Wat is groene waterstof en hoe kan het gebruikt worden om een gezondere planeet te bouwen?

Bijna iedereen heeft al wel eens van waterstof gehoord. Het is tenslotte het eerste element in het periodiek systeem. Tegenwoordig wordt waterstof vaak genoemd naast technologieën die zich snel ontwikkelen om te voldoen aan de dringende vraag naar schonere, duurzamere energie. 

Hoewel er geen wondermiddel is tegen klimaatverandering, is het zeker mogelijk dat waterstof een groot deel van de oplossing is om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen en onze koolstofvoetafdruk te verkleinen. In deze context horen we het vaakst over "groene waterstof". Maar wat is groene waterstof precies?

Laten we een stap terugzetten en kijken hoe waterstof wordt gebruikt en waarom het een belangrijk onderdeel is om een gezondere planeet te creëren. 

Grondbeginselen van waterstof, van grijs naar groen

Waterstof is één van de meest elementaire bouwstenen van de wereld om ons heen. Het is gemakkelijk te combineren met andere elementen en moleculen (om bijvoorbeeld water te vormen) en met die combinaties kunnen talloze dingen worden gemaakt, waaronder energie. Het gebruik van waterstof in het proces van energieopslag is aantrekkelijk omdat waterstof een alternatief biedt voor steenkool en olie. En wanneer waterstof gebruikt wordt om energie te produceren, zijn water en warmte de enige bijproducten.  

Daarnaast kan waterstof worden gebruikt als reactief middel, bijvoorbeeld om aardolieproducten te raffineren door zware moleculen af te breken en onzuiverheden te verwijderen. Dit is tegenwoordig zelfs het belangrijkste gebruik van waterstof. Andere markten, zoals transport (waar waterstof wordt gebruikt in brandstofcellen), groeien echter snel, wat zowel de veelzijdigheid van waterstof als de behoefte aan verder onderzoek en ontwikkeling aantoont. 

"Het koolstofvrij maken van de bestaande waterstofproductie door grijze (d.w.z. fossiele) waterstof te vervangen door hernieuwbare waterstof - die essentieel is voor industrieën variërend van staalproductie tot transport - is een belangrijk middel om de uitstoot van de industrie te verminderen", zegt Outi Ervasti, Vice President, Renewable Hydrogen bij Neste. "Veel van de huidige toepassingen van waterstof zijn zeer uitdagend om koolstofvrij te maken en kunnen niet direct worden opgelost met elektrificatie. In plaats daarvan moet elektrificatie hand in hand gaan met groene waterstof."

Groen, grijs en blauw

Momenteel wordt ongeveer 95% van alle waterstof geproduceerd uit fossiele brandstoffen. Waterstof uit aardgas (meestal geproduceerd met behulp van een proces dat stoommethaanhervorming heet) wordt grijze waterstof genoemd en heeft twee belangrijke nadelen: 

1. Aardgas is een niet-hernieuwbare grondstof.
2. De productie van grijze waterstof veroorzaakt een aanzienlijke uitstoot van koolstofdioxide (CO2).

Eén manier om de productie van grijze waterstof duurzamer te maken is het gebruik van koolstofafvang technologie om te voorkomen dat de resulterende CO2-uitstoot de atmosfeer bereikt en bijdraagt aan klimaatverandering. Als koolstofafvang wordt geïntegreerd met de productie van waterstof uit aardgas, noemen we dit blauwe waterstof. 

Door middel van een proces dat elektrolyse heet, waarbij hernieuwbare elektriciteit wordt gebruikt om watermoleculen te splitsen in waterstof en zuurstof, is het echter mogelijk om waterstof te produceren op een manier waarvoor geen aardgas nodig is en die geen directe CO2-uitstoot veroorzaakt. Omdat voor dit proces alleen water en hernieuwbare elektriciteit nodig is, noemen we het hernieuwbare waterstof of groene waterstof. 

Groene waterstof fungeert als een hernieuwbare, schaalbare en veelzijdige grondstof voor processen zoals de productie van staal, cement, meststoffen, brandstoffen en andere chemische producten. Vooral in de transportsector heeft groene waterstof het potentieel om de uitstoot van broeikasgassen in het volgende decennium aanzienlijk te verminderen. 

Het is belangrijk op te merken dat voor de productie van waterstof aanzienlijke input van energie nodig is, en bij investeringen in de productie van groene waterstof moet de nadruk worden gelegd op de beschikbaarheid van hernieuwbare elektriciteit. 

