Groene waterstof wordt vaak genoemd als een van de belangrijkste technologieën om de wereldwijde energiecrisis aan te pakken. Het biedt een duurzaam alternatief voor fossiele brandstoffen en kan een essentiële rol spelen in een koolstofvrije toekomst.
Maar wat is groene waterstof precies? Hoe wordt het geproduceerd, en waarom wordt het beschouwd als zo’n veelbelovende technologie? We gaan in dit artikel precies uitleggen hoe groene waterstof werkt en hoe het ons leven kan veranderen.
Wat is groene waterstof?
Waterstof is het meest voorkomende element in het universum, maar op aarde komt het zelden in pure vorm voor. Het zit meestal opgesloten in andere verbindingen, zoals water (H₂O) of koolwaterstoffen, en moet worden geëxtraheerd voordat het kan worden gebruikt. Het onderscheid tussen groene, grijze en blauwe waterstof zit in de manier waarop het wordt geproduceerd.
Groene waterstof wordt gewonnen door middel van elektrolyse, een proces waarbij water wordt gesplitst in waterstof (H₂) en zuurstof (O₂). Dit proces wordt aangedreven door elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie. Omdat hierbij geen fossiele brandstoffen worden gebruikt, is de productie volledig CO₂-vrij.
In tegenstelling tot groene waterstof wordt grijze waterstof geproduceerd met behulp van aardgas, wat aanzienlijke hoeveelheden kooldioxide uitstoot. Blauwe waterstof gebruikt ook aardgas, maar vangt de CO₂ op en slaat deze op, wat het minder schadelijk maakt voor het milieu.
De “groene” label verwijst dus naar de herkomst van de energie die wordt gebruikt in het productieproces, en niet naar het uiterlijk van het gas zelf, dat kleurloos is.
Hoe werkt groene waterstoftechnologie?
De productie van groene waterstof is gebaseerd op een techniek die al meer dan een eeuw bekend is: elektrolyse. Hoewel het principe eenvoudig is, zijn er complexe processen en technologieën nodig om het op grote schaal efficiënt en kosteneffectief te maken.
Het elektrolyseproces uitgelegd
Bij elektrolyse wordt water in een speciaal apparaat, een elektrolyser, gesplitst in waterstof en zuurstof. Dit proces verloopt in verschillende stappen:
- Waterinvoer: Het proces begint met zuiver water, dat wordt toegevoegd aan de elektrolyser.
- Elektrische splitsing: Hernieuwbare energie, bijvoorbeeld opgewekt door windmolens of zonnepanelen, wordt gebruikt om een elektrische stroom door het water te leiden.
- Scheiding van moleculen: De elektrische stroom breekt de watermoleculen op in hun basisonderdelen: waterstof (H₂) en zuurstof (O₂).
- Opslag en transport: De waterstof wordt opgevangen en opgeslagen in tanks, klaar voor transport of gebruik in verschillende toepassingen.
Een belangrijke uitdaging is de energie-efficiëntie van dit proces. Slechts een deel van de elektrische energie die wordt gebruikt bij elektrolyse wordt daadwerkelijk omgezet in bruikbare waterstof. Innovaties zoals solid oxide electrolyzers beloven echter de efficiëntie te verbeteren.
Hoe groene waterstof de samenleving kan veranderen
Groene waterstof biedt een breed scala aan toepassingen die de manier waarop energie wordt opgewekt, opgeslagen en gebruikt drastisch kunnen veranderen. Het kan een cruciale rol spelen in sectoren waar andere vormen van duurzame energie niet altijd een haalbaar alternatief zijn.
Energieopslag
Een van de belangrijkste toepassingen van waterstof is de opslag van energie. Hernieuwbare energiebronnen zoals wind- en zonne-energie produceren vaak meer elektriciteit dan direct nodig is. Waterstof maakt het mogelijk om dit overschot op te slaan en later te gebruiken, bijvoorbeeld op momenten dat er weinig wind of zon is.
Mobiliteit
Waterstofbrandstofcellen bieden een emissievrije oplossing voor transport. Voertuigen zoals auto’s, bussen en zelfs treinen kunnen waterstof gebruiken als brandstof. In tegenstelling tot elektrische voertuigen kunnen waterstofvoertuigen snel worden getankt en hebben ze een groter bereik. Duitsland heeft bijvoorbeeld al een operationele waterstoftrein, de Coradia iLint, die daardoor emissievrij rijdt.
Industrie en productie
De industrie is verantwoordelijk voor een groot deel van de wereldwijde CO₂-uitstoot. Groene waterstof kan worden gebruikt als alternatief voor fossiele brandstoffen in energie-intensieve processen, zoals staalproductie en chemische verwerking. Het kan ook worden ingezet voor de productie van ammoniak, een belangrijk ingrediënt voor meststoffen.
