HomeWaterstofDe toekomst van waterstofPrint deze pagina

Toenemende aandacht voor waterstof als onderdeel van een duurzame energievoorziening

In het debat rond de energievoorziening van de toekomst volgen de ontwikkelingen elkaar in hoog tempo op. De liberalisering van de elektriciteit- en aardgasmarkten in Europa is in volle gang, Europa heeft de doelstellingen 20/20/20 (20% reductie van CO2-emissie, 20% energie-efficiënter en 20% hernieuwbare energie) voor 2020 geformuleerd, de olie- en aardgasprijzen vertonen een continu stijgende lijn, de sterk opkomende economieën in de BRIC-landen zoals China en India vereisen steeds meer energie, de onderhandelingen voor post-Kyoto zijn in volle gang.

In veel internationale toekomstverkenningen wordt een belangrijke rol toegedicht aan waterstof als energiedrager en brandstofcellen/verbrandingsmotoren als conversietechnologie. Vooral in de Verenigde Staten van Amerika en in Japan worden erg grote inspanningen verricht. In de VSA is het automotive programma met het accent in Californië toonaangevend, terwijl op stationair vlak het grootste demonstratieprogramma in Japan plaats vindt. Europa bundelt momenteel haar krachten om hierbij aan te sluiten, zoals verder in deze aanvraag zal blijken.

Waterstof: wat en waarom?


Redenen voor toepassing van waterstoftechnologie:

  • waterstof is een flexibele en milieuvriendelijke energiedrager 
  • brandstofcellen koppelen hoge rendementen aan geen/weinig emissies 
  • verlaging van milieubelastende emissies (post-Kyoto doelstellingen) 
  • vermindering van afhankelijkheid van fossiele brandstoffen 
  • verbetering leefmilieu (emissies, lawaai) in steden 
  • maximaliseren waarde en inzet van duurzame elektriciteit via buffering van energie via waterstof 
  • hightech ontwikkelingen betekenen bijkomende duurzame werkgelegenheid in een nieuw te ontwikkelen industrietak, die gedomineerd wordt door de noodzaak van hoogtechnologische innovaties.

Uit het bovenstaande blijkt dat waterstof een belangrijke rol kan gaan spelen in de energievoorziening van de toekomst, waarin de cruciale uitdagingen liggen op vlak van energievoorzieningszekerheid en minimalisering van emissies van milieubelastende stoffen, gecombineerd met het creëren van een arbeidsmarkt die gebaseerd is op innovatie en duurzaamheid.

Focus op duurzame waterstof: wat, waarom en hoe?

Aangezien waterstof geen winbare grondstof is, maar dient geproduceerd te worden is de duurzaamheid van de waterstof afhankelijk van de wijze waarop de waterstof gemaakt wordt.
In de industrie ((petro)-chemie), voeding, elektronica, ijzer/staal, etc.) wordt momenteel jaarlijks al 500 miljard m³ (!) waterstof gebruikt als grondstof voor processen; deze waterstof wordt bijna uitsluitend geproduceerd vanuit aardgas (reforming). Het gebruik van aardgas (fossiele brandstof) als basis voor de productie van waterstof en de daaraan gekoppelde rendementen en emissies maken dat deze productiemethode op termijn niet voldoende duurzaam is, vooral niet als waterstof ook als belangrijke energiedrager geïmplementeerd gaat worden.

Voor grootschalige toepassing van waterstof moet daarom overgeschakeld worden op een duurzame productiewijze van waterstof, zoals bijvoorbeeld via de elektrolyse van water (2 H20 → 2 H2 + O2 ).
Ingrediënten voor dit proces zijn water en elektriciteit. Op voorwaarde dat duurzame elektriciteit (wind, zonne-energie,….) wordt gebruikt, wordt op deze wijze duurzame waterstof geproduceerd. Bijkomend voordeel hierbij is dat het sterk variërend productiepatroon van hernieuwbare elektriciteit via de gedeeltelijke omzetting naar waterstof doseerbaarder gemaakt kan worden. Dit doseerbaarder maken heeft belangrijke voordelen voor het elektriciteitsnet. Het is namelijk mogelijk om bv. pieken in windenergie om te zetten naar waterstof, zodat het net geen hinder van deze piekproductie ondervindt. De geproduceerde waterstof kan dan in periodes van lagere elektriciteitsproductie met brandstofcellen terug naar elektriciteit omgezet worden, of de waterstof kan ingezet worden in transporttoepassingen. In beide gevallen heeft het elektriciteitsnet minder nadelige invloed van de sterk variërende productiepatronen van de windturbines. Dergelijke concepten zijn ook erg interessant voor te ontwikkelen bedrijventerreinen, waarbij men zowel naar duurzame elektriciteitsvoorziening als naar duurzame mobiliteit streeft.

