van aardgas wordt. Maar net als aardgas is waterstof niet gratis. Het opwekken van de duurzame energie die ervoor nodig is, kost geld. En het transport van waterstofgas naar uw woning ook. Betaalt u straks meer voor een kubieke meter waterstof dan nu voor aardgas? Dat is een vraag waarop het antwoord nog niet te geven is. Maar ook in het waterstoftijdperk (als dat er komt), zal uw energierekening aanzienlijk lager zijn als uw huis de warmte goed vasthoudt. Isoleren blijft dus één van de logische maatregelen om uw woning energiezuinig te maken.

Hoe zouden we kunnen overstappen op waterstof?

In de jaren vijftig en zestig van de vorige eeuw is Nederland van wijk tot wijk overgestapt op aardgas. Het is goed denkbaar en technisch mogelijk dat ook een omschakeling naar waterstof op zo'n manier, stap voor stap, zal gebeuren. Voordat het zover is, hebben we fabrieken nodig die grote hoeveelheden waterstof gaan produceren én een enorm aantal windturbines en/of zonnepanelen om de elektriciteit op te wekken die voor de productie nodig is. Het distributienet is er al, in de vorm van het bestaande aardgasnet. De cv-installatie is in de meeste huizen ook al grotendeels aanwezig. Voorlopig is de productie van groene waterstof nog de grootste uitdaging.

Kritische geluiden

Niet iedereen is enthousiast over het idee om waterstof te gaan gebruiken voor het verwarmen van huizen of als brandstof voor auto’s. Critici vinden dat duurzaam geproduceerde waterstof éérst zou moeten worden ingezet voor de industrie. Volgens hen levert dat een veel grotere klimaatwinst op.

Waterstof is geen experiment

Kiezen we voor waterstof om mee te stoken en te koken, dan is dat zeker geen sprong in het duister. Waterstof wordt vooral in de industrie al veelvuldig als brandstof gebruikt. In de meeste gevallen is dat waterstof die gemaakt wordt door aardgas te splitsen. De productie ervan is dus nog niet duurzaam, maar als energiedrager heeft waterstof zich al ruimschoots bewezen. We weten wat we eraan hebben.

Wat kunnen we nog meer met waterstof?

Als de productie van waterstof eenmaal op gang komt, zijn de mogelijkheden groot. Zo kan de energie bijvoorbeeld worden gebruikt in brandstofcellen. Een brandstofcel levert op basis van waterstof elektriciteit en warmte aan de woning. Die elektriciteit is onder meer te gebruiken voor elektrische auto's en voor allerlei apparaten in en om het huis.

Is waterstof gevaarlijk?

Waterstof is een brandbaar en explosief gas. Maar dat geldt ook voor aardgas. Bij het installeren van waterstofketels zullen we zeker op de veiligheid moeten letten, zoals we dat nu ook al doen bij het installeren, onderhouden, controleren en inbedrijfstellen van cv-ketels op aardgas. Bijkomend voordeel van waterstof: bij de verbranding komt geen koolmonoxide vrij. 

Voor de liefhebbers van scheikunde: waterstof is atoom nummer één

Geen element kom je in ons universum zo vaak tegen als het waterstofatoom. In het scheikundig periodiek systeem is waterstof atoomnummer 1. Waterstofatomen komen overigens niet in een geïsoleerde vorm voor; ze vormen altijd een verbinding met andere atomen. Twee waterstofatomen vormen samen het molecuul diwaterstof en dát bedoelen we wanneer wij het hebben over waterstof.