Waterstof, de oplossing voor alles?

808 State

Well-known member
Sinds een tijdje ben ik me beginnen verdiepen in waterstof en alle mogelijkheden die het te bieden heeft. Waterstof kan op veel zaken een antwoord bieden, om te beginnen aan het grote klimaatvraagstuk en de transitie naar co2 neutrale energieopwekking. Waterstof kan op verschillende manieren gemaakt worden, maar de elektrolyse manier is de uiteraard de meest wenselijke aangezien hierbij geen CO2 of andere schadelijke stoffen vrij komen. De enige voorwaarde hierbij is dat de elektrische stroom afkomstig is uit hernieuwbare bronnen.

Aangezien er eigenlijk meer energie nodig is om waterstof te maken, dan dat er energie uit die aangemaakte waterstof kan gehaald worden, is het enkel economisch interessant om waterstof aan te maken op de momenten dat je met een overcapaciteit zit aan groene energie. Ik denk dan bijvoorbeeld aan een reeks van zeer lange zonnige dagen, of periodes met veel wind in combinatie met een geringe stroomafname. De overtollige energie kan dan gebruikt worden om waterstof te maken die opgeslagen kan worden. Aangezien wij hier in België zelden (en al zeker niet structureel) met een overcapaciteit zitten is het mijn inziens niet rendabel om hier op grote schaal waterstof centraal te gaan maken in fabrieken. Ik las wel dat België akkoorden heeft met landen waar veel meer uren zon zijn om ginder waterstof op te wekken, de vraag is dan hoe die waterstof op een duurzame manier in België raakt.

Stel dat we in België over grote capaciteiten aan waterstof beschikken, hoe kunnen we dit dan het meest efficiënt gaan benutten? Gaan we energie centraal opwekken door middel van grote brandstofcellen en die via de bestaande elektriciteitsnetten tot bij de gebruiker brengen? Of gaan we die waterstof tot bij de gebruikers brengen en meer lokaal gaan opwekken? Om waterstof tot bij de gebruikers te brengen kan er gebruik gemaakt worden van het bestaande netwerk aan gasleidingen, maar dit is wel een alles of niets verhaal. Waterstof kan een oplossing zijn voor het wegvallen van de terugdraaiende teller waarbij overtollige stroom van onze zonnepanelen wordt omgezet in waterstof, maar hoe gaat dit technisch in zijn werk? Zouden we er kunnen in slagen om zelf lokaal waterstof op te wekken en onze eigen brandstofcel te hebben die ons in combinatie met een homebattery zelfvoorzienend kan maken? Wanneer we waterstof tot bij ons thuis krijgen, kunnen we ook onze waterstofwagen thuis voltanken.

Wat met verwarming, gaan we waterstof verbranden analoog aan aardgasketels? Of gaan we de waterstof uitsluitend gebruiken om stroom op te wekken, en dus volledig inzetten op warmtepompen?

De technologie staat momenteel nog waar elektrische voertuigen tien jaar geleden stonden, maar ik denk wel dat dit de ultieme oplossing kan zijn en dat de EV's op batterijen slechts een tussenoplossing zijn. Het blijven delven van die grondstoffen daarvoor kan ook niet blijven duren.

Hoe zien jullie de toekomst voor waterstof?
 
somber. :p
Zoals je zegt kan het in bepaalde toepassingen wanneer de windmolens en zonne-energie in surplus draaien.
Echter de efficientie is niet zooo denderend. Elektrolyse is 40-60% efficient. Bij compressie verlies je nog eens x percent.
Om het in wagentoepassingen te gebruiken heb je feitelijk 3x zoveel energie nodig dan een gewone EV.
Distributie op bestaand gasnet weet ik niet echt. Je hebt wel wat specifieke installaties die denk ik omgevormd moeten worden.
Hogedruk gasnet (>15bar) naar middendruk (100mbar tot 15bar) naar lage druk (100 - 0.25mbar). Ik denk niet dat we gewoon kunnen zeggen... we veranderen het medium en het gaat wel werken. Hup iedereen in belgie een waterstof ketel en done!
Door het te compresseren om je gasnet te kunnen gebruiken heb je rendementsverlies. Daarna moet je steeds de drukken gaan reduceren tot je aan de wijkcabine komt. Daar ga je echt verliezen op hebben. + Aardgas heeft een energetische waarde van 31,65. Waterstof 10,8 MJ per m3 bij atmosferische druk. Ik denk niet dat het gasnet dit kan opvangen. Wat wel zou kunnen is dat gas uitgefaseerd wordt en dat op wijkniveau 75% op warmtepomp werkt en de andere 25% op waterstof. Zo kan je de verminderde capaciteit op het net wel opvangen.
Finaal als je met 'waterstoftanks' zou werken thuis op lage druk worden die best wel redelijk groot. Onder druk heb je weer speciale tanks nodig.
Thuis tanken is wss ook utopisch aangezien je 700bar in je wagen moet duwen. (das immens hoog :p)
 
Laatst bewerkt:
In Nederland gaan ze de bestaande gasleidingen gebruiken, en het waterstof zou er onder lagere druk door gaan dan het huidige Slochterengas.
 