Samenvattend: 

Groene waterstof = lage uitstoot en hernieuwbaar
Blauwe waterstof = lage uitstoot en op fossiele brandstof gebaseerd
Grijze waterstof = hogere uitstoot en op fossiele brandstof gebaseerd

Wetgevende steun - hoe cruciaal is dit?

Een sterk bewustzijn van klimaatverandering is een belangrijke drijfveer voor de waterstofeconomie. De huidige waterstofstrategie van de EU roept op tot een toenemende ontwikkeling van waterstofinfrastructuur en -markten, en heeft als doel waterstof een centraal onderdeel van het energiesysteem te maken. De doelen zijn gesteld op ten minste een miljoen ton (6 GW) groene waterstof in 2024 en ten minste 10 miljoen ton (40 GW) in 2030. Deze belangrijke doelstellingen voor groene waterstofproductie en de verbeterde financieringsmogelijkheden hebben de ontwikkeling van veel waterstof gerelateerde projecten versneld. Wetgevers blijven echter een cruciale rol spelen. 

"Zowel de vraag naar als het aanbod van groene waterstof moet op dit moment duidelijk worden geregeld om een solide kader te vormen op basis waarvan investeringsbeslissingen kunnen worden genomen", aldus Ervasti. 

"Het aanbod kan worden ondersteund via stimulansen voor investeringen, terwijl de vraag kan worden ondersteund via mandaten voor het gebruik van hernieuwbare brandstoffen en door ervoor te zorgen dat de kosten van koolstofemissies worden weerspiegeld in de prijs van fossiele brandstoffen."

Daarnaast is het belangrijk dat elektriciteitsnetten, pijpleidingen en opslag, en andere infrastructuur worden ontwikkeld en onderhouden om aan de behoeften van de industrie te voldoen. Ook de vergunningsprocessen moeten snel en transparant worden. Om een positieve business case voor groene waterstof te maken en ervoor te zorgen dat het op grote schaal kan worden toegepast, moeten overheid en industrie uiteindelijk nauw samenwerken. 

Neste zet in op groene waterstof en wijst de weg

In Finland is Neste al de grootste producent en gebruiker van waterstof en werkt het aan groene-waterstofprojecten om de koolstofvoetafdruk van de raffinaderijen te verkleinen en klanten brandstoffen van hoge kwaliteit te bieden met nog lagere emissies dan voorheen.

In lijn met de ambitie van het bedrijf om koolstofneutrale productie te bereiken tegen 2035, werkt Neste aan een project met een 120 MW elektrolyse-eenheid om groene waterstof te produceren in de raffinaderij in Porvoo, Finland. Het bedrijf is nu begonnen met de basis engineeringfase van het project en met een investeringsbeslissing in 2024 in het vooruitzicht, zou de productie van groene waterstof al in 2026 kunnen beginnen.

In Rotterdam zet Neste een demonstratie-unit voor groene waterstofproductie op -  de eerste multi-megawatt elektrolyse-eenheid ter wereld, gebaseerd op de innovatieve SOEC (solid oxide electrolysis cell) technologie die geïntegreerd is in de industriële productie. 

Op korte termijn is Neste van plan groene waterstof te gebruiken om zijn raffinageprocessen duurzamer te ondersteunen. Op de langere termijn is het bedrijf echter van plan waterstof te gebruiken als grondstof voor e-fuels, wat de klimaat- en duurzaamheidsdoelstellingen van het bedrijf verder ondersteunt.

Nu veel bedrijven over de hele wereld vergelijkbare inspanningen leveren, ontstaan er essentiële partnerschappen en samenwerkingsverbanden om de succesvolle ontwikkeling en toepassing van groene waterstof op grote schaal te vereenvoudigen. 

De overgang naar een groene waterstofeconomie is nog maar net begonnen, en de weg naar grootschalige toepassing van hernieuwbare waterstof heeft pioniers nodig die het voortouw nemen. De focus op hernieuwbare waterstof is een essentieel onderdeel van Neste’s strategie en van haar doelstelling om tegen 2035 koolstofneutraal te produceren. 

Zoals Ervasti opmerkt: "De mogelijkheden voor groene waterstof zijn enorm, net als de uitdagingen. Met innovatie in ons DNA, is dit precies het soort werk waar we gepassioneerd over zijn."

Door nu actie te ondernemen en te blijven investeren en ontwikkelen, wil het bedrijf een belangrijke bijdrage leveren aan deze opkomende en veelbelovende mogelijkheid om emissies te verminderen - zowel die van zichzelf als die van zijn klanten - terwijl het nieuwe oplossingen aandraagt en bouwt aan een gezondere planeet voor iedereen.