De Waanzin van Waterstof

Overal hoor je tegenwoordig de roep om waterstof als oplossing voor de energietransitie. Nu hoor ik je denken: wat heeft dat met financiën te maken? Welnu: wie denk jij dat het bedrog gaat betalen?

Waterstof is een prachtig goedje: een hoge energiedichtheid en eenvoudig te maken. Pak een kuub water, hang er een positieve en een negatieve pool in (een elektrische pool, niet iemand uit Polen!) en vang de gassen die ontstaan op. De een is zuivere zuurstof, de ander is waterstof. Stop dit in een tank en je kunt het eeuwig opslaan.

Op het oog is het heel logisch om waterstof in te zetten om overschotten van de elektriciteitsproductie te gebruiken om hier waterstof van te maken. Het balanceert het netwerk zodat je geen grote pieken of dalen hebt. Het is groen, want de stroom hield je anders over en gaat dus verloren.

Maar: er zijn een paar nadelen. En die worden doorgaans niet belicht.

1. Waterstof is heel erg inefficiënt om te maken. Bij het splitsen van water in zuurstof en waterstof gaat energie verloren. Dat ga je met onderzoek niet echt verbeteren, het is inherent aan de reactie omdat je de banden tussen de moleculen verbreekt. En dat kost energie, en zal altijd energie blijven kosten.
2. Uiteindelijk met alle verliezen (elektriciteitsproductie – waterstof – opslag – elektriciteitsproductie) heb je grofweg 4x zoveel energie nodig als de waterstof oplevert. Je hebt dus 4x méér windturbines en zonnepanelen nodig om dezelfde hoeveelheid waterstof te maken. Dus het is niet echt een oplossing voor mensen die niet houden van windturbines.
3. Een elektrolyser is heel erg duur. Het schijnt ongeveer 1.25 EUR per kw vermogen te kosten. Een elektrolyser van 1 gw kost dus 1.25 miljard EUR. De Nederlandse “grid” vraagt een vermogen van ongeveer 20GW. Deze wil je draaiende houden en zal dus óók draaien in de praktijk wanneer het niet waait.
4. Waterstof is NIET te gebruiken in het netwerk van gas wat we rijk zijn in Nederland. Waterstof is het kleinste molecuul wat er is en lekt dus veel meer weg dan het grotere methaangas (aardgas) wat er nu doorstroomt. Bovendien: wie gaat de aanpassingen betalen van A. het netwerk en B. kookplaten en CV-ketels? En denk je dat dit goedkoper en eenvoudiger is dan het aanpassen van het elektriciteitsnet?
5. Er is géén overschot van groene elektriciteit op dit moment, of in de nabije toekomst.
6. Het implementeren van waterstof vertraagt de transitie vanwege de nodige aanpassingen aan netwerk en randvoorwaarden.
7. Waterstofauto’s kunnen niet zomaar tanken. Ten eerste is het duur, ten tweede kunnen de stations niet overal geplaatst worden en ten derde duurt het tanken lang. Jep. Het duurt lang: nadat je voorganger getankt heeft moet het station eerst weer voldoende druk opbouwen, wat tot 20 minuten kan duren…

Maar waarom willen “ze” het allemaal dan?

Het is altijd belangrijk om te kijken wat de achterliggende mogelijke belangen zijn. Milieuclubs verwijt ik onwetendheid. De grotere industriële partijen zoals Shell, Gasterra en energiebedrijven hebben andere belangen. Zij verkopen gas en willen dat blijven doen, zo lang het kan. Door in te zetten op waterstof als vervanger van gas blijven ze óók in de toekomst relevant en blijven ze langer relevant voor de huidige “oplossing”: gas. Ondertussen slurpen ze miljarden aan subsidie op voor hun eigen business model wat daardoor automatisch NIET terecht komt bij échte oplossingen.
Een deel van die “echte oplossingen” zijn in dit kader niet de verkopers en producenten van zonnepanelen en windturbines. Ook zij hebben een belang bij een grotere noodzaak voor hogere pieken om de waterstofproductie op gang te houden. Je moet immers 3-4x zoveel vermogen installeren!

