Waterstof. Dé oplossing voor de warmtetransitie! Maar anders dan je denkt…

Sinds enige jaren is waterstof hét toverwoord binnen de energietransitie. De voorstanders beweren dat het als een magisch middel kan worden ingezet om de immens uitdagende energietransitie in één klap op te lossen:

• Energie voor de industrie. Waterstof.
• Brandstof voor onze voertuigen. Waterstof.
• Opslag van energie. Waterstof.
• Aardgasvrij onze huizen verwarmen. Waterstof.

Hoe we tot op heden het grootste deel van die waterstof maken? Uit aardgas.

Groene waterstof = Offshore wind

De belofte is dat we in de toekomst groene waterstof hebben. Dat is waterstof gemaakt uit water en duurzame elektriciteit. Als we maximaal inzetten op groene waterstof, dan is het onvermijdelijk dat we ook heel veel duurzame elektriciteit moeten produceren. En omdat over elke windmolen of zonneweide een strijd wordt gestreden is offshore wind de enige haalbare methode voor de benodigde schaalomvang. Een pleidooi voor groene waterstof staat dus óók voor veel meer offshore windmolens!

Figuur 1. Scenario waarbij groene waterstof op zee wordt gemaakt, waarna het waterstof via een gasleiding naar land wordt getransporteerd. De restwarmte van de elektrolysers wordt geloosd op het zeewater en gaat dus verloren.

Electrolysers

De duurzame elektriciteit van al die offshore windmolens kan dus worden ingezet voor de productie van groene waterstof. Dat gebeurt met electrolysers, die hebben een rendement van ca. 70%. Ofwel, wanneer je er 10 elektriciteit in stopt, dan krijg je daar 7 waterstof en 3 restwarmte voor terug.

Laten we dan alsjeblieft iets doen met die restwarmte! Als we onze aardgas verslaving inruilen voor een waterstof verslaving, gebruik dan tenminste óók het bijproduct: restwarmte tot 80 graden Celsius. Deze temperatuur restwarmte is geschikt voor vrijwel alle gebouwen. Zo houden we de investeringen per gebouw beperkt. De restwarmte van electrolysers is dus een geweldige (gratis?) warmtebron voor duurzame warmtenetten. De enige voorwaarde om deze warmtebron te kunnen gebruiken is dat de electrolysers aan de rand van onze steden worden geplaatst. En dat er dus wordt geïnvesteerd in een ‘directe-lijn’ elektriciteitskabel tussen de offshore windparken en de electrolysers.

Figuur 2. Scenario waarbij groene waterstof op land wordt gemaakt, waarbij gebruik wordt gemaakt van duurzame opgewekt door windmolens op zee. De restwarmte van de elektrolysers is een interessante warmtebron voor een duurzaam warmtenet. Zo gaat deze bruikbare restwarmte dus níet verloren!

Brandstofcellen

Naast bovenstaande ligt er nog een kans voor het oprapen! Wanneer we de groene waterstof weer willen omzetten naar elektriciteit, dan zijn brandstofcellen (fuel cells) een aantrekkelijke technologie. Deze hebben een rendement van ca. 50%. Dus als we 10 waterstof in een brandstofcel stoppen, dan krijgen we daar 5 elektriciteit en 5 restwarmte voor terug! Ook in dit geval is de temperatuur van die restwarmte voldoende om af te leveren aan eerder genoemd warmtenet! En wederom is de enige voorwaarde dat we ook deze brandstofcellen strategisch aan de rand van onze steden plaatsen.

Groot durven denken

Als we veel meer grote windmolenparken op zee gaan bouwen, laten we de omzetting van en naar waterstof dan doen in de buurt van onze steden. Voorzie die steden allemaal van grote warmtenetten, dan kunnen we al die warmtenetten efficiënt voorzien van duurzame restwarmte. Daarmee lossen we de warmtetransitie voor een groot gedeelte op:

• De restwarmte temperatuur is voldoende om de isolatie opgave van gebouwen beperkt te houden.
• Minder individuele warmtepompen betekent minder problemen voor de netbeheerders.
• In één klap het dichtst bebouwde deel van Nederland duurzaam verwarmen.

Een slimme keuze voor groene waterstof betekent dus juist óók een keuze voor warmtenetten!

Kom van de roze wolk af

Er wordt nog wel eens geroepen dat we onze woningen direct met waterstof kunnen verwarmen. Hiermee wordt een verkeerd beeld geschetst. Voorlopig is er nog lang niet voldoende groene waterstof voor alle energiebehoefte. Andere sectoren zoals de industrie hebben die groene waterstof harder nodig. Kijk naar de waterstofladder en je ziet dat waterstof voor woningen pas aan de beurt is als alle andere sectoren zijn voorzien in de behoefte.

Ook gooien we op die manier de restwarmte van de conversies van waterstof weg. Laten we alsjeblieft niet die fout maken!