Open menu

Een groot waterstofplan

In plaats van zonneparken bouwen in dichtbevolkte gebieden zou je ze in woestijnen kunnen plaatsen waar de opbrengst vele malen hoger ligt. Water uit oceanen wordt via pijpleidingen naar zonneparken in de Sahara gebracht. Dat water wordt gedemineraliseerd, waarna er waterstof van gemaakt wordt. De aanleg van een 1.000 kilometer lange pijplijn en het maken van gedemineraliseerd water leiden tot een kostprijs van 4 cent per kilo waterstof.

Als je die pijpleiding – tegen marginale kosten – groter maakt, dan kun je van dat extra zeewater, drink- en irrigatiewater maken. Dat biedt mogelijkheden voor voedselproductie in de woestijn. En uit de brine, de reststroom die overblijft na ontzilting van zeewater, kun je onder meer lithium en kaliumhydroxide winnen; grondstoffen voor batterijen en elektrolysers. (2023

Woonwijken op waterstof

Op dit moment is Enexis samen met woonstichting Groninger Huis bezig om in het Groningse Wagenborgen een woonwijk uit de jaren '70 aan te sluiten op het waterstofnetwerk. Ongeveer 75 procent van de bewoners wil hieraan meedoen. De 50 jaar oude woningen worden geïsoleerd tot energielabel B-niveau. Er worden zonnepanelen en een hybride warmtepomp geïnstalleerd. Op winterse dagen schakelt een op waterstof draaiende ketel bij. Via een elektrolyser bij een boer nabij Siddeburen wordt er waterstof geproduceerd uit zonne- en windenergie. Het groene waterstofgas wordt opgeslagen in ondergrondse bufferen. Vervolgens wordt het waterstofgas naar de woningen vervoerd via deels bestaande gasleidingen en een deels nieuw netwerk. 

In Hoogeveen wordt een nieuwbouwwijk aangesloten op waterstof en in Lochem worden vijftien monumentale panden geschikt gemaakt voor waterstof. Bij The Green Village in Delft gaat er getest worden met verschillende netbeheerders hoe 100% waterstof zich gedraagt in het bestaande gasnetwerk. Al met al een hoop ontwikkelingen op het gebied van waterstof.

Groen waterstof voor de zware industie (2020)

EIT InnoEnergy wil groene waterstof in gaan zetten in de zware industrie., voor het maken van staal, cement en kunstmest, maar ook transport zoals scheepvaart en zwaar wegtransport. 

In de chemische industrie is waterstof interessant omdat bij veel processen hoge temperaturen nodig zijn. Voor temperaturen van meer dan 250 graden Celsius is de energiedrager volgens de Topsector Energie één van de alternatieven ten opzichte van elektriciteit.

Waterstof voor de transportsector (2020)

De Deense luchthaven Copenhagen Airport wil samen met grote bedrijven uit de scheepvaart, luchtvaart en energiesector een waterstofpark opzetten. Eind 2030 moet daar 250.000 ton duurzame brandstof voor schepen, vliegtuigen en vrachtwagens gemaakt worden. Stroom om groene waterstof te maken komt van omliggende windparken rond Denemarken.

Vrachtwagens op waterstof
 
Afvalinzamelingsbedrijf Blink rijdt in samenwerking met recyclelaar SUEZ met twee waterstofvuilniswagens in Noord-Brabant.(2021)
Vooral voor vrachtvervoer is waterstof dé oplossing. Je moet anders een 1000 kilo zware batterij meezeulen voor elke 100 kilometer die je rijdt. Waanzin. Waterstof kost in 2030, denken wij 2,50 euro per kilo. En met een kilo kun je 100 kilometer rijden. Als waterstof 5,50 euro kost is het al goedkoper dan diesel.

Tractor op waterstof (2021)

De eerste waterstoftractor ter wereld komt bij een stadsboerderij in Almere. Het Nederlandse H2Trac levert een elektrische tractor die zijn stroom uit 4 waterstoftanks haalt. Zo kan het landbouwwerktuig vier tot vijf uur werken. Eind dit jaar hoopt H2Trac vijf exemplaren verkocht te hebben.

