Waterstof is het meest voorkomende element in het heelal, 57 massaprocenten, tegen helium 40% en alle andere elementen te zamen 3% (in molecuulprocenten 90:10:0,1). Waterstof wordt op aarde gevonden in elementaire vorm (H²) en gebonden, vooral aan koolstof (koolwaterstoffen), stikstof (ammoniak) en zuurstof (water). Het volumepercentage in de atmosfeer is kleiner dan 10-4 .
De belangrijkste industriële toepassingen van waterstof zijn de synthese van ammoniak, de (katalytische) hydrogenering van organische stoffen en algemeen voor reductie, bijvoorbeeld bereiding van metalen uit hun oxiden onder verhitting. Verder als brandstof voor autogeenlassen, en stuwstof voor raketten.
Waterstof speelt een sleutelrol bij het slagen van de Nederlandse energietransitie. En dan bij voorkeur groene waterstof, gemaakt met stroom uit wind of zon en zonder uitstoot van CO2. Door het ontwikkelen van waterstof voor de vrachtwagens en streekbussen van morgen, investeren we in nieuwe energie voor Nederland. Waterstof is feitelijk geen brandstof maar een energiedrager. De auto’s tanken waterstof, die in het voertuig door een zogeheten brandstofcel wordt omgezet in elektrische energie. Het enige afvalproduct is water.
Voor een volle tank waterstof voor een personenauto is er 700 bar waterstof nodig en voor bussen en vrachtwagens 350 bar waterstof. Een klant betaalt de volle tank met pinpas of tankpas. Bij sommige waterstofaanbieders krijgt de klant de tankpas gratis en bij andere aanbieders moet de klant soms een aparte tag of eigen tankkaart kopen. Bij een waterstoflocatie in Assen betaal je met een app en voor het tanken in Duitsland is er wel een universele pas, namelijk de zogenoemde “De H2 Live pas”. Met een volle tank waterstof in een personenauto heb je een actieradius van 550 tot 600 kilometers. Waterstof tanken is het meest geschikt voor leaserijders, taxi’s, bussen en vrachtwagens.
De nadelen van waterstof zijn: bij het maken van waterstof gaat energie verloren, bij het omzetten van elektriciteit in waterstof gaat 25% energie verloren. Bij het omzetten van waterstof naar elektriciteit gaat 40% energie verloren. De toekomst voor personenauto’s is dan ook vooralsnog weggelegd voor het elektrisch rijden en niet voor waterstof rijden. Waterstof is oneindig voorradig en heeft geen schadelijke emissies want het restproduct is water. Een nadeel is dat de opslag van waterstof moeilijk is. Waterstof is nu nog vrij duur, de prijs van waterstof is op dit moment 20 tot 40% hoger dan de gasprijs, en de prijs van gas is al hoog.
Groene waterstof
Op de Tweede Maasvlakte bij Rotterdam bouwt Shell de grootste elektrolyser van de wereld. De elektrolyser zal met groene stroom uit wind op zee, van offshore windpark Hollandse Kust Noord groene waterstof produceren. Deze waterstof wil Shell gebruiken voor het verduurzamen van het energie- en chemiepark in Rotterdam (vroeger Shell Pernis) en op termijn voor zwaar transport over weg en water. Shell is van plan om in de tweede helft van dit decennium met de productie van groene waterstof te starten.
Maar geen enkele partij of onderneming kan de verregaande verduurzaming van waterstof alleen van de grond krijgen. Samenwerkingsverbanden en allianties zijn essentieel om voortgang te kunnen boeken, zowel internationaal als nationaal. Deze partnerschappen zijn onder andere bedrijven, de overheid en kennisinstellingen die zich ook focussen op het hele geïntegreerde energiesysteem van productie tot aan gebruik en voor toepassingen in zowel industrie, als mobiliteit als gebouwde omgeving.
Klimaatakkoord
De mogelijkheden van waterstof zijn ook vastgelegd in het Nederlandse Klimaatakkoord van juni 2019. In deze mijlpaal hebben meer dan honderd organisaties na lang beraad een pakket maatregelen afgesproken om zo de opwarming van de aarde te beperken. Het Klimaatakkoord ziet voor waterstof een ‘cruciale rol’ weggelegd in de Nederlandse energietransitie, zowel op de middellange (2030) als op lange (2050) termijn. Het Klimaatakkoord ziet vijf gebieden waarop waterstof een rol kan spelen: als grondstof voor de procesindustrie, als CO₂-vrije energiedrager voor hoge temperatuurwarmte voor de procesindustrie, als regelbare CO₂-vrije energieopslag en voor mobiliteit en in de gebouwde omgeving.
Nederland heeft relatief veel industriële bedrijven, die allemaal hun steentje bij moeten dragen om de doelen in het Klimaatakkoord te bereiken. Waterstof gaat er naar verwachting een grote bijdrage aan leveren. Vandaag de dag speelt waterstof al een grote rol in de industrie – voornamelijk als chemische bouwsteen om producten van te maken. Verduurzaming van waterstofproductie, door middel van het afvangen en opslaan van CO2 of door het produceren van groene waterstof door middel van elektrolyse, zal een groot verschil maken om CO2-uitstoot verder te beperken. Ook op het gebied van mobiliteit zal waterstof een belangrijke brandstof worden. Zeker voor zwaar transport, zoals vrachtwagens en bussen, maar ook voor gewone auto’s (op waterstof of elektrisch). Bovendien kan waterstof gebruikt worden om energie op te slaan, zodat deze energie ook weer gebruikt kan worden als de wind niet waait of de zon niet schijnt.
