Waterstof draagt niet bij aan de CO2-doelen van 2030

Auteur: Jan Willem van de Groep

Laat ik aan het begin van deze blog even helder zijn: ik heb niets tegen waterstof. Het is een energiedrager die we in de toekomst, als er plenty duurzame energie beschikbaar is, nog volop gaan zien. Ik heb wél wat tegen een waterstoflobby die net doet of het er morgen al is en de suggestie wekt dat het dè oplossing is voor de energietransitie. 

Dat is niet zo, zeker niet voor de gebouwde omgeving. Ik heb ook niks tegen experimenten en zeker niet tegen het opzetten van een transitieagenda voor waterstof. Het verduurzamen van industriële waterstoftoepassingen zoals de provincie Groningen dat wil, ook prima. Waarom ik deze column schrijf heeft alles te maken met het opportunisme waarmee de gas- en waterstoflobby haar boodschap verkondigt. Een boodschap die bij veel mensen de indruk wekt dat er niks meer gedaan hoeft te worden aan energiebesparing of de toepassing van zeer efficiënte installatietechnieken.

De gaslobby weet dat ook maar heeft er alle belang bij dat we worden gevoed met een waterstofdroom. Het versterkt namelijk het idee dat de kreet ‘van gas los’ erg onverstandig is. Het creëert tussen de oren van bestuurders de ruimte om te kiezen voor oplossingen waarmee we langer van fossiel gas afhankelijk blijven. Een ander probleem is dat waterstofproductie energie kost. Energie die op een duurzame manier wordt opgewekt en die ook zonder omzettingsverliezen kan worden ingezet. Het is dus een directe concurrent van veel effectievere transitiesporen.

Het verhaal van prof. Ad van Wijk

Afgelopen weken mocht ik een keer of drie op een podium staan waarbij, voorafgaand aan mijn bijdrage, prof. Ad van Wijk het podium betrad met een glorieus verhaal over waterstof. Een verhaal waarbij alle positieve ontwikkelingen die ogenschijnlijk bijdragen aan de snelle uitrol van waterstof, niet werd voorzien van kanttekeningen die dat verhaal stevig nuanceert. Verbazingwekkend want Van Wijk profileert op dat soort bijeenkomsten zich als wetenschapper (onafhankelijk kijken vanuit verschillende perspectieven) maar lijkt bijna een spreekbuis van de gaslobby. 

Even tussendoor. Die gaslobby voert inmiddels openlijk campagne voor waterstof. De radiospotjes van MissieEnergie.nl, opgezet door de belangenbehartiger van de gasindustrie, kunnen u niet ontgaan zijn. Reclame voor een product waarvan diezelfde industrie zegt dat het pas na 2030 in duurzame vorm beschikbaar is.
Maar goed. Terug naar Van Wijk. Die presentatie van hem heb ik nu dus drie keer mogen zien. In deze bijdrage zal ik zijn presentatie voorzien van de ontbrekende nuances. Uiteraard zou het prettig zijn als Van Wijk daarop kan reageren zodat we gezamenlijk een gezond perspectief kunnen schetsen voor toepassing van waterstof in de gebouwde omgeving.

Waterstof uit het Midden Oosten is niet goedkoop

Van Wijk begint zijn presentatie altijd met te vertellen hoe duurzame opwekking van elektriciteit zich ontwikkelt in Nederland en wereldwijd. Hij laat vooral zien hoe snel dat gaat en hoe goedkoop elektriciteit wordt in het Midden Oosten en Afrika. Daarmee wekt hij de suggestie dat waterstof nu al voor een appel en een ei de gasleidingen uit kan stromen. Geen enkele keer wordt vermeld voor welke prijs waterstof gekocht kan worden door consumenten. Na de elektriciteitsopwekking zal waterstof gemaakt moeten worden waarvoor grote hoeveelheden schoon en zoet water beschikbaar moet zijn. Een essentieel element waar men niet overdadig over beschikt in die contreien. Daarna moet het gas vloeibaar gemaakt worden bij -250 °C (wat veel energie kost) en per schip verplaatst worden naar Europa. Daar moet het de pijpleidingen in gepropt worden. Een kostbare operatie waarbij verwacht mag worden dat de productieprijs van deze waterstofroute een factor vijf hoger is dan onze huidige gasprijzen. 