De netbeheerders hebben een ander belang: zij lopen achter in het doen van investeringen om alles elektrisch te maken. Dit is wellicht een goede reden om (enigszins) in te zetten op waterstof.

Waterstof is verder een prima toepassing in de industrie. Je kunt hiermee eenvoudiger hoge temperaturen bereiken dan met elektriciteit. Maar in alle andere gevallen is het energievernietiging.

Wat is dan wél een oplossing?

Allereerst: waterstof zál een rol spelen in de energiehuishouding. Ook al is het heel duur, er zijn best verdienmodellen te bedenken waarbij waterstof geld oplevert omdat het heel snel piekvermogen kan leveren (waar veel voor betaald wordt door de netbeheerders) en snel vermogen kan opnemen (bij overschotten, waar óók veel voor betaald wordt).

Dat is ook een hele goede en gezonde rol, met een prima business model. Dit is ook heel anders dan de waanzin van het maken van windmolenparken voor enkel en alleen waterstofproductie.

De oplossing ligt gedeeltelijk in het probleem: het vermogen is niet langer vraaggestuurd. “Vroeger” volgden centrales de vraag. Een basisvermogen wordt op de plank gelegd door Borssele (want kerncentrales draaien nu eenmaal voluit) en daarna door kolencentrales. Gascentrales zijn beter in het opvangen van pieken en zorgden voor het laatste stukje.

Die markt is nu anders: het is aanbod-gestuurd. Zonnepanelen en windturbines leveren gewoon en hebben geen “marginale kosten”. Draaien is net zo duur als niet draaien. Tenzij de stroomprijs negatief is, dan schakel je ze uit. Het best kun je dus de vraag ook laten sturen door de prijs. Auto’s en warmtepompen zijn in staat tot het opnemen van relatief grote vermogens. Bij warmtepompen werkt dit overigens maar beperkt: het grootste vermogen is nodig in de winter, waar het aanbod in de zomer met name piekt. Maar auto’s zijn een goede oplossing.

Maar ik wil ook verder denken: wanneer gaan er machines op de markt komen die écht slim zijn? Wasmachines, drogers, vaatwassers: laat de machines zelf bepalen (via IoT) of ze aan moeten op basis van de weersomstandigheden (je eigen zonnestroom) of de marktprijs. Hiermee krijg je een automatisch “peak-shaving”, het verlagen van de teruglevering.

Exact hetzelfde kun je doen met airco’s in de zomer. Een slimme airco die ingesteld staat op, laten we zeggen, 22C kan bij uitbundige zonneschijn en verwachtte hoge temperaturen in de avond best tijdelijk terugkoelen tot 20C om op die manier meer vermogen te gebruiken tijdens het goedkoopste moment, zodat er tijdens het duurste moment (rondom het ondergaan van de zon) géén vermogen nodig is.

Berekeningen hieromtrent heb ik nog niet gemaakt (maar vertrouw me, die komen er aan!). Maar het lijkt me een zeer plausibele oplossing. In ons huishouden doen we dit reeds: als de zon schijnt laden we de auto op. Als de auto vol is laten we (indien nodig uiteraard) de wasmachine, droger en vaatwasser draaien. Dit al naar gelang de zon schijnt: als er minder vermogen voorhanden is draait 1 van die apparaten en niet allemaal. Idem dito voor de airco: als het heel warm is buiten (>30C, of eigenlijk als de binnentemperatuur boven de 25C dreigt te komen) gaat de airco binnen aan. Overdag zet ik deze dan iets lager, zodat in de avond er geen vermogen nodig is. Op die manier probeer ik mijn “eigen verbruik” te vergroten en het netwerk niet te belasten door terug te leveren met grote vermogens en later juist weer het afnemen van grote vermogens.

Dit kan ook op grotere schaal en ook industrieel. Maar helaas ontbreekt het daar nu nog aan…