De voordelen van groene waterstof
Groene waterstof biedt verschillende voordelen die bijdragen aan de energietransitie:
- Zero emissie: De productie en het gebruik van groene waterstof stoten geen CO₂ uit.
- Hernieuwbare bron: Waterstof kan worden geproduceerd zolang er water en hernieuwbare elektriciteit beschikbaar zijn.
- Veelzijdigheid: Waterstof kan worden toegepast in een breed scala aan sectoren, van transport tot energieopslag en industriële processen.
Daarnaast heeft groene waterstof het potentieel om energiezekerheid te bieden door landen minder afhankelijk te maken van geïmporteerde fossiele brandstoffen.
De uitdagingen en oplossingen van groene waterstof
Hoewel groene waterstof veel voordelen biedt, zijn er ook uitdagingen die moeten worden overwonnen om grootschalige toepassing mogelijk te maken.
Hoge kosten
De productie van groene waterstof is momenteel duurder dan die van grijze of blauwe waterstof. De kosten van elektrolyseapparatuur, waterzuivering en hernieuwbare elektriciteit dragen hieraan bij. Investeringen in onderzoek en subsidies van overheden kunnen helpen om deze kosten te verlagen.
Infrastructuur
Waterstof vereist een volledig nieuwe infrastructuur voor transport en opslag. Dit omvat onder andere speciale pijpleidingen, tankstations en opslagtanks. Projecten zoals het waterstofcluster in Noord-Nederland zijn voorbeelden van hoe deze infrastructuur wordt ontwikkeld.
Efficiëntie
Het proces van elektrolyse is minder efficiënt dan andere methoden van energieopslag, zoals batterijen. Onderzoekers werken echter aan nieuwe technologieën om de efficiëntie te verbeteren.
Groene waterstof in de praktijk: Nederland en Europa
Groene waterstof wordt niet langer alleen gezien als een theoretische oplossing voor de energietransitie, maar wordt inmiddels op veel plekken in Europa toegepast. Van waterstofwijken in Nederland tot treinen in Duitsland en innovatieve projecten in Zwitserland: elk land benut zijn eigen sterke punten om waterstoftechnologie te integreren. Onderstaand een aantal voorbeelden, die laten zien hoe groene waterstof al een verschil maakt in de praktijk en hoe het kan bijdragen aan een duurzamere toekomst.
Nederland: Een koploper in waterstofinnovatie
Nederland heeft de ambitie om een leidende rol te spelen in de wereldwijde waterstofeconomie. Verschillende projecten laten zien hoe groene waterstof wordt toegepast:
- Waterstofhub Groningen
Groningen profileert zich als een Europees knooppunt voor waterstof. Het HyNetherlands-project gebruikt overtollige windenergie om groene waterstof te produceren. Deze wordt opgeslagen en geleverd aan industriële gebruikers in het noorden van het land. - Waterstofwijk in Hoogeveen
In Hoogeveen wordt gewerkt aan een van de eerste wijken ter wereld die volledig draait op waterstof. Woningen worden uitgerust met speciale ketels die geschikt zijn voor waterstof in plaats van aardgas. Dit project is een belangrijke proef voor de inzet van waterstof in de gebouwde omgeving. - Waterstofproject Lochem
In Lochem wordt geëxperimenteerd met het verwarmen van woningen in een bestaande woonwijk. Hier wordt waterstof via een speciaal netwerk naar huizen gebracht. Het project toont hoe waterstof kan worden toegepast in oudere wijken, zonder dat bewoners grote investeringen hoeven te doen in andere energietechnologieën. - Haven van Rotterdam
De Rotterdamse haven speelt een sleutelrol in de Europese waterstofeconomie. Het is een belangrijk knooppunt voor de import en distributie van waterstof. Bedrijven zoals Shell en BP ontwikkelen samen met de haven plannen om waterstof te importeren uit landen zoals Marokko en Australië, waar veel zonne-energie beschikbaar is.
Zwitserland: Waterkracht als basis voor groene waterstof
Zwitserland gebruikt zijn rijke geschiedenis in waterkracht om groene waterstof te produceren. Oude waterkrachtcentrales worden ingezet om duurzame elektriciteit te leveren aan elektrolysers, die waterstof produceren zonder CO₂-uitstoot.