In Nederland gaan ze de bestaande gasleidingen gebruiken, en het waterstof zou er onder lagere druk door gaan dan het huidige Slochterengas.
Ja ik ben hier ook even aan het inlezen.
Door de lagere energiedichtheid van waterstof wordt er bij een gelijkblijvende energievraag een drie keer zo groot gasvolume getransporteerd. Het gevolg hiervan is, dat het overgrote deel van de gasmeters, die gebaseerd zijn op volumemeting, op piekmomenten een te kleine capaciteit kan hebben. Om dezelfde (maximale) energiestroom te meten is immers een drie keer groter volume nodig. In hoeverre dit effect in de praktijk de huidige gasmeters ongeschikt maakt is niet onderzocht. Het advies is daarom om bij het vervangen van de gasmeter te streven naar een instrument dat ook geschikt is, of tegen lage kosten geschikt te maken is, voor 100% waterstof. De lagere energiedichtheid heeft bovendien een hogere stromingssnelheid tot gevolg. Daarnaast blijft de transportcapaciteit van de leidingen gelijk aan die van aardgas. De overige effecten zijn onbekend of verwaarloosbaar.
 
Op Tweakers recent ook nog een leuk (plus)artikkel over

Daar lees je ook over wanneer waterstof eigenlijk echt nuttig is, en voor huishoudelijke toepassingen en wagens is dat eigenlijk totaal niet van toepassing. daar bestaat een ladder voor, welke aantoont welke toepassingen nuttig zijn om de overstap voor te maken, maar evident is het allerminst.


Dus waterstof lijkt mij zeker een deel van de energietransitie, maar niet hét middel waar alles op zal gaan werken.

Voor EV's hebben ze sowieso al verloren lijkt me, het laadpalennetwerk boomt te hard om nog te gaan vervangen door hydrocars.
 
Gaan we dan oneindig grondstoffen kunnen blijven delven voor die batterijen?
Als dat een probleem wordt, is het efficiënter en verstandiger om een deel van het wagenpark verder op fossiele brandstof te laten rijden en ondertussen waterstof in te zetten voor industriële processen.
 
Gaan we dan oneindig grondstoffen kunnen blijven delven voor die batterijen?
Wel er wordt nu inderdaad veel gemijnd voor alle nieuwe batterijen, en ik ben zeker geen kenner maar voor zover ik het begrepen heb zijn er steeds minder lithium en kobalt nodig per batterij, en wordt er uiteraard verder onderzoek gedaan naar andere type batterijen dan lithium-ion.
ik dacht dat enkel Congo echt op een berg kobalt zit, dus voor heel veel wereldspelers is het erg ongunstig om daar op in te zetten.

Wat we sowieso de komende jaren gaan zien
- een grote verbetering in het recyclageproces van batterijen. (tot nu was het goedkoper om gewoon te mijnen)
- minder zeldzame stoffen nodig in batterijen
- mogelijke nieuwe technologieën? (lithium-sulfur? Grafiet? vanadium redoxflow?)

Maar dat doet allemaal uiteraard niets af aan de meerwaarde van waterstof, ik zie het enkel niet als een consumentenproduct..
 
Je zou kunnen zeggen dat de werkelijke oplossing voor alles kernfusie is, maar ik denk dat we al 50 jaar dit binnen de 20 jaar zouden moeten kunnen toepassen :unsure:

Anyway, ik denk ook dat waterstof zeker een rol kan spelen, maar zoals hierboven al beter uitgelegd is het enkel een energiedrager, en dus minder efficiënt in principe dan rechtstreeks elektrisch werken. Voor bv. personenvervoer lijkt het toch wel dat rechtstreeks elektrisch rijden de overhand zal halen.