De prijs van Waterstof

Een recente studie van Shell voorspelt dat de productiekosten van waterstof m.b.v. een elektrolyser zo’n 4 tot 5 euro per kg gaat kosten. Omgerekend 15 cent per kWh. De huidige consumentenprijs van aardgas (inclusief belastingen) bedraagt 7 cent per kWh. Met belastingen (dus op consumentenniveau) heb je het dan maar zo over een prijsstijging van een factor vier. Die prijzen maakt de alternatieven (isolatie, warmtepompen en warmtenetten) natuurlijk veel aantrekkelijker. Alternatieven die ook veel zinvoller zijn om op in te zetten vanuit CO2 perspectief. Een warmtepomp kan van 100 kWh op zee opgewekte elektriciteit zo’n 300 kWh warmte maken. Met diezelfde elektriciteit kan er amper 60 kWh warmte uit waterstof geproduceerd worden. Zouden we er voor kiezen om het hele gasnet te voorzien van duurzame waterstof dan hebben we 9 keer de hoeveelheid wind nodig die tot 2025 is gepland op zee. Zouden we kiezen voor 50% energiereductie en de inzet van warmtepompen dan hebben we slechts één keer de hoeveelheid wind nodig die tot 2025 is gepland op zee.

Gaspijpen zijn goedkoop maar windmolens zijn duur

We kunnen het ook van dichterbij halen want volgens Van Wijk ligt er een heel gasnetwerk in de Noordzee waarmee door windmolen geproduceerde waterstof vervoerd kan worden naar land. Veel goedkoper dan het aanleggen van stroomkabels naar al die windmolenparken. Ook hier vergeet Van Wijk weer dat er enorme hoeveelheden schoon en zoet water nodig is om dat waterstof te produceren. Niet beschikbaar op zee. Waterstof maken van zeewater zou kunnen, maar dan moet er weer een hele infrastructuur gebouwd worden om chloorgas af te voeren wat automatisch wordt geproduceerd bij het gebruik van zout water. Dat gasnetwerken vele malen goedkoper gas kunnen transporteren dan stroomkabels is honderd procent waar. Wat Van Wijk echter vergeet te melden is dat er ook 2,5 keer zoveel windmolens nodig zijn om dezelfde hoeveelheid energie aan land te brengen als een stroomkabel. Enorme meerkosten die niet meegenomen worden in het plaatje van Van Wijk. Stroomkabels zijn vele malen goedkoper dan het bouwen van die hoeveelheid windmolens.

Dunkelflaute

In zijn presentatie laat Prof. van Wijk ook een plaatje zien van de gasvraag in relatie tot de hoeveelheid zon die in de zomer wordt opgewekt. De suggestie die wordt gewekt is dat er alleen duurzame energie is in de zomer en er een opslagmedium nodig is om de zomer-opwek om te zetten naar de winter. Waarom Prof. van Wijk bewust de windproductie uit dat plaatje weglaat is mij een raadsel. De praktijk is dat het in de winter waait en dat we vooralsnog veel meer duurzame opwek hebben in de winter dan in de zomer. De kunst is om die hoeveelheid elektriciteit zo lang mogelijk rechtstreeks in te zetten. Dat kan door de toepassing van efficiënte verwarmingsapparaten zoals warmtepompen, in combinatie met isolatie, smart-grids en korte termijn opslag. Dat laatste kan in toenemende mate ook door elektrische auto’s op slimme momenten te laden. Dat we iedere winter een ‘dunkelflaute’ hebben van een week of drie zal niemand ontkennen. Op die momenten zullen we (net als op dit moment) nog gebruik moeten maken van conventioneel gas of van een bepaalde hoeveelheid waterstof die in de zomer is geproduceerd.