Het beloftevolle perspectief van duurzame waterstof (geen fossiele brandstoffen en geen emissies) is een structurele weg naar een meer duurzame (gedecentraliseerde) energievoorziening. Dit traject van duurzame elektriciteit naar duurzame waterstof kan grotendeels met regionaal beschikbare technologie gerealiseerd worden. De huidige technisch-economische haalbaarheid van dit ganse traject dient nog verder verbeterd te worden (rendementen, levensduur, betrouwbaarheid, investeringskosten, exploitatiekosten), wat de basis zal zijn voor de definitie van innovatieprojecten tussen regionale partners.

Aangezien enerzijds vanuit de regio Vlaanderen - Zuid-Nederland zeer actief gewerkt wordt aan de maximale inzet van hernieuwbare energiebronnen en anderzijds unieke kennis rond de technologie in de regio aanwezig is, wordt er in dit project bewust gefocusseerd op demonstratieprojecten op basis van duurzame waterstof. Concreet worden hierbij een aantal tankstations voor duurzame waterstof (groenen elektriciteit en water) gerealiseerd. Zoals vermeld biedt deze combinatie van duurzame elektriciteit en de productie van duurzame waterstof ook duidelijk perspectieven voor innovatieprojecten in de regio.

Naast de productie van duurzame waterstof via elektrolyse, wordt bij een aantal processen in de industrie waterstof als restproduct geproduceerd: het nuttig aanwenden van deze restwaterstof biedt ook een aantal perspectieven.

Uitgangspunt van dit project is dus ‘duurzame waterstof’, met het hoofdaccent op de combinatie ‘hernieuwbare elektriciteit en elektrolyse’, maar waarbij ook bekeken zal worden hoe in samenspraak met bedrijven ‘restwaterstof’ op een meer duurzame wijze aangewend kan worden.

Waterstof en/of elektriciteit?

Eerder is vermeld dat waterstof en elektriciteit allebei een energiedrager zijn (in plaats van een energiebron) en vaak wordt de vraag gesteld: wordt het op termijn waterstof of elektriciteit?

De huidige ontwikkelingen tonen aan dat het meest logische antwoord is: waterstof en elektriciteit. Vooral in de automotive markt, die de belangrijkste trigger is van grootschalig onderzoek naar zowel batterijen als waterstof/brandstofcellen, blijkt dat in de toekomst ingezet wordt op hybride (waterstof en batterijen) concepten voor elektrische voertuigen vanwege de vereiste actieradius. Gebruik van enkel batterijen voor de energieopslag heeft als probleem dat in een batterij de functies van opslag (energie uitgedrukt in kWh) en omzetter (vermogen, uigedrukt in kW) direct aan elkaar gekoppeld zijn; tanken van een bijkomende energiedrager als ‘fossiele brandstof’ of ‘waterstof’ is daarom noodzakelijk omdat de combinatie opslag (kWh) en omzetter (kW) hiermee ontkoppeld is. Wat betreft de infrastructuur heeft elektriciteit het voordeel dat een uitgebreid, betrouwbaar elektriciteitsnet aanwezig is; anderzijds blijkt dat nu al extra maatregelen genomen moeten worden om de bestaande netten ‘intelligenter’ te maken, o.a. onder impuls van de sterke fluctuaties van vraag en aanbod van elektriciteit (vb. hernieuwbare elektriciteit). Door op een ‘slimme’ wijze een gedeelte van de elektriciteit op bepaalde tijdstippen op te slaan in waterstof ten behoeve van bijvoorbeeld transporttoepassingen, kan waterstof een belangrijke rol spelen in de ontlasting van de toekomstige intelligente elektriciteitsnetten: een gecoördineerde aanpak van de toekomstige uitbouw van elektriciteit- en waterstofinfrastructuur is daarom noodzakelijk en is bij uitstek een regionaal/grensoverschrijdend thema.

Terug naar boven

Nieuwsbrief

Nu inschrijven
Congres

Onze partners

Bekijk al onze partners