Waterstof - Wasco

Innovatie in de toekomst: waterstof

Soms kom je het weer eens tegen in het nieuws of productontwikkelingen van leveranciers: waterstof. Het lijkt een heilige koe die veel problemen gaat voorkomen, maar er is nog niet zoveel over bekend. Wat houdt deze innovatieve techniek nu eigenlijk precies in en hoe heeft het betrekking op de installateur

Waterstof?

Waterstof (H) is net als elektriciteit een energiedrager, geen energiebron. De duurzaamheid is ook net als bij elektriciteit afhankelijk van de bron die wordt gebruikt voor de productie. Als gasvormige energiedrager kan waterstof een vrij directe vervanger zijn van aardgas, die gebruik kan maken van de huidige gas-infrastructuur.

Waar is het geschikt voor?

Waterstof is in principe in de gehele gebouwde omgeving toepasbaar voor ruimteverwarmingen het maken van warm tapwater. De ontwikkelingen staan nog in de ‘kinderschoenen’ en er is nog maar weinig CO2-arme waterstof beschikbaar. Daarom voorzien veel partijen nog geen (grote) rol voor waterstof bij buurten die vóór 2030 van het aardgas af gaan. Naast technische haalbaarheid en beschikbaarheid van duurzaam geproduceerde waterstof is betaalbaarheid een belangrijk aandachtspunt. Het ligt voor de hand dat waterstof in eerste instantie vooral toegepast wordt waar andere alternatieven ingewikkeld en kostbaar zijn. Dat kan in andere sectoren zijn, zoals de industrie of mobiliteit. Of in oude binnensteden met moeilijk te isoleren gebouwen, waar de ondergrond geen ruimte biedt voor een warmtenet. Of waterstof een kosteneffectieve oplossing wordt voor een groter deel van de gebouwde omgeving, zal komend decennium duidelijker worden.

Wist je dat waterstof gemaakt kan worden uit bananenschillen?

Groene brandstof door biomassa kennen we wel, maar in Zwitserland hebben ze iets nieuws bedacht: waterstof maken uit bananenschillen. Onderzoekers van de Technische Universiteit in Zwitserland zetten de biomassa om in syngas (de bron van waterstof) met behulp van een xenonlamp. Deze lamp is een krachtige energiebron die veel licht geeft in een korte tijd. De opgewekte energie wordt omgezet in hitte, waarna onder andere de schillen van bananen en sinaasappels worden omgezet in syngas en biochar. Dit proces heet flash pyrolyse. Syngas kan gebruikt worden als biobrandstof om stroom op te wekken en biochar is een houtskoolachtige stof die gebruikt wordt voor de bemesting van grond. Elke kilo gedroogde biomassa genereert ongeveer 100 liter waterstof en 330 gram biochar.

BRON: Koppeling

Hoe duurzaam is waterstof?

Waterstof kan op verschillende manieren geproduceerd worden:

Grijze waterstof

Grijze waterstof wordt geproduceerd uit aardgas of andere fossiele brandstoffen. Daarbij komt CO2 vrij en vrij en dat leidt tot een toename van de CO2-uitstoot ten opzichte van rechtstreeks aardgas verstoken. Het energetisch rendement bedraagt circa 80% bij deze productiewijze. Dit is momenteel verreweg de meest toegepaste manier om waterstof te maken.

Blauwe waterstof

Blauwe waterstof is CO2 die vrijgekomen is bij het productieproces ban waterstof uit fossiele brandstoffen en deze vervolgens is hergebruikt of opgeslagen in bijvoorbeeld een leeg gasveld. Dit leidt wel tot minder CO2-uitstoot. Niet alle CO2 wordt afgevangen, dat varieert van 55 – 90%. Het spreekt voor zich dat een hoger afvangpercentage de voorkeur verdient.

Groene waterstof

Groene waterstof is waterstof dat is gemaakt van water met hernieuwbare elektriciteit (elektrolyse). Op deze manier kan met waterstof grootschalig hernieuwbare energie worden opgeslagen en vervoerd. Bij dit proces treedt ongeveer 30% energieverlies op. Groene waterstof kan ook worden gemaakt van (duurzame) biomassa. Gezien de waarschijnlijk hoge vraag naar duurzame biomassa als grondstof of als rechtstreekse energiedrager, is deze route mogelijk minder waarschijnlijk.

Waterstof door de huidige gasinfra?

Waterstof kan in principe door het bestaande gastransportnet en distributienet vervoerd worden, zij het met enkele beperkte aanpassingen. Binnen gebouwen zal het leidingsnetwerk gecontroleerd moeten worden en zo nodig aangepast. Dit kan ook gelden voor de bestaande gasmeters.