2 (?) jaar terug was er een onderzoeksgroep uit de KUL die een soort kleine unit had ontwikkeld waar fotovoltaïsche panelen de elektrolyse van water aandreven en er zo waterstof werd aangemaakt en opgeslagen. Dat zou dan op een ander moment als brandstof gebruikt kunnen worden. Ik vermoed dat het wat rooskleuriger werd voorgesteld als het was, gezien de (grote) tanks onder druk die nodig zijn voor een deftig reserve, maar weet iemand eigenlijk of daar nog ontwikkelingen zijn gebeurd? Ik dacht zelfs dat men dit in Nederland al in een paar pilootprojecten wou uittesten.
 
Je zou kunnen zeggen dat de werkelijke oplossing voor alles kernfusie is, maar ik denk dat we al 50 jaar dit binnen de 20 jaar zouden moeten kunnen toepassen :unsure:

Anyway, ik denk ook dat waterstof zeker een rol kan spelen, maar zoals hierboven al beter uitgelegd is het enkel een energiedrager, en dus minder efficiënt in principe dan rechtstreeks elektrisch werken. Voor bv. personenvervoer lijkt het toch wel dat rechtstreeks elektrisch rijden de overhand zal halen.
Kernfusie zou inderdaad het ideaal zijn en zou voor een constante, betaalbare en duurzame energiebron zorgen. Maar zolang die er niet is denk ik dat waterstof op termijn wel een rol zal spelen.

Akkoord dat waterstof minder efficiënt is in productie/gebruik dan rechtstreeks elektrisch. Maar dit zal vermoedelijk, net zoals batterijen ook steeds effecienter worden https://www.vrt.be/vrtnws/nl/2019/1...terstof-uit-water-te-halen-bijna-twee-keer-z/
Ook opslag in batterijen is m.i. niet ideaal, je zit met de problematiek van grondstoffen en deze zijn uiteraard ook niet zo effecient als onmiddellijk gebruik van elektriciteit (90-80% afh. van type) e. Mogelijks zit je met waterstof in de toekomst aan een gelijkaardige effecientie?

Met (groene) elektriciteit zie ik echter een groot nadeel, en dat is de beschikbaarheid, flexibiliteit en lange termijnopslag hiervan over de seizoenen heen. En voor het opvangen van deze 3 problemen heeft waterstof wel heel wat potentieel.

Als ze op korte (2025) termijn willen afstappen van nucleair, en op iets langere termijn van fosiel is 90%?? van de weersonafhankelijke energiebevoorrading weg. Dan heb je in België enkel nog de biogas/biomassa (m.i ook niet "groen" ) en onze waterkrachtcentrale van Coo welke je flexibel kan inzetten, naast de zon en windenergie. Maar hiermee gaan we aan de energievraag niet kunnen voldoen op koude, donkere en windstille dagen zonder deze groene stroom. De steen en bruinkoolcentrales in duitsland en polen wat extra laten produceren zodat wij "zonder uitstoot" kunnen rondrijden of verwarmen? Of toch die aardgascentrales als ze ooit een vergunning krijgen?

De beschikbare (groene) energie zou op momenten dat deze beschikbaar is zo goed als mogelijk moeten worden ingezet d.m.v. maximaal verbruik op productiemomenten, batterij van EV's overdag opladen en s'avond als "thuisbatterij" te gebruiken,... maar m.i. gaat dit ook nooit voldoende zijn om de grote discrepantie tussen seizoenen, productie (overproductie in zomer - zonnepanelen) en verbruik in winter (verwarming via WP/elektriciteit, korte dagen,...), te kunnen opvangen.

Waterstof bied hier ook een mooie oplossing door de flexibele productie hiervan op momenten met teveel energie (groene of zelfs op termijn kernfusie) waarbij deze relatief eenvoudig ondergronds kan worden opgeslagen voor gebruik later.

Het gebruik hiervan zie ik in eerste instantie wel in het "zware" verbruik (scheepvaart, vrachtvervoer, industrie,...) maar zelfs voor wagens lijkt mij een combinatie (EV/Waterstof) niet onlogisch, afhankelijk van het gewenste gebruik/comfort/effecientie. Ok laadpalen staan er, maar als er waterstof tankstations zouden moeten komen voor vrachtvervoer lijkt mij het gebruik door PW vrij eenvoudig realiseerbaar.

Voor woningen zie ik waterstof niet zozeer als een oplossing, vervoer/omschakeling zou dan te complex worden, en het lijkt mij effecienter om (indien nodig en uiteraard met wat energieverlies) de waterstof centraal terug om te zetten in elektriciteit welke door effeciente WP gebruikt kan worden. Dit is dan weer relatief eenvoudig flexibel in te zetten...

