Wat is groene waterstof?

Wat is groene waterstof en hoe wordt groene waterstof gemaakt?

Groene waterstof is een vorm van waterstof die wordt geproduceerd met behulp van hernieuwbare energiebronnen, zoals zonne-energie, windenergie of waterkracht. Om waterstof te produceren wordt er gebruik gemaakt van een proces genaamd ‘elektrolyse’, waarbij water wordt opgesplitst in waterstof en zuurstof. Bij dit proces wordt elektriciteit door water geleid, waardoor de watermoleculen uiteenvallen en waterstofgas vrijkomt.

Een elektrolyse-apparaat bestaat uit twee elektroden, een positieve elektrode (anode) en een negatieve elektrode (kathode), die worden ondergedompeld in water. Wanneer er elektriciteit door het water wordt geleid, worden watermoleculen opgesplitst in waterstofgas en zuurstofgas. Het waterstofgas – of duurzame waterstof – wordt vervolgens opgevangen en opgeslagen voor gebruik als energiebron.

Groene waterstof is een duurzame en schone energiebron, omdat er bij de productie geen fossiele brandstoffen worden gebruikt en geen broeikasgassen worden uitgestoten. Het is een essentieel onderdeel voor het bereiken van een koolstofarme samenleving.

Hoe werkt groene waterstof?

Aan de hand van elektriciteit wordt water opgesplitst in waterstof en zuurstof, maar hoe verloopt dit proces precies? Elektrolyse van water gebeurd in een elektrolysesysteem, wanneer je meerdere van deze systemen hebt spreken we van een elektrolyse-installatie. In een volgend artikel leggen we meer uit over elektrolyse, vormen van elektrolyzers en het rendement van waterstof elektrolyse. Bezoek onze kennisbank voor innovaties, ontwikkelingen en duurzame initiatieven die de toekomst van groene energie vormgeven.

Groene waterstof in Nederland

Nederland heeft al een sterke positie op het gebied van waterstofproductie. Volgens recente gegevens van de Rijksoverheid staat Nederland op de tweede plaats (na Duitsland) als producent van grijze waterstof (een variant die ontstaat uit fossiele brandstoffen en daarmee CO2-emissies veroorzaakt) in Europa. Deze positie benadrukt niet alleen de huidige rol van Nederland in de productie van waterstof, maar geeft ook inzicht in het potentieel van het land om een toonaangevende groene waterstofhub in Europa te worden. Binnen de Europese Unie is de ambitie om 40 GW elektrolysecapaciteit te realiseren tegen 2030, waarvan Nederland maar liefst 1/5e voor zijn rekening wil nemen.

Veranderingen energiemix in Nederland

In onze huidige energiemix wordt op dit moment ongeveer 20% geleverd in de vorm van elektriciteit en 80% in de vorm van aardgas of vloeibare fossiele brandstof (e.g., benzine, diesel). Door de klimaatdoelstellingen gaat dit komende tijd veranderen. De productie van elektriciteit neemt toe door zonne- en windenergie. Bij toepassingen zoals zwaar transport, hoge temperatuurprocessen in de industrie blijft voorlopig behoefte aan een duurzaam gas. Hier speelt groene waterstof dus een belangrijke rol. Het decentraal produceren van groene waterstof bij industrieën of locaties waar verdere elektrificatie geen mogelijkheid is biedt extra kansen voor bedrijven en zogenoemde hubs. Waterstof kan daarnaast ook een belangrijke rol spelen in een van de grootste energieproblematieken van vandaag, namelijk netcongestie.

Bepaalde toepassingen zijn echter lastig te verduurzamen, denk daarbij aan zwaar transport en hoge temperatuurprocessen in de industrie. Hier kan groene waterstof dus een belangrijke rol gaan spelen. Het decentraal produceren van groene waterstof bij industrieën of locaties waar verdere elektrificatie geen mogelijkheid is biedt extra kansen voor bedrijven en zogenoemde hubs. Waterstof kan daarnaast ook een belangrijke rol spelen in een van de grootste energieproblematieken van vandaag, namelijk netcongestie.