Een opmerkelijk project is de inzet van waterstof voor zwaar transport, zoals vrachtwagens en bussen. Dit project wordt ondersteund door Hyundai, dat bedrijven de mogelijkheid biedt om waterstoftrucks te proberen in pilots en ze ook voordelig te leasen. Zwitserland bouwt ook een netwerk van waterstoftankstations om logistieke operaties te verduurzamen. Dit gebruik van waterkracht is een mooi voorbeeld van hoe bestaande infrastructuur kan worden gemoderniseerd voor duurzame energieoplossingen.
Duitsland: Waterstoftreinen en tankstations
Duitsland zet stevig in op de ontwikkeling van waterstoftechnologie, met als bekendste voorbeeld de Coradia iLint, een waterstoftrein die volledig emissievrij rijdt. Deze trein wordt ingezet op routes waar elektrificatie van het spoor te duur is.
Daarnaast beschikt Duitsland over een van de meest uitgebreide netwerken van waterstoftankstations in Europa. Dit maakt het mogelijk voor particulieren om eenvoudig gebruik te maken van waterstofauto’s zoals de Toyota Mirai en Hyundai Nexo. Maar er zijn in Duitsland ook steeds meer vrachtauto’s op waterstof in bedrijf.
Denemarken: Energie uit windparken omzetten in waterstof
Denemarken combineert zijn enorme capaciteit aan windenergie met waterstofproductie. Het Green Hydrogen Hub-project in Esbjerg gebruikt overtollige energie van windmolens om waterstof te produceren en op te slaan. Dit project wordt gezien als een belangrijke stap in het verduurzamen van de energievoorziening in Noord-Europa.
Spanje en Portugal: Groene waterstof voor export
In Zuid-Europa worden grootschalige zonneparken ingezet om waterstof te produceren. Spanje en Portugal werken samen aan projecten die groene waterstof genereren voor export naar Noord-Europese landen zoals Duitsland en Nederland. De waterstof wordt via pijpleidingen en schepen naar de afzetmarkten vervoerd.
Europa’s waterstofstrategie
De Europese Unie investeert miljarden euro’s in waterstoftechnologie als onderdeel van haar Green Deal. Het doel is om tegen 2050 klimaatneutraal te zijn en groene waterstof speelt hierin een sleutelrol. Tegen 2030 wil de EU minstens 40 GW aan elektrolysecapaciteit realiseren, wat genoeg is om jaarlijks miljoenen tonnen waterstof te produceren.
Met projecten in Nederland, Zwitserland, Duitsland en andere Europese landen toont Europa dat groene waterstof een reële oplossing is voor de energietransitie. Door bestaande infrastructuur, zoals waterkrachtcentrales, en nieuwe technologieën te combineren, wordt een toekomst zonder CO₂-uitstoot steeds haalbaarder.
Rapporten en studies over groene waterstof
De ontwikkeling van groene waterstof wordt wereldwijd ondersteund door uitgebreid onderzoek en beleidsrapporten. Hieronder enkele toonaangevende studies en publicaties die belangrijke inzichten bieden in deze technologie en haar toepassingen:
- The Future of Hydrogen – International Energy Agency (IEA)
Dit uitgebreide rapport bespreekt de rol van waterstof in de energietransitie en biedt een analyse van de huidige stand van zaken, toekomstige trends en beleidsaanbevelingen.
Lees meer: The Future of Hydrogen – IEA - A Hydrogen Strategy for a Climate-Neutral Europe – Europese Commissie
De Europese waterstofstrategie schetst de plannen van de EU om tegen 2050 klimaatneutraal te worden, met waterstof als centrale technologie.
Lees meer: EU Hydrogen Strategy - Hydrogen Insights 2023 – Hydrogen Council & McKinsey
Dit jaarlijkse rapport van de Hydrogen Council en McKinsey biedt een diepgaande analyse van investeringen, technologieontwikkelingen en markttrends binnen de waterstofsector.
Lees meer: Hydrogen Insights 2023 - Path to Hydrogen Competitiveness – Hydrogen Council
Dit rapport onderzoekt hoe groene waterstof economisch concurrerend kan worden, met concrete aanbevelingen voor beleidsmakers en de industrie.
Lees meer: Path to Hydrogen Competitiveness - Shell Hydrogen Study – Energising the Transition
Shell’s waterstofstudie bespreekt de rol van waterstof in het energiesysteem van de toekomst en de stappen die nodig zijn om de technologie op te schalen.
Lees meer: Shell Hydrogen Study - Hydrogen Roadmap Europe – Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (FCH JU)
Deze roadmap biedt een overzicht van hoe Europa waterstof wil inzetten in verschillende sectoren en welke investeringen daarvoor nodig zijn.
Lees meer: Hydrogen Roadmap Europe - Global Hydrogen Review 2022 – International Energy Agency (IEA)
Dit rapport analyseert de wereldwijde voortgang in de waterstofsector en bespreekt beleidsmaatregelen die nodig zijn om de ontwikkeling te versnellen.