Windmolen die meteen waterstof maakt (2020)

De windwatermolen heeft een vermogen van 4 megawatt. De molen heeft een speciale elektrolyzer, die minder stroom nodig heeft om waterstof te maken dan andere apparaten. Bovendien werkt hij bij elke stroomfrequentie, terwijl andere apparaten alleen werken op de frequentie van netstroom. Dat zorgt ervoor dat de elektrolyzer direct de opgewekte stroom van de windturbine kan gebruiken, zonder dat deze stroom door een transformator moet.

Nu ligt de prijs van groene waterstof volgens het CPB op €5,50 per kilo. Met de betere efficiency kan onze techniek de prijs na schaalvergroting verlagen tot €2 per kilo.

Waterstoftrein

Vervoersdienst Arriva heeft sinds 2020 een waterstoftrein. De groene waterstof komt van Engie uit de waterstoffabriek HyStock te Veendam. De electrolyser aldaar heeft een capaciteit van 1 megawatt.

waterstoftrein

Arriva heeft 51 waterstoftreinen en daarvoor is 1 megawatt verre van voldoende. Bovendien rijden er eind 2020 ook nog eens 22 waterstofbussen rond in Groningen. Maar de regio is hard op weg om meer waterstof te produceren. Gasunie en chemiebedrijf Nouryon hebben bijvoorbeeld plannen om in de Eemshaven een 20 megawatt elektrolyser neer te zetten.

De provincie Groningen wil in 2020 minstens vier waterstoftreinen kopen om op de stukken spoor zonder elektrische bovenleiding te rijden. In 2025 moeten ze rondrijden, onder andere op het nieuwe traject Stadskanaal-Groningen. In 2035 wil de provincie alle Groningse dieseltreinen vervangen door waterstofversies

Waterstoffiets

waterstoffiest
Een Frans bedrijf maakt ze. Laadt heel snel op maar je oet wel waterstof in de buurt hebben. Kosten rond 5000 euro en de brandstofcellen zitten bij de trappers.(2020)

Waterstof vliegtuigen

waterstofvliegtuig

Het grootste model, de ‘turbofan’ heeft ruimte voor 200 passagiers en een bereik van 3.700 kilometer. Niet genoeg voor een vlucht van Amsterdam naar New York (5.863,87 km), maar wel ruim voldoende om elke andere stad in Europa te bereiken. Dit vliegtuig wordt aangedreven door een omgebouwde gasturbine die gevoed wordt met vloeibare waterstof, in plaats van kerosine.

Het kleine model op de foto is het ‘blended-wing body’ ontwerp. Hierbij zijn de vleugels en de passagiersruimte onderdeel van hetzelfde geheel. Het vliegtuig ziet eruit als een brede rechthoek waarbij passagiers als het ware in vleugels zitten. Hierdoor zijn er verschillende opties mogelijk voor het opslaan en rondpompen van waterstof, aldus Airbus. Dit model is zo ontworpen dat het net zo ver en veel passagiers kan vliegen als het grote ‘turbofan’ model.(2020)

In 2019 heeft ZeroAvia een eigen aandrijving ontwikkeld die volgens het bedrijf 75 procent minder onderhoudskosten heeft dan de aandrijvingen die nu in vliegtuigen gebruikt worden. In Californië heeft ZeroAvia inmiddels de eerste testvluchten uitgevoerd met een vliegtuig dat op waterstof vliegt. Ze willen in 2022 een vliegtuig voor twintig personen laten vliegen over een afstand van 920 kilometer.