Is waterstof ideaal? Nee, want je zit (zeker momenteel) nog met relatief grote energieverliezen bij het omzetten. Maar pottentieel is er m.i. zeker.
 
Laatst bewerkt:
Als ze op korte (2025) termijn willen afstappen van nucleair, en op iets langere termijn van fosiel is 90%?? van de weersonafhankelijke energiebevoorrading weg. Dan heb je in België enkel nog de biogas/biomassa (m.i ook niet "groen" ) en onze waterkrachtcentrale van Coo welke je flexibel kan inzetten, naast de zon en windenergie. Maar hiermee gaan we aan de energievraag niet kunnen voldoen op koude, donkere en windstille dagen zonder deze groene stroom. De steen en bruinkoolcentrales in duitsland en polen wat extra laten produceren zodat wij "zonder uitstoot" kunnen rondrijden of verwarmen? Of toch die aardgascentrales als ze ooit een vergunning krijgen?
https://www.vrt.be/vrtnws/nl/2021/1...-dunkelflaute-zelfs-watervallen-van-coo-inge/

Exact de reden waarom ik wel een toekomst zie in waterstof...
Zelfs met huidige nucleaire capaciteit en deze van de (bestaande) gascentrales moeten we nu al energie invoeren uit Frankrijk. Ik ben benieuwd naar de toekomst.
 
Akkoord dat waterstof minder efficiënt is in productie/gebruik dan rechtstreeks elektrisch. Maar dit zal vermoedelijk, net zoals batterijen ook steeds effecienter worden https://www.vrt.be/vrtnws/nl/2019/1...terstof-uit-water-te-halen-bijna-twee-keer-z/
Ook opslag in batterijen is m.i. niet ideaal, je zit met de problematiek van grondstoffen en deze zijn uiteraard ook niet zo effecient als onmiddellijk gebruik van elektriciteit (90-80% afh. van type) e. Mogelijks zit je met waterstof in de toekomst aan een gelijkaardige effecientie?
Op wat is dat eigenlijk gebaseerd, dat we nog zo veel verbeteringen kunnen hebben voor waterstof? We zijn namelijk al zo lang bezig.
Bij batterijen zijn we nog niet zo lang bezig en dat zie je ook in de evolutie, die gaat nog steeds keihard.
 
In Trends Talk op Kanaal Z was er een interessant interview met André Jurres

 
Op wat is dat eigenlijk gebaseerd, dat we nog zo veel verbeteringen kunnen hebben voor waterstof? We zijn namelijk al zo lang bezig.
Bij batterijen zijn we nog niet zo lang bezig en dat zie je ook in de evolutie, die gaat nog steeds keihard.

Geen idee wie/wat eerste was, de waterstofproductie of batterij maar ik ben het er niet mee eens dat ze "al zo lang" bezig zijn met waterstof en nog "niet lang" met batterijen.
Bij waterstof is/was er lange tijd geen nood aan bijkomende/nieuwe/... ontwikkelingen, waterstof is/was er al genoeg en relatief goedkoop, maar dan op basis van aardgas/methaan wat voor enorm veel CO² uitstoot zorgt.
Voor batterijen is/was dat m.i. anders, deze zijn blijven evolueren, van Lood-Accu, Zink, Nikkel, Alcaline, Li-ion,... omdat hier nood aan was (steeds compactere/zwaardere draagbare toepassingen) en er geen alternatief was. Bij waterstof wel.

Ik zeg niet dat al bovenstaande voorbeelden "een doorbraak" gaan betekenen, maar in (groene) waterstof is er m.i. wel nog veel verbetering mogelijk. Door het goedkope alternatief (waterstof uit aardgas) is het onderzoek en nood hieraan echter pas de laatste decenia ontstaan, samen met de afbouw van fossiele brandstoffen.
Ook in batterijen gaan gegarandeerd ook nog vele verbeteringen volgen hoor, maar hierin is sinds de lood-accu is daar al +100j evolutie in geweest. Dit was/is bij waterstof niet het geval.

Ik heb geen glazen bol, en mogelijks volgt er snel een batterij met imense energiedichtheid die ons voldoende capaciteit geeft om de winter te bufferen of om zwaar vervoer (luchtvaart, lange afstand scheepvaart) praktisch haalbaar te maken. Maar na een evolutie van 100 jaar en de (bij mijn weten) huidige evolutie is hiervoor nog geen oplossing in de vorm van batterijen. En waterstof kan hieraan volgens mij wel een oplossing bieden vandaar dat ik hierin wel toekomstmogelijkheden zie,
 
Terug
Bovenaan