Wetenschap - 1 januari 1970

Waterstofeconomie nog ver weg

Waterstof is hot. President Bush heeft er grootse plannen mee, zijn partijgenoot Arnold Schwarzenegger rijdt al demonstratief in een waterstofauto rond en ook in Europa wordt er veel onderzoek naar de ‘nieuwe’ brandstof gedaan. Vorige week is in Wageningen het startschot gegeven voor het Europese onderzoeksproject Hyvolution. Instituut Agrotechnology & Food innovations is trekker van het project .

President Bush wil dat een groot deel van de Amerikaanse auto’s op waterstof gaat rijden omdat het land nu te afhankelijk is van olie uit het Midden-Oosten. Hij trekt met zijn Freedom Car Initiative 1,2 miljard dollar uit voor het benodigde onderzoek.
In de tussentijd proberen ook Europese wetenschappers betere manieren te vinden om waterstof te produceren. In het Europese onderzoeksproject Hyvolution – met een budget van 9,5 miljoen euro - werkt Wageningen UR samen met instituten en universiteiten uit elf andere landen. Het doel is een blauwdruk te ontwikkelen voor productie van duurzame waterstof en die te testen in een proefinstallatie.
‘Het is belangrijk dat er een duurzame economie komt. Waterstof kan hier onderdeel van uit gaan maken’, zegt prof. Fons Stams, persoonlijk hoogleraar bij het Laboratorium voor Microbiologie en voorzitter van het Platform Biologische Waterstofvorming. ‘Schwarzenegger rijdt al rond in aan waterstofauto, en ook in Amsterdam rijden er proefbussen op waterstof van Shell. Er is behoefte aan waterstof en de wetenschap kan hieraan bijdragen. Waterstof is zonder meer een schone brandstof. En de energie die vrijkomt bij oxidatie van waterstof met zuurstof is in brandstofcellen zeer efficiënt in elektriciteit om te zetten.’

Inefficiënt
De eerste versies van brandstofcellen zijn al ontwikkeld in verschillende landen. Door waterstof om te zetten in elektrische energie, is bijvoorbeeld een auto aan te drijven. Veel mensen weten echter niet dat waterstof geen primaire energiebron is. Het komt niet in vrije vorm voor op aarde en moet dus worden gemaakt. Daarbij wordt meestal gebruik gemaakt van fossiele brandstoffen zoals olie, kolen en aardgas. De petrochemische industrie maakt al lange tijd gebruik van waterstof gemaakt uit aardgas.
Voor hun waterstofauto’s denken de Amerikanen vooralsnog ook aan waterstof uit fossiele brandstoffen. Niet echt een duurzame ontwikkeling, vinden Wageningse onderzoekers. Het Hyvolution project richten zich daarom op productie van waterstof uit biomassa zoals reststromen uit de voedingsmiddelenindustrie, gewasresten of speciaal voor waterstofproductie geteelde gewassen.
Ir. Rene Rozendal van de sectie Milieutechnologie: ‘Het voordeel is dat je CO2-neutraal werkt. Bomen en planten nemen CO2 op en maken biomassa, wij oogsten de biomassa voor de waterstof en maken als bijproduct weer CO2. Netto breng je geen extra CO2 de atmosfeer in. Dat is een compleet ander verhaal bij fossiele brandstoffen. Als je die verbrandt, breng je CO2 de lucht in die al miljoenen jaren opgeslagen lag in de bodem.’
Maar ook al wordt waterstof zonder schadelijke emissies geproduceerd, er zitten heel wat haken en ogen aan het gebruik ervan, bijvoorbeeld in auto’s. Volgens oud-hoogleraar Energievoorziening aan de TU Delft prof. Rob Kouffeld is het met productie van waterstof nog maar de vraag of we er niet meer energie instoppen dan we eruit krijgen. ‘Ik zie de waterstofeconomie voorlopig niet komen en auto’s op waterstof al helemaal niet. Een probleem is ook dat opslag en transport van waterstof erg gecompliceerd is. Het onder druk opslaan vergt zware en diepgekoelde cryogene vaten. Als transportbrandstof voor lange afstanden voor de auto, trein en het vliegtuig verwacht ik voor de toekomst eerder gebruik van synthetische koolwaterstoffen gemaakt uit biomassa. Voor de auto voor korte afstanden geloof ik meer in elektrische aandrijving met accu’s, of in hybride auto’s met zowel een elektromotor als een verbrandingsmotor.’

Explosief
Een nadeel van waterstof is ook dat het een vrij gevaarlijk goedje is. Kouffeld: ‘Waterstof is zeer explosief. Een klein lekje kan grote gevolgen hebben.’ Ook prof. Ekko van Ierland, hoogleraar Milieueconomie en natuurlijke hulpbronnen aan Wageningen Universiteit, wijst op dit risico en ziet nog een ander probleem: ‘De energie-inhoud van waterstof is in principe kleiner dan van bijvoorbeeld benzine. Er moet dus vaak opnieuw worden bijgevuld.’
De hoogleraar waardeert wel dat er bij het gebruik van waterstof geen schadelijke emissies zijn, maar is sceptisch over productie uit biomassa. ‘Het lijkt me beter om biomassa direct in te zetten in de elektriciteitsopwekking en daarmee het gebruik van fossiele brandstoffen te verminderen. De stap naar waterstof is dan niet nodig.’ Als het aan hem ligt, zou waterstof geproduceerd moeten worden uit water met duurzame energie zoals wind- of zonne-energie.
Zo heeft het Volkswagen Technology Centrum in de Duitse plaats Isenbüttel een waterstoftankstation geopend dat vloeibare waterstof produceert met behulp van zonnepanelen. De zonnepanelen leveren de elektriciteit voor de elektrolyse, het proces waarbij water wordt gesplitst in waterstof en zuurstof. Per dag produceert de installatie vijfentwintig kubieke meter waterstof. Een auto met brandstofcel kan daar een afstand van ongeveer tweehonderd kilometer mee afleggen, niet zo’n grote actieradius dus. Het productieproces vergt daarom nog verbetering.
In het Hyvolution-project denken dr. Fons Stams en collega’s van A&F ook in eerste instantie aan kleinschalige installaties voor productie van waterstof uit biomassa. De technologie om met biomassa biodiesel te maken, bestaat inderdaad al. Maar volgens de onderzoekers kan het geen kwaad om voor een duurzame samenleving op meerdere paarden te wedden.

Hugo Bouter

Re:ageer