Alle opties bestuderen is dé sleutel tot een toegankelijke en betaalbare energietransitie. En dus verdiept Sibelga zich ook in waterstof. Heeft die een plaats in de energiemix van de toekomst?
Het nieuwe ‘groene goud’, dat zou het worden. Maar voorlopig lost waterstof alle verwachtingen nog niet in. De lage beschikbare volumes zijn een tegenvaller en de productiekost blijft hoog. Op dit moment zijn dat de voornaamste factoren die een rem zetten op de ontwikkeling ervan.
Stappen we dan ook niet beter af van die veelbelovende waterstofmoleculen? De recentste studies waaraan Sibelga heeft meegewerkt, tonen toch aan dat er nog steeds een plaats voor is in onze energietoekomst.
Waarom waterstof?
Om waterstof is veel te doen. Het is dan ook het ultieme koolstofvrije gas: bij de verbranding ervan komt er enkel water vrij en dus geen vervuilende stoffen.
Maar om echt koolstofneutraal te zijn, moet de waterstof wel op basis van hernieuwbare energie geproduceerd worden. Is dat zo, dan spreken we van groene waterstof. Is de elektriciteit die voor de productie gebruikt werd niet van hernieuwbare bronnen afkomstig, dan is de waterstof evenmin hernieuwbaar. Er komt dus indirect CO2 vrij bij de aanmaak.
Het aanmaakproces van grijze waterstof genereert CO2-uitstoot. Voor dat van groene waterstof daarentegen, wordt gebruikgemaakt van hernieuwbare energie.
Een ambitieuze strategie
Voor de Europese Unie is de ontwikkeling van waterstof een prioriteit. Haar ambitie bestaat erin 10 miljoen ton groene waterstof te produceren en er 10 miljoen in te voeren tegen 2030.
In haar strategie rond waterstof die ze vanaf 2021 publiceerde, gaf België dan weer aan de Europese draaischijf voor waterstof te willen worden. In dat verband streeft België ernaar een transportnet van zo’n 150 km uit te bouwen tegen 2026 en 20 TWh hernieuwbare moleculen in te voeren tegen 2030.
Groene waterstof wordt geproduceerd met een elektrolyser. Die splitst water in waterstof en zuurstof met elektriciteit uit hernieuwbare bronnen.
Eén molecule, tal van facetten
Waterstof is nu al niet meer weg te denken uit onze economie. Het wordt bijvoorbeeld volop ingezet in de zware industrie voor de volgende toepassingen:
- De fabricage van staal uit ijzererts in staalfabrieken.
- De bereiding van ammoniak, waarmee stikstofhoudende meststoffen vervaardigd kunnen worden voor de landbouw.
- De fabricage van synthetische brandstoffen (e-fuel).
Maar ook de energietransitie zou gebaat kunnen zijn bij duurzaam geproduceerde waterstof. Mogelijkheden zijn er alvast genoeg:
- Opslag van energie uit hernieuwbare bronnen.
- Koolstofvrije motorbrandstof voor het transport.
- Schone brandstof voor verwarming.
Sibelga bestudeert het potentieel van waterstof
Wat het potentieel van waterstof betreft, zijn er nog wel wat technische en operationele vragen. Sibelga werkt mee aan verschillende projecten die daar een antwoord op willen bieden.
In 2020 werd er een ambitieus project opgestart om de praktische haalbaarheid van de implementatie van waterstof in Brussel te bestuderen. Het project kreeg de naam ‘Hydrogen to Grid National Living Lab’ (H2GridLab) mee.
MØDÜLL was het eerste gebouw van het living lab. Het was een proefterrein om residentiële toepassingen op basis van alternatieve gassen uit te testen. Inmiddels wordt het niet meer gebruikt.
Verder voerden SWECO en Deloitte voor Sibelga ook nog een studie naar de rol die waterstof zou kunnen opnemen in Brussel. Die studie dateert van 2022.
Sibelga verkreeg in 2023 ook een financiering van het Energietransitiefonds (ETF). Die was bedoeld ter ondersteuning van haar vernieuwende initiatieven rond waterstof in de Belgische hoofdstad.
Wij maken ook deel uit van de European Clean Hydrogen Alliance. Die alliantie wil de grootschalige uitrol van technologieën voor schone waterstof tegen 2030 ondersteunen.
En dan is er ook de Task Force Energie waar Sibelga samen met Brugel en Leefmilieu Brussel aan meewerkt. Die taskforce stippelt de toekomst van de warmtevoorziening tegen 2050 uit en bepaalt met name welke plaats daarin weggelegd zou zijn voor waterstof.
Welke toekomst heeft waterstof in Brussel?
Verwarming van gebouwen
Tot 10% waterstof kan in het aardgas geïntegreerd worden door gebruik te maken van de bestaande infrastructuren, mits bepaalde aanpassingen. Dat bleek alvast uit de eerste tests. Waterstof heeft echter een lage energiedichtheid. Dat betekent dat de bijdrage ervan in de decarbonisatie beperkt zou blijven. Uiteindelijk zou het maar om 3,2 % van de totale energie gaan.
Een 100% waterstofnet zou de uitstoot van broeikasgassen dan weer forser doen dalen, maar het vereist wel aanzienlijke investeringen.
