Klein waterstofmolecuul brengt uitdagingen mee
Niet bruikbaar in huidige aardgasinfrastructuur
De huidige infrastructuur voor aardgastransport en -opslag is niet zonder meer bruikbaar voor waterstof. Door zijn relatief kleine omvang beweegt het kleine waterstofmolecuul gemakkelijk in en door materialen. Er bestaat dus een aanzienlijk risico op lekkage. Bovendien veroorzaakt waterstof brosheid van het leidingmateriaal.
Ondergrondse opslag van groene energie
Groene waterstof gebruiken voor (variabele) wind- en zonne-energieopslag is pas praktisch als het voldoende lang kan worden opgeslagen.
In het geval van aardgas worden overschotten in de zomer bewaard voor de winter. In vele gevallen gebeurt dit in aardgasvelden of zoutcavernes onder de grond. ‘Bijvoorbeeld in Zuidwending, Zuid-Oost Groningen,’ vertelt geoloog Johannes Miocic.
Miocic onderzoekt of iets gelijkaardigs mogelijk is voor waterstof. ‘Alvast niet in de Groningse bodem. Dat ligt politiek te gevoelig, gezien de aardbevingen ten gevolge van de gaswinning.’
Onder de zeebodem
Wel levert de Groningse bodem Miocic zijn onderzoeksmaterialen, omdat het hier door de gaswinning nu eenmaal makkelijk toegankelijk is. Onder heel Nederland – ook onder de zee – is de samenstelling van de bodem vergelijkbaar, wat het denkbaar maakt dat waterstof uiteindelijk offshore opgeslagen zou kunnen worden in een leeg gasveld.
Miocic richt zich op twee belangrijke vragen: hoe zullen gesteentes in de bodem zich houden onder verschillende omstandigheden, en hoeveel lekkage er verwacht kan worden.
Daarvoor neemt hij natuurlijke monsters – stukjes Groningse bodem – en onderwerpt ze aan tests in het lab: hij meet de samenstelling en de sterkte van het gesteente en bekijkt hoe dat verandert in de aanwezigheid van waterstof. Door deze informatie in computermodellen in te voeren, kan hij vervolgens voorspellingen doen over eventuele bodemdaling.
Hoe staal verbrost
De onderzoeksmaterialen van materiaalwetenschappers Bart Kooi en Francesco Maresca komen niet uit de grond, maar worden geleverd door Gasunie. Ze onderzoeken hoe de stalen aardgasleidingen reageren als er waterstof doorheen gaat. Ook hier kunnen er lekkages optreden. Maar het onderzoek richt zich primair op verbrossing, het fenomeen waarbij metaal makkelijker breekt in de aanwezigheid van waterstof.
Vooral als de waterstof niet altijd met dezelfde druk door de stalen leidingen gaat, belast dit het materiaal. Een klein scheurtje kan dan al funest zijn. Over de oorzaak van waterstofbrosheid bestaan er diverse theorieën. Maresca en Kooi gaan die verschillende theorieën onder de loep nemen.