Een groep studenten van de TU Delft ontwikkelt een klein vliegtuigje dat op waterstof moet vliegen. Het vliegtuig moet 2.000 kilometer kunnen afleggen. Een geschaald prototype van het toestel moet in september vliegen (2019)

H2FLY

Een vliegtuig voor 2-4 personen van het Duitse H2fly maakte in 2023 zijn eerste vlucht met een brandstofcel op vloeibare waterstof. Het vliegtuig kan in theorie 1.500 kilometer afleggen. Dat is twee keer zoveel als wanneer er gasvormig waterstof wordt gebruikt.

Toch kleven er ook nadelen aan het gebruik van vloeibare waterstof. Zo moet de waterstof flink gekoeld worden (-252,87 graden Celsius) voordat die vloeibaar wordt. Het vliegtuig gebruikt dan ook een techniek uit de ruimtevaart om 10 tot 25 kilo vloeibare waterstof te kunnen vervoeren.

Fokker Next Gen wil in 2035 met een uitstootvrij toestel de lucht in gaan. De omgebouwde Fokker 100 moet maximaal 2.500 kilometer op waterstof kunnen afleggen.

Synthetische kerosine

Met waterstof en CO2 is ook synthetische kerosine te maken. Shell kan het produceren en TNO heeft nieuwe reactortechnologie ontwikkeld die een groot deel van het hele proces in één keer kan doen, in plaats van in stapjes (Sienna genaamd). (2021

Drone op waterstof

De drone heeft een vermogen van 2 kW. De volgende geplande stap om op waterstof te vliegen is een stuk groter: 15 kW. Uiteindelijk streeft NLR ernaar dat uiterlijk in 2070, de luchtvaart emissievrij is. De aandrijving op waterstof kan daarin een grote rol spelen. Dat maken we nu dus eerst mogelijk voor drones. Daarnaast tonen we hiermee een concrete stap voor de afspraken die de luchtvaartsector heeft gemaakt om de CO2-uitstoot in 2030 met 35% te verminderen en de afspraken in het ontwerpakkoord duurzame luchtvaart.

Bij deze eerste vlucht ging het om een RPAS drone Remotely Piloted Aircraft System (RPAS) - van acht kilogram met zes propellers en voorzien van een hogedruktank (300 bar) van twee liter gevuld met waterstofgas. De tank staat in verbinding met een brandstofcel die een elektrochemisch proces op gang brengt. In dat proces wordt waterstof samen met zuurstof uit de lucht omgezet in elektrische energie. Die zorgt ervoor dat de drone op een (lokaal) CO2-neutrale manier kan vliegen. Het enige restproduct is waterdamp.

Een ander groot voordeel van waterstof is dat de drone met een volle tank beduidend langer kan vliegen dan alleen met een batterij.

Catamaran op waterstof

De catamaran (energy observer) is 30 meter lang en wordt aangedreven door elekromotoren die worden opgeladen door zonne- en windenergie. Daarnaast heeft het schip een elektrolyser aan boord, die groene waterstof opwekt. Als er geen wind of zon is, worden de motoren gevoed door de waterstof.

Gascentrales op waterstof

Wärtsilä klaar denkt dat waterstof onmisbaar wordt om het elektriciteitsnet stabiel te houden. Door opwek van duurzame elektriciteit, een waterstoffabriek en -centrale én een ondergronds resevoir om de waterstof op te slaan op één plek te bundelen, hoeft men veel minder dure batterijen voor elektriciteitsopslag te bouwen. De centrale heeft dan dezelfde rol als nu, en levert stroom in de avond of bij windstilte, als de duurzame bronnen het af laten weten.

Proeffabriek voor ijzererts op waterstof

In 2020 is men in Zweden een kleine proeffabriek gestart waar erts wordt gemaakt met waterstof in plaats van kolen en is daarmee CO2-vrij. Het is de eerste stap in een proces om Zweeds staal helemaal CO2-vrij te maken. Daarmee kan Zweden 10 procent van zijn uitstoot voorkomen. Waterstof maken via de Zweedse wwindmolens is voorlopig nog wel een duur en inefficiënt proces - of en hoe de energieleverancier dit proces beter wil maken, is nog onbekend.