Algemeen

“Waterstof wordt gezien als een veelbelovende optie voor de verduurzaming van de gebouwde omgeving, omdat het kan worden gebruikt als brandstof voor verwarmingssystemen en als energieopslagmedium om pieken in de energievraag op te vangen. Waterstof kan bijvoorbeeld worden gebruikt als brandstof voor cv-ketels, die warm water produceren voor de verwarming van gebouwen.

Waterstof verbranden om warmte te produceren
Waterstof-cv-ketels werken op dezelfde manier als aardgas-cv-ketels, maar in plaats van aardgas wordt waterstof verbrand om warmte te produceren. Daarnaast kan waterstof worden gebruikt als energieopslagmedium, bijvoorbeeld in combinatie met zonnepanelen of windturbines. Het overschot aan elektriciteit dat wordt opgewekt door deze systemen kan worden gebruikt om waterstof te produceren via elektrolyse, waarbij water wordt gesplitst in zuurstof en waterstof. De geproduceerde waterstof kan vervolgens worden opgeslagen en later worden gebruikt om elektriciteit op te wekken via een brandstofcel of om warmte te produceren in een cv-ketel.

Pilots en projecten
Er zijn al enkele pilots en projecten gaande met waterstof in de gebouwde omgeving, zoals waterstof-cv-ketels en warmtepompen in woningen en kantoorgebouwen. Er wordt ook onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van grootschalige waterstofsystemen voor de verwarming van wijken en steden. Zo heeft de gemeente Rotterdam bijvoorbeeld plannen om een woonwijk te ontwikkelen die volledig op waterstof draait.

Ook zijn er enkele pilots gaande met waterstof-cv-ketels en warmtepompen in woningen. Het gebruik van waterstof in de gebouwde omgeving is echter nog niet wijdverspreid, omdat de kosten nog relatief hoog zijn en er nog enige ontwikkeling en standaardisatie nodig is om de technologie op grote schaal te kunnen toepassen.”

Meer informatie over woningen en waterstof:

Essent – Woningen verwarmen met waterstof
Waterstof Magazine – Eerste waterstofwoning van Nederland geopend
Ecobouwers – Waarom waterstof niet geschikt is om je huis te verwarmen

Meer informatie over CV-ketels op waterstof:

Kemkens – CV-ketel op waterstof?
Nefit en Bosch – ‘H2 Ready’ ketel maakt efficiënte overgang naar waterstof mogelijk
Alles over waterstof – In Lochem brandt in 12 woningen de waterstof CV ketel

Waterstof kan worden gebruikt als een schone brandstof voor voertuigen, waardoor het een veelbelovende toepassing in mobiliteit is. Waterstof kan worden gebruikt in brandstofcelvoertuigen, waarbij elektriciteit wordt opgewekt door waterstof en zuurstof te combineren in een brandstofcel, waarbij alleen water als bijproduct vrijkomt.

Voordelen
Brandstofcelvoertuigen op waterstof hebben verschillende voordelen ten opzichte van voertuigen op fossiele brandstoffen en batterij-elektrische voertuigen. Ten eerste is de actieradius van brandstofcelvoertuigen op waterstof vergelijkbaar met die van conventionele voertuigen op fossiele brandstoffen en veel groter dan die van batterij-elektrische voertuigen. Ten tweede duurt het tanken van waterstof slechts enkele minuten, terwijl het opladen van batterijen van elektrische voertuigen aanzienlijk langer kan duren. Bovendien kan waterstof worden geproduceerd uit hernieuwbare energiebronnen, zoals zonne- en windenergie, wat betekent dat de brandstof in principe CO2-neutraal kan zijn als deze op deze manier wordt geproduceerd.

Er zijn echter nog steeds uitdagingen die moeten worden overwonnen bij het gebruik van waterstof in mobiliteit, zoals de ontwikkeling van een infrastructuur voor de productie, opslag en distributie van waterstof en het verminderen van de kosten van brandstofcelvoertuigen.

Meer informatie over auto’s op waterstof:

Autoweek – Deze auto’s rijden op waterstof
Oponeo – Alles over Waterstof: Hoe werkt een waterstof auto?
Tweakerz – Rijden in een waterstofauto: bereik, tanken en kosten in de praktijk (VIDEO)
ANWB – Waterstofauto: hoe werkt het?
Shell en Forze – De waterstof raceauto

Meer informatie over vrachtwagens op waterstof:

Volvo Trucks – Wat is waterstof en hoe werken vrachtwagens op waterstof?
NPROXX – Vrachtwagens en trucks op waterstof
Change Inc – Deze 11 elektrische (en waterstof) vrachtwagens maken hun opwachting

Meer informatie over vliegtuigen op waterstof:

TU Delft – Vliegen we in de toekomst op waterstof?
Schiphol – Hoe kan een vliegtuig vliegen op waterstof?
Luchtvaartnieuws – ZeroAvia test met nieuwe waterstofmotor

“De opwekking, omzetting en opslag van waterstof zijn belangrijke aspecten van de ontwikkeling van een waterstofeconomie, waarin waterstof wordt gebruikt als een duurzame energiebron.