Verschillende manieren van inzet van waterstof in de gebouwde omgeving

Naast ‘puur’ gebruik kan waterstof ook worden bijgemengd bij aardgas of groengas. Moderne cv-ketels en gasfornuizen kunnen naar schatting zonder problemen tot 20% bijmenging van waterstof aan. Bij oude apparaten kan dit niet zomaar en de grenswaarde dient nader onderzocht te worden. Wettelijk mag er nu maar 0,5% worden bijgemengd.

Waterstof is ook inzetbaar in combinatie met een elektrische warmtepomp. De warmtepomp voorziet dan in de basisvraag en een hulpketel op waterstof dekt de piekvraag (de hybride warmtepomp). In sommige landen wordt ingezet op brandstofcellen. Deze produceren elektriciteit en warmte, maar zijn vooralsnog wel duur. Waterstof kan ook een rol krijgen als brandstof in de piekvoorziening voor warmtenetten.

Wanneer is waterstof technisch inpasbaar in Nederlandse gebouwen?

Technisch lijkt waterstof op korte termijn inpasbaar in Nederlandse gebouwen, maar innovatie rondom cv-ketels en eventuele andere huishoudelijke apparatuur blijft hierbij cruciaal. Regelgeving, normeringen, belastingwetgeving en voldoende aanbod van producten zijn de komende jaren punten waaraan gewerkt moet worden.

Een omschakeling van aardgas naar (pure) waterstof in de gebouwde omgeving is net als bij andere alternatieven niet eenvoudig qua proces. De omschakeling kan naar de huidige inzichten niet geleidelijk gaan. Er gaat of aardgas óf waterstofgas (al dan niet bijgemengd) door het gasnetwerk, vanwege de veiligheid. Dat betekent dat voor een ruimtelijke eenheid (buurt, straat) de omschakeling op één moment zal moeten plaatsvinden. Er zal nog ervaring moeten worden opgedaan met het zo efficiënt en veilig mogelijk vormgeven van deze overgang.

Kan waterstof al concurreren met andere alternatieven voor aardgas?

De belangrijkste ontwikkelingen voor de toekomst van waterstof zullen vooral verband houden met de productie van waterstof en de prijsontwikkeling. Is waterstof op termijn voor concurrerende prijzen te produceren? Ontstaat er een open internationale markt waar waterstof geproduceerd en verhandeld gaat worden – bijvoorbeeld met zonne-energie opgewekte waterstof in woestijngebieden, of waterstof die wordt geproduceerd met zo goedkoop mogelijke duurzame elektriciteit dichter bij huis? Het is nog niet duidelijk of waterstof op de middellange termijn (rond 2030) concurrerend zal worden, of dat dit pas op de lange termijn (richting 2050) zal gebeuren of dat het niet of nauwelijks voor een redelijke prijs beschikbaar zal komen voor de gebouwde omgeving. Dat hangt ook af van het eventuele alternatief en de lokale omstandigheden. Mogelijk worden op termijn brandstofcellen op waterstof interessant eventueel in combinatie met een warmtepomp. Die maken elektriciteit en warmte, maar ze zijn nu nog erg duur.

Wat kan jij doen?

  • Houdt de ontwikkelingen in de gaten
  • Jij kunt je klant helpen door het huis waterstof-ready te maken. 
  • Zorg dat het leidingwerk en de hybride warmtepomp, cv-ketel en eventuele andere huishoudelijke apparaten ‘waterstofproof’ zijn; zoals een aangepaste brander in de ketel.
  • Regel voorzorgsmaatregelen voor afgesloten ruimtes, zoals waterstofmelders.

Een voordeel van omschakeling op waterstof (of groengas) is dat de eindgebruiker in een eigen tempo de warmtevraag kan beperken.

Hoeveel is jouw klant kwijt aan verwarming door waterstof?

Dit is sterk afhankelijk van de internationale ontwikkelingen, kostprijsverlagingen, belastingregimes en eventuele subsidies. Het zou kunnen dat waterstof op termijn een goed en betaalbaar alternatief is, voor segmenten waarbij alternatieven praktisch niet realiseerbaar zijn of duur gaan uitpakken.

Meer in Workout #5!

In Workout #5 gaan we uitgebreid op het onderwerp ‘waterstof’ in, dus hou onze nieuwsbrieven in de gaten voor meer informatie!

 

Check snel onze kennis workout!

BRON: Expertise Centrum Warmte