Japan

Japan is het favoriete voorbeeld van Van Wijk. Daar worden apparaten verkocht die op woningniveau van aardgas waterstof maken waarmee vervolgens weer warmte en elektriciteit gemaakt kan worden. Wat hier vergeten wordt is de reden waarom Japan zo’n dure en inefficiënte aanpak propageert. De bedoeling is om veel onafhankelijker te worden van de vele kerncentrales in dat land die zwaar ter discussie staan na de ramp in Fukushima. Decentraal elektriciteit opwekken met behulp van een brandstofcel maakt die onafhankelijkheid kleiner. Dat onze zeer goedkope Nederlandse gasketels vele malen efficiënter warmte kunnen produceren dan deze extreem dure apparaten wordt maar even vergeten (aanschaf € 20.000 euro excl. installatie). De apparaten produceren ook alleen voldoende elektriciteit als er ook een hoge warmtevraag is. Ze zijn dus het meest effectief bij een zo hoog mogelijke warmtevraag. Ongeïsoleerde huizen dus die met extreem dure technieken warm gehouden moeten worden.

Er is meer dan de efficiëntie van de Elektrolyser

In de sheets van Van Wijk komen we ook het rendement van de electrolyser tegen uiteraard. Die zit nu rond de 70% en zal door allerhande innovaties stijgen naar rond de 80% aldus Van Wijk. Ik vermoed dat het zou kunnen. Met name de toevoeging van nog niet ontdekt katalysatoren kunnen daartoe leiden. Echter, zoals bij alle systemen draait het niet om louter één onderdeel van de keten. De efficiëntie en dus de effectiviteit van het systeem wordt bepaald door energieverliezen in de hele keten. Wat gemakshalve maar even vergeten wordt te noemen zijn: transportverliezen, compressieverliezen, opslagverliezen, energiegebruik watertransport of chloorgasafvoersysteem, omzettingsverliezen bij toepassing brandstofcel, verlies bij maken van groen gas en de verliezen van slechter geïsoleerde woningen.

Rechtstreekse inzet van Elektriciteit

De belangrijkste reden waarom Van Wijk zijn verhaal op deze manier vertelt, gaat over aandacht. Er is te weinig aandacht en er wordt teveel geëxperimenteerd terwijl we al lang kunnen opschalen. Zou kunnen. Er zijn echter meer dingen die om aandacht vragen. De inzet van slimme netten bijvoorbeeld. De opgave moet namelijk zijn om in beginsel iedere duurzaam opgewekte elektron zo effectief mogelijk in te zetten zonder tussenkomst van energiedragers. Smart Grid simulaties laten zien dat elektriciteitsnetten met slimme sturing een factor 5 minder zwaar gedimensioneerd hoeven te worden door netwerkenbedrijven en dat pieken in zowel decentrale opwek als decentrale vraag veel beter verdeeld kunnen worden. Het duurzame elektriciteitsaanbod verdelen over 24 uur blijkt goed mogelijk. Problemen zijn van institutionele aard met de nadruk op onze conventionele energiewetgeving. Alternatieven waarmee die institutionele barrières niet geslecht hoeven te worden horen daar ook bij.

Conclusie: waterstof is op dit moment een transitieremmer

De roep om waterstof is, zoals blijkt uit dit betoog, een transitieremmer. Het remt de vernieuwing in de broodnodige verandering van energiewetgeving, het remt besluiten om te kiezen voor gasalternatieven en het remt besluiten om fors in te zetten op isolatie en efficiënte verwarmingssystemen. Mocht ik in dit betoog fouten gemaakt hebben dan corrigeer ik die graag. Ik nodig Van wijk graag uit een inhoudelijke reactie te geven op deze bijdrage.