Opwekking van waterstof:
Waterstof kan op verschillende manieren worden geproduceerd, waaronder:

• Elektrolyse van water: Elektrolyse is het proces waarbij water wordt gesplitst in waterstof en zuurstof door middel van elektriciteit. Dit proces kan worden uitgevoerd met hernieuwbare energiebronnen, zoals zonne- of windenergie, om groene waterstof te produceren.
• Reforming van aardgas: Reforming is het proces waarbij aardgas wordt omgezet in waterstofgas en koolstofdioxide (CO2) als bijproduct. Dit proces kan echter resulteren in de uitstoot van broeikasgassen als het niet wordt gecontroleerd en geoptimaliseerd.
• Biomassavergassing: Biomassavergassing is het proces waarbij biomassa wordt omgezet in waterstofgas en andere brandstoffen.

Omzetting van waterstof:
Waterstof kan op verschillende manieren worden gebruikt, waaronder:

• Waterstof brandstofcellen: Waterstofbrandstofcellen zetten waterstof en zuurstof om in elektriciteit, water en warmte, zonder verbranding en zonder uitstoot van schadelijke stoffen. Ze kunnen worden gebruikt in voertuigen en voor de energieopwekking in gebouwen.
• Waterstofverbranding: Waterstofverbranding kan worden gebruikt als alternatief voor fossiele brandstoffen zoals benzine, diesel of aardgas, om elektriciteit en warmte te genereren. Het kan echter resulteren in de uitstoot van stikstofoxiden (NOx) en andere verontreinigende stoffen.
• Waterstof als grondstof: Waterstof kan ook worden gebruikt als grondstof in de productie van chemicaliën zoals ammoniak en methanol, en als brandstof voor raketten.

Opslag van waterstof:
Waterstof kan op verschillende manieren worden opgeslagen, waaronder:

•  Compressie: Waterstofgas kan worden opgeslagen onder hoge druk in cilinders of tanks.
• Vloeistof: Waterstof kan worden afgekoeld tot een vloeistof en worden opgeslagen in geïsoleerde tanks.
• Materiaalopslag: Waterstof kan worden opgeslagen in materialen zoals metaalhydriden en koolstof nanobuizen.
• Ondergrondse opslag: Waterstof kan worden opgeslagen in ondergrondse zoutgrotten en uitgeputte gasreservoirs.

Elke opslagmethode heeft zijn eigen voor- en nadelen, en er wordt nog steeds onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van nieuwe en betere opslagmethoden.”

Meer informatie over elektrolyse:

Elektrolysers – Kansen voor de Nederlandse Maakindustrie
Demaco – Alles over de electrolyser voor waterstof
Op weg met waterstof – Battolyser levert stroom en waterstof
Sbh4 Consulting – Electrolysers: AEC, AEM, PEM and SOE for hydrogen (and syngas) production
Office of Energy Efficiency & Renewable Energy – Hydrogen Production: Electrolysis

Meer informatie over waterstof opslag- en transportmogelijkheden:

Waterstofnet – Hoe verloopt opslag en distributie?
TNO – Grootschalige opslag en transport van waterstof
Duurzaam MBO – Hoe kan je waterstof opslaan?
Staalkaart Groene Waterstof – Opslag/Transport

Waterstof kan worden gebruikt als grondstof in de industrie, met name bij de productie van ammoniak (NH3). Ammoniak is een belangrijke chemische stof die in grote hoeveelheden wordt geproduceerd voor gebruik als kunstmest, maar ook als grondstof voor de productie van verschillende chemicaliën.

Productie
De traditionele productie van ammoniak gebeurt door middel van het Haber-Bosch-proces, dat stikstof (N2) en waterstofgas (H2) combineert bij hoge temperaturen en druk. Het waterstofgas dat wordt gebruikt in dit proces is meestal afkomstig van fossiele brandstoffen, waardoor het proces niet duurzaam is. Er is echter een toenemende belangstelling voor de productie van ammoniak met behulp van duurzame waterstof als grondstof.

Dit proces staat bekend als “groene ammoniak” of “duurzame ammoniak”. Het idee is om waterstof te produceren met behulp van hernieuwbare energiebronnen zoals wind- of zonne-energie, en dit waterstof te gebruiken als grondstof voor de productie van ammoniak. Dit proces heeft verschillende voordelen, waaronder de vermindering van broeikasgasemissies door het gebruik van duurzame waterstof, en de mogelijkheid om de vraag naar fossiele brandstoffen in de ammoniakproductie te verminderen.

Het proces heeft echter ook uitdagingen, zoals hogere kosten voor de productie van waterstof uit hernieuwbare bronnen en de noodzaak van aanpassingen aan de bestaande infrastructuur in de ammoniakproductie.

Meer informatie over waterstof in de industrie:

Gasunie – Waterstof en de industrie
Air liquide – Waterstof als schone energiedrager voor industrie en transport
Pepperl+Fuchs – Waterstof in Industriële Toepassingen
Brightlands – Het stimuleren van innovatie door middel van groene waterstof processen