Lees meer: Global Hydrogen Review 2022
Groene waterstof is meer dan toekomstmuziek
Groene waterstof is veel meer dan een futuristisch concept. Het is een technologie met het potentieel om de manier waarop energie wordt opgewekt, opgeslagen en gebruikt fundamenteel te veranderen. Hoewel er nog obstakels zijn, zoals kosten en infrastructuur, wijzen innovaties en wereldwijde investeringen erop dat groene waterstof een belangrijke rol zal spelen in de energietransitie.
Met de voortdurende ontwikkeling van technologie en infrastructuur kan groene waterstof niet alleen bijdragen aan een duurzamere wereld, maar ook nieuwe economische kansen creëren.
Veel gestelde vragen over groene waterstof
Groene waterstof roept vaak vragen op, omdat het een relatief nieuwe en complexe technologie is. Hieronder beantwoorden we enkele veel gestelde vragen om een duidelijker beeld te geven van wat groene waterstof is, hoe het werkt, en wat het kan betekenen voor de toekomst.
1. Wat maakt waterstof “groen”?
Groene waterstof wordt geproduceerd door middel van elektrolyse met behulp van elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen zoals zon en wind. Er worden geen fossiele brandstoffen gebruikt en er komt geen CO₂ vrij tijdens de productie.
2. Hoe efficiënt is elektrolyse?
Elektrolyse is momenteel minder efficiënt dan sommige andere energietechnologieën. Gemiddeld wordt ongeveer 60-70% van de gebruikte energie omgezet in waterstof. Innovaties zoals solid oxide electrolyzers beloven deze efficiëntie in de toekomst te verhogen.
3. Waar wordt groene waterstof momenteel toegepast?
Groene waterstof wordt al gebruikt in transport (bijvoorbeeld waterstofauto’s en treinen), industrie (zoals staal- en ammoniakproductie), en energieopslag. Europa loopt voorop met projecten in Nederland, Duitsland en Denemarken.
4. Is groene waterstof geschikt voor huishoudens?
Groene waterstof kan worden gebruikt om woningen te verwarmen, bijvoorbeeld in speciale cv-ketels die zijn aangepast voor waterstof. Nederland experimenteert met waterstofwijken, zoals in Hoogeveen en Lochem.
5. Wat zijn de belangrijkste uitdagingen van groene waterstof?
De grootste obstakels zijn de hoge kosten, de beperkte infrastructuur (zoals tankstations en pijpleidingen), en de huidige inefficiëntie van elektrolyse. Overheden en bedrijven investeren echter volop in oplossingen voor deze problemen.
6. Wat is het verschil tussen waterstofauto’s en elektrische auto’s?
Beide zijn emissievrije voertuigen met een elektrische aandrijving. Het grote verschil zit in de energieopslag. Elektrische auto’s slaan energie op in batterijen, terwijl waterstofauto’s waterstof omzetten in elektriciteit via een brandstofcel. Waterstofauto’s hebben doorgaans een groter bereik en kunnen sneller worden getankt.
Meer weten over groene waterstof? Dit zijn onze bronnen
Wil je meer weten over groene waterstof en alles wat er mee te maken heeft? Wij maakten voor dit artikel ook gebruik van onderstaande bronnen. Ze bieden aanvullende inzichten en details over groene waterstoftechnologie, toepassingen en projecten in Europa.
- International Energy Agency (IEA) – Rapport: The Future of Hydrogen (2023).
https://www.iea.org - Europese Commissie – Informatie over de European Green Deal en waterstofstrategie.
https://ec.europa.eu - HyNetherlands-project – Details over de waterstofhub in Groningen.
https://www.hynederland.nl - ProRail en Alstom – Informatie over de Coradia iLint, de waterstoftrein in Duitsland.
https://www.alstom.com - Milieu Centraal – Praktische informatie over waterstof en andere duurzame energiebronnen.
https://www.milieucentraal.nl - Haven van Rotterdam – Projecten rondom de import en distributie van groene waterstof.
https://www.portofrotterdam.com - Green Hydrogen Hub Esbjerg – Details over Deense waterstofinitiatieven.
https://www.greenhydrogen.dk - Nederlandse Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO) – Subsidieregelingen en ontwikkelingen rondom waterstof.
https://www.rvo.nl - Hydrogen Europe – Updates over waterstofprojecten en beleidsontwikkelingen in Europa.
https://hydrogeneurope.eu - UNESCO Wereldwaterdag – Informatie over de rol van water in duurzame technologieën zoals elektrolyse.
https://www.worldwaterday.org
Wees de eerste om te reageren