Groene waterstof is niet altijd even groen

Beeld: iStock / Petmal

Groene waterstof is een veelbelovende technologie, maar in de praktijk niet altijd even groen. Milieudeskundige Kiane de Kleijne (TU/e) berekende voor meer dan duizend geplande groene waterstofprojecten de broeikasgasemissies van de hele levenscyclus, inclusief de productie van bv. zonnepanelen, windturbines, batterijen om de benodigde groene stroom te leveren, het transport...

Veelbelovende technologie

Groene waterstof kan een grote bijdrage leveren aan een verminderde uitstoot van broeikasgassen.

Diverse Nederlandse bedrijven investeren in het ontwikkelen van groene waterstof in onder meer Namibië en Brazilië, landen waar makkelijk groene stroom kan worden opgewekt. Want natuurlijk vereist de productie van groene waterstof groene stroom.

Ook heeft de EU het doel om in 2030 10 miljoen ton groene waterstof te produceren, en nog eens 10 miljoen ton te importeren.

Kiane de Kleijne. Foto: Vincent van den Hoogen

"Groene waterstof is een veelbelovende technologie door zijn veelzijdigheid en vele toepassingen", beging Kiane de Kleijne, milieukundige en inmiddels werkzaam als postdoc in de groep Technology, Innovation, and Society op de faculteit Industrial Engineering and Innovation Sciences.

Hele levenscyclus

"Maar helaas voorzie ik nog wat beren op de weg", vervolgt ze. De Kleijne berekende voor meer dan duizend geplande groene waterstofprojecten de broeikasgasemissies die gepaard gaan met de productie van groene waterstof, inclusief het fabriceren van bijvoorbeeld zonnepanelen, windturbines en batterijen om stroom te leveren, en het vervoer via pijpleidingen of per schip.

"Groene waterstof wordt geproduceerd door in een elektrolyser met groene elektriciteit water te splitsen in zuurstof en waterstof. Die waterstof kun je dan gebruiken als grondstof of als brandstof. Waterstof gemaakt van aardgas wordt nu al veel gebruikt als grondstof, bijvoorbeeld in de chemische industrie voor de productie van methanol en ammoniak, voor kunstmest."

Het voordeel van groene waterstof is dat bij het splitsen van water, naast waterstof, alleen zuurstof vrijkomt; geen CO₂. "Maar je hebt daar wel grote hoeveelheden groene stroom voor nodig", aldus de onderzoeker.

"Alleen als je groene energie gebruikt, zoals windenergie of zonne-energie, kan dit emissiereductie opleveren. Maar zelfs dan tellen de emissies van alleen al de fabricage van windturbines en zonnepanelen flink op. Als je op die manier de hele levenscyclus bekijkt, leidt groene waterstof vaak, maar zeker niet altijd tot CO₂-winst."

"De CO₂-winst is in de meeste gevallen hoger als je windenergie gebruikt dan als je zonne-energie gebruikt. Dit zal verder verbeteren in de toekomst, wanneer er meer duurzame energie wordt gebruikt bij de fabricage van de windturbines, zonnepanelen, en bijvoorbeeld staal voor de elektrolyser."

Waterstoftransport

Waterstofproductie resulteert in de laagste emissies op plekken waar veel zon of wind is, bijvoorbeeld in Brazilië of Afrika. Het nadeel is dat die waterstof daarna naar Europa vervoerd moet worden: dat is technologisch een uitdaging én kan zorgen voor veel extra uitstoot.

"Transport van groene waterstof over grote afstanden draagt zo veel bij aan de totale emissie, dat een groot deel van de CO₂-winst van productie op verre, gunstige locaties, teniet wordt gedaan", zegt De Kleijne. Voor korte afstanden blijken transportemissies het laagst bij pijpleidingen, voor lange afstanden bij het verschepen van vloeibare waterstof.

Nul emissies

De belangrijkste boodschap is volgens de wetenschapper dat we niet moeten pretenderen dat technologieën zoals groene waterstof volledig emissievrij zijn. Momenteel houden rekenmethoden die de basis vormen voor regelgeving veelal geen rekening met de uitstoot van wat er gefabriceerd moet worden om waterstof te produceren, zoals zonnepanelen en elektrolysers, noch met waterstoflekkage tijdens vervoer.

Daardoor lijkt het alsof groene waterstof niet veel uitstoot veroorzaakt, maar dat is dus lang niet altijd zo.

"Door te kijken naar de uitstoot van de hele levenscyclus kunnen we een betere afweging maken tussen technologieën, en kunnen we identificeren waar in de keten verbeteringen mogelijk zijn. Bovendien kunnen we ons afvragen: wat is belangrijk om in Nederland en Europa produceren? En in welke gevallen is het misschien beter om een industrie te verplaatsen naar ergens anders op de wereld?"

Het onderzoek van Kiane De Kleijne werd gepubliceerd in het magazine Nature Energy.

Bron: TU/e