- Investeringen op netniveau: vervanging van de meeste gasleidingen en van alle andere netcomponenten (afsluiters, meters ...).
- Investeringen op gebruikersniveau: vervanging van alle verwarmingstoestellen door compatibele toestellen.
Welke optie het ook wordt, sowieso lijkt het ondenkbaar om waterstof in te zetten voor de verwarming van gebouwen vóór 2040 ten vroegste. De lage beschikbaarheid is vandaag de voornaamste struikelblok voor de verwarming op waterstof. Dat is grotendeels te wijten aan het beperkte rendement van de productie- en omzettingsprocessen.
We zouden in Brussel onvoldoende en niet tijdig genoeg op waterstof kunnen rekenen om een aannemelijk alternatief te vormen om de klimaatdoelstellingen van 2050 te bereiken. Het is waarschijnlijk dat de eventueel beschikbare hoeveelheden bij voorrang aan andere sectoren zullen worden toegewezen.
50% koolstofarme waterstof tegen 2030
Uit het laatste rapport van IEA (Internationaal Energieagentschap) blijkt dat de wereldwijde waterstofproductie in 2023 uitkwam op 97 miljoen ton (Mtpa). Minder dan 1% was emissiearm (voornamelijk blauwe waterstof). Uitgaande van de lopende projecten zou dat aandeel tegen 2030 evenwel nog kunnen toenemen tot meer dan 50%.
Zware industrie en transport
Waar procedés en toepassingen niet direct geëlektrificeerd kunnen worden, kan waterstof wellicht een rol gaan spelen.
Op middellange termijn zou groene waterstof één van de pijlers kunnen worden van de decarbonisatie van de zware industrie en het weg-, spoor-, lucht- en maritieme transport.
In een eerste fase zou gefocust worden op de industrieën die meer dan 35% van de totale CO2-uitstoot in België voor hun rekening nemen. Twee types industrieën komen in aanmerking:
- Industrieën die hoge temperaturen nodig hebben voor hun processen.
- Industrieën die nu nog methaan gebruiken als grondstof, want dat is makkelijk vervangbaar.
En wat dan met industrieën waar de CO2-uitstoot moeilijk terug te dringen is, zoals de kalk- en staalfabrieken? Die zouden niet alleen waterstof als grondstof moeten gebruiken, maar ook koolstof moeten afvangen (Carbon Capture Utilisation and Storage, CCUS). 70% van hun CO2-uitstoot is immers inherent aan hun processen.
Zware industrie en transport, misschien wel de eerste verbruikers van groene waterstof.
Beperkte impact voor Brussel
Hoewel er voor waterstof een rol is weggelegd in de industrie, blijft de potentiële impact in Brussel beperkt. Slechts iets meer dan 3% van het totale gasverbruik van het Gewest, was in 2023 toe te schrijven aan de industrie. Bekijken we dat cijfer enkel voor de moeilijkst te elektrificeren industrieën, bedraagt dit aandeel minder dan 0,5 %.
Opslag van hernieuwbare energie
Ook voor de opslag van hernieuwbare energie zou waterstof nuttig kunnen zijn. De batterijen worden steeds performanter, maar worden beter ingezet voor opslag op korte termijn.
Drie vierde van de zonne-energie is te herleiden tot de periode van mei tot september en één vierde tot de rest van het jaar, wanneer onze energiebehoeften het hoogst zijn. Maar zo lang kan een batterij de energie niet opslaan op een efficiënte manier.
Een kwestie van efficiëntie
Waterstof is minder energie-efficiënt dan batterijen. Elektriciteit die geproduceerd wordt uit waterstof, noemen we ‘secundaire’ energie. Die ontstaat namelijk door ‘primaire’ energie, de waterstof zelf, om te zetten. Tussen primaire en secundaire energie komt het efficiëntiepercentage van waterstof op 30 à 35%. Voor batterijen daarentegen, is dat 85 à 90%.
Een ecosysteem in ontwikkeling
LIs het beschikbaar en betaalbaar, dan zou waterstof in de energiemix van de toekomst opgenomen kunnen worden. De productiekost is momenteel één van de factoren die de grootschalige ontwikkeling van groene waterstof in de weg staat.
Zolang er onzekerheid heerst over de elektriciteitsprijzen op middellange termijn, is het moeilijk om grote waterstofprojecten concreet vorm te geven. Het is daarom cruciaal dat er een publiek beleid komt dat koolstofarme waterstofproductie stimuleert.
Naarmate technologieën en infrastructuren voor waterstofproductie verder uitgebouwd worden, ontstaan er schaalvoordelen die de eenheidskost van waterstof doen afnemen. Een goed uitgebouwde opslag- en distributie-infrastructuur haalt ook de logistieke kosten naar beneden en maakt de bevoorradingsketen efficiënter in het algemeen.
We maken er actief werk van om waterstof op te nemen in de energiemix. Dat doen we in samenwerking met Fluxys en de andere Belgische distributienetbeheerders. Een aantal industriële projecten hebben intussen vertraging opgelopen, terwijl andere concreet vorm krijgen. Zo bouwt Fluxys momenteel een eerste transportnet voor waterstof uit tussen Zeebrugge en Brussel. Het eerste stuk daarvan werd in 2024 in gebruik genomen.