Er is een belangrijke rol weggelegd voor Nederland op het gebied van waterstof en de veranderingen in de energiemix van Nederland. GroenLeven, als voorloper in duurzame energie, zet al op in sinds 2018 in op groenewaterstof. Namelijk met de start van een van de eerste waterstofprojecten in Nederland, genaamd: SinneWetterstof. Een belangrijke stap richting waterstofproductie als een milieuvriendelijk alternatief.

Voordelen van groene waterstof

Groene waterstof biedt verschillende voordelen ten opzichte van fossiele energiebronnen:

1. Duurzaamheid: Groene waterstof wordt geproduceerd met behulp van hernieuwbare energiebronnen, zoals zonne-energie en windenergie. Hierdoor is het een duurzame en fossiel vrije energiebron.
2. Veelzijdigheid: Groene waterstof kan worden gebruikt in verschillende sectoren, zoals transport, industrie en energieopwekking. Het kan dienen als brandstof voor waterstoftrucks, als grondstof voor de chemische industrie en als energieopslagmedium.
3. Vermindering van CO2-uitstoot: Het gebruik van duurzame waterstof als energiebron kan aanzienlijk bijdragen aan de vermindering van de CO2-uitstoot en mogelijk ook NOx mits het goed wordt toegepast.
4. Energietransitie: Groene waterstof speelt een cruciale rol in de energietransitie naar een duurzame en koolstofarme toekomst. Het biedt een alternatief voor fossiele brandstoffen en draagt bij aan het koolstofvrij maken van andere lastig te decarboniserende branches, zoals sectoren met die te maken hebben met hoge temperaturen.

Toepassingen van Groene waterstof

Zoals eerder benoemd kan groene waterstof worden toegepast in verschillende sectoren, waaronder:

1. Transport: Waterstof kan worden gebruikt als brandstof voor waterstoftrucks en andere voertuigen. Het biedt een schone en efficiënte manier van transport.
2. Industrie: Groene waterstof kan dienen als grondstof voor de chemische industrie en andere industriële processen. Het vervangt fossiele brandstoffen en draagt bij aan de vermindering van de CO2-uitstoot.
3. Energieopslag: Waterstof kan worden gebruikt als energieopslagmedium, vooral op momenten dat er een overschot aan duurzame energie is. Het kan later worden gebruikt om elektriciteit en warmte te genereren wanneer er vraag is.
4. Verwarming: Groene waterstof kan worden gebruikt als brandstof voor verwarmingssystemen in woningen en gebouwen. Het biedt een duurzaam alternatief voor aardgas op locaties die niet of lastig te electrificeren zijn (e.g., monumentale panden).

De toekomst van groene waterstof

Groene waterstof wordt gezien als een energiebron voor de toekomst. Het speelt een belangrijke rol in de energietransitie naar een duurzame en koolstofarme samenleving. De ontwikkeling van grootschalige groene waterstofproductie en de bijbehorende infrastructuur is essentieel om de volledige potentie van deze energiebron te benutten. Ook de overheid ziet dit in. Daarom is er een doelstelling van 4000MW aan elektrolyse capaciteit in Nederland tegen 2030 en een streefdoel van 8000MW tegen 2032 (Rijksoverheid Nederland, 2024). Momenteel beschikt Nederland over ongeveer 8MW aan opgesteld elektrolyse vermogen.

Om duurzame waterstof op grote schaal te kunnen gebruiken, zijn verdere investeringen en technologische ontwikkelingen nodig. Het is belangrijk om de kosten van groene waterstofproductie te verlagen en de efficiëntie van elektrolyseprocessen te verbeteren, waardoor het steeds competitiever wordt ten opzichte van fossiele brandstoffen zoals grijze waterstof of aardgas.

Met de juiste investeringen, beleidsmaatregelen en samenwerking tussen overheden, industrie en onderzoeksinstituten kan duurzame waterstof een significante rol spelen in het verduurzamen van ons energiesysteem. Groene waterstof is een belangrijk puzzelstuk voor een duurzame toekomst.