Waterstof: van hype naar hoop

"Ik zie een centrale rol weggelegd voor waterstof", zei Frans Timmermans in de Europese inspanningen om de klimaatdoelstellingen te halen. En de menigte sprong op in een zeldzame staande ovatie voor een klimaatcommissaris. Waterstof is het gesprek van de dag en er wordt algemeen verwacht dat de Commissie er een grote prioriteit van zal maken in haar groene industriële strategie. Staan we op het punt het gouden tijdperk voor waterstof in te gaan en - zo ja - wat betekent dat voor het vervoer?

Doorgewinterde waarnemers zullen zich herinneren dat dit niet de eerste keer is dat waterstof voor grote opwinding heeft gezorgd. Het beroemde boek van Jeremy Rifkins,The Hydrogen Economy, is een goed voorbeeld van het enthousiasme van de jaren 2000. Aangemoedigd door de vrees dat de olie opraakte, lanceerde de toenmalige Amerikaanse president George W Bush het"Freedom Fuel"-initiatief om waterstof te stimuleren en de VS energieonafhankelijk te maken. Autofabrikanten sloten zich aan bij de race: Toyota, Daimler en anderen beloofden modellen te bouwen die waterstofauto's populair zouden maken op de massamarkt.

Maar tien jaar later is waterstof nog niet van de grond gekomen. Er zijn maar weinig waterstof-brandstofcelauto's en de meeste daarvan zijn demonstratievoertuigen. Er zijn ook bijna geen waterstofvrachtwagens, hoewelHyundai 1.000 elektrische vrachtwagens met brandstofcellen op de Zwitserse markt zal brengen. Ondertussen zal de eerste vrachtwagen vanNikola- de hoop van waterstoftrucking enthousiastelingen - blijkbaar een batterij-elektrische vrachtwagen zijn.

Een cynicus zou kunnen zeggen dat waterstof de toekomst is en altijd zal blijven. Maar de steeds snellere klimaatcrisis laat ons niet toe cynisch te zijn. Volgens T&E's eigen analyse is waterstof momenteel de enige energiedrager die een emissievrijescheepvaart enluchtvaart mogelijk zou maken, hetzij als eindbrandstof, hetzij als basis voor een vloeibare brandstof. Het is ook nog te vroeg om waterstof af te schrijven als optie voor het lange-afstandsvervoer per vrachtwagen, maar hier zal waterstof moeten concurreren met efficiëntere opties zoals bovenleidingen of elektrische batterijen.

Maar er is een groot verschil tussen het theoretische potentieel van een technologie in een klimaatmodel en haar vermogen om economisch van de grond te komen. Zoals het voorbeeld van de batterijtechnologie heeft aangetoond, kan een technologie in het begin duur en ondermaats zijn, maar zeer snel daarna concurrerend worden. Zou iets soortgelijks kunnen gebeuren met waterstof? En wat is ervoor nodig om dat te laten gebeuren?

Er zijn twee hoofdmanieren om waterstof te produceren. De eerste en meest gebruikte methode - goed voor95% van de huidige waterstofproductie- is methaanreforming met behulp van stoom op basis van fossiel gas. Op gas gebaseerde of "grijze" waterstof is niet bepaald groen. Het is theoretisch mogelijk om koolstofafvang en -opslag (CCS) aan het proces toe te voegen, waardoor zogenaamde 'blauwe' waterstof wordt geproduceerd. Maar de toepassing vanCCS is op een aantalproblemen gestuit en blauwe waterstof zoutwee keer zoveel kosten als grijze waterstof, hoewel een hogere koolstofprijs dat verschil zou kunnen verkleinen.

Het groene alternatief voor methaanreforming met stoom is elektrolyse, waarbij water wordt gesplitst in waterstof en zuurstof met behulp van (grote hoeveelheden) schone elektriciteit. Volgens sommigen betekent het vooruitzicht vanelektriciteitsprijzen van minder dan 20 €/MWh voor zonne-energie op grote schaal uit Noord-Afrika en het Midden-Oosten, of 50 €/MWh voor grootschalige windmolenparken op zee, dat de geringe efficiëntie van groene waterstof niet langer een probleem is.Volgens het International Renewable Energy Agency zullen "de toekomstige kosten van groene waterstof lager liggen dan die van blauwe waterstof".

Maar groene waterstof zal niet alleen moeten concurreren met grijze en blauwe waterstof. Het zal concurreren met benzine, diesel, stookolie voor schepen, kerosine en, natuurlijk, elektriciteit. Overal waar batterijen een praktische oplossing zijn - auto's; bestelwagens; stads-, regionale en misschien lange-afstandsvrachtwagens; veerboten - zal waterstof een zware strijd moeten leveren vanwege de lagere efficiëntie en, als gevolg daarvan, de veel hogere brandstofkosten. Zoals de CEO van Volkswagen het onlangs formuleerde: "Om dezelfde 100 km te rijden heb je drie keer zoveel windmolenparken nodig als met elektrische auto's."

De les van een halve eeuw waterstofenthousiasme is dat de technologie niet zomaar van de grond komt. Geld pompen in O&O is niet genoeg. We hebben een uitgebreid en aanhoudend programma van overheidssteun nodig om de technologie op schaal te brengen en de kosten te verlagen. Het allerbelangrijkste is dat we leidende markten nodig hebben.

Ons voorstel zou zijn ons te concentreren op twee sectoren waar een duidelijke rol is weggelegd voor waterstof en waar regelgeving tot nu toe vrijwel geheel heeft ontbroken: de luchtvaart en de scheepvaart. De gestelde doelen moeten realistisch en haalbaar zijn en moeten gericht zijn op het creëren van een veilige markt voor groene waterstof (of van waterstof afgeleide brandstoffen) met hoge duurzaamheidsnormen, zodat de industrie de langetermijninvesteringen kan doen die nodig zijn om op duurzame wijze op te schalen.

Een manier om dit te bereiken is de invoering van een norm die brandstofleveranciers ertoe verplicht een laag percentage e-fuels in vliegtuigbrandstof te mengen; of luchtvaartmaatschappijen ertoe verplicht bepaalde hoeveelheden te kopen. Voor de scheepvaart zouden strenge operationele CO2- en emissieloze havennormen kunnen worden gebruikt om vracht- en luxecruiseschepen te verplichten op groene waterstof of ammoniak te varen. Havens zullen een belangrijke rol spelen in elke succesvolle waterstofstrategie aangezien waterstof hier waarschijnlijk aan land komt. Het zou dus ook zinvol zijn waterstofinfrastructuur voor vrachtwagens in grote havengebieden aan te leggen.

Het voordeel van deze aanpak is dat geen massale uitgaven nodig zijn voor de verbetering van het gasnet of voor de uitrol van een netwerk van infrastructuur voor het tanken van waterstof in Europa. En het zou de waterstofinspanning concentreren op gebieden waar geen betere alternatieven bestaan. Het zal misschien geen staande ovatie opleveren van liefhebbers van de waterstofeconomie, maar het zou wel een doeltreffende, verantwoorde en duurzame strategie zijn.

Auteur: William Todts, uitvoerend directeur bij Transport&Environment