De schone energiebelofte van waterstof krijgt een onverwachte keerzijde: het kleine molecuul draagt indirect bij aan wereldwijde opwarming.
Waterstof wordt vaak geprezen als de schone energie van de toekomst. Maar nieuw onderzoek toont aan dat dit lichtgewicht molecuul stiekem tóch bijdraagt aan de opwarming van de aarde.
Volgens een studie gepubliceerd in Nature, is de concentratie van waterstof in de atmosfeer de afgelopen decennia sterk gestegen – en dat heeft verrassend krachtige gevolgen voor het klimaat.
Geen broeikasgas, toch grote invloed
Waterstof (H2) zelf is geen traditioneel broeikasgas. Het vangt geen warmte zoals CO2 of methaan. Toch kan het indirect het klimaat beïnvloeden, en wel via een ingewikkelde chemische keten in de atmosfeer. Waterstof reageert met stoffen die normaal gesproken methaan afbreken. Minder methaanafbrekende “detergenten” betekent dat methaan langer in de lucht blijft hangen, waardoor het extra warmte vasthoudt.
“Meer waterstof betekent minder detergenten in de atmosfeer, waardoor methaan langer blijft hangen en de aarde extra opwarmt,” legt Zutao Ouyang, assistent-professor aan Auburn University, uit.
Domino-effect
De stijging van waterstof in de atmosfeer is voor een groot deel menselijk veroorzaakt. Tussen 1990 en 2020 groeiden de emissies vooral door de oxidatie van methaan zelf. Deze reactie produceert waterstof, die op zijn beurt de afbraak van methaan vertraagt – een klassieke versterkende feedbackloop.
“De grootste oorzaak van de toename van waterstof is de oxidatie van het groeiende methaan in de atmosfeer,” zegt Rob Jackson van Stanford University. Sinds 1990 zijn de emissies door methaanoxidatie met zo’n 4 miljoen ton per jaar gegroeid, tot 27 miljoen ton in 2020. Andere bronnen zijn industriële lekkages en stikstoffixatie in de landbouw, bijvoorbeeld bij sojateelt.
Lees ook: Vraag naar groene waterstof ontploft: “industrie heeft 45 GW aan elektrolysers nodig”
“Niet te negeren”
De effecten van waterstof reiken verder dan methaan alleen. Reacties van H₂ in de atmosfeer leiden tot de vorming van ozon en stratosferisch waterdamp, beide krachtige broeikasgassen. Bovendien kan waterstof invloed hebben op wolkenvorming, wat het klimaat nog verder kan destabiliseren.
Hoewel het effect van waterstof op zichzelf klein lijkt (het heeft tot nu toe zo’n 0,02 graden Celsius bijgedragen aan de opwarming), is dat vergelijkbaar met de cumulatieve uitstoot van een land als Frankrijk. “Het is klein, maar niet te negeren,” aldus Jackson.
Implicaties voor de waterstofeconomie
De studie werpt een schaduw over de plannen voor een waterstofgestuurde energietransitie. Meer dan 90 procent van de huidige waterstofproductie is nog steeds afhankelijk van koolstofintensieve processen zoals steenkoolgasificatie en stoom-methaanreforming. Lekkages tijdens productie, transport of opslag kunnen de klimaatvoordelen van waterstof snel tenietdoen.
Volgens de onderzoekers is het cruciaal om emissies nauwlettend te controleren. “We hebben een dieper begrip nodig van de mondiale waterstofcyclus en de koppelingen met de opwarming van de aarde om een klimaatveilige en duurzame waterstofeconomie te realiseren,” zegt Jackson.
Schoon betekent niet automatisch klimaatneutraal
Waterstof biedt grote kansen voor het decarboniseren van zwaar transport en industrie, laat daar geen twijfel over bestaan. Maar deze studie toont dat zelfs ‘schone’ energiebronnen zorgvuldig moeten worden beheerd.
Onbeheerde emissies van waterstof kunnen methaan langer in de atmosfeer houden en zo de opwarming versterken – een onzichtbare, maar belangrijke factor in het klimaatsysteem.
