Als je recentelijk nieuws over duurzame energie hebt gevolgd, heb je waarschijnlijk gehoord over de potentie van waterstof als energiedrager. Maar wat betekent dit precies? En waarom is het rendement van waterstof zo belangrijk voor de gemiddelde consument? In deze blog duiken we in de wereld van waterstof en ontdekken we alles wat je moet weten over het rendement.
Wat is waterstof?
Om te beginnen, waterstof is het lichtste en meest voorkomende element in het universum. Het kan als brandstof dienen en wordt in dat geval gezien als een schone energiedrager omdat het bij verbranding alleen water produceert, geen CO2 of andere schadelijke emissies (er bestaat zowel een groene als grijze variant). Dat klinkt ideaal, toch? Maar er zitten enkele nuances in het verhaal.
Productie van waterstof
Waterstof komt niet in zijn pure vorm voor in de natuur. Het moet dus geproduceerd worden, en hier komt het begrip rendement om de hoek kijken. Waterstof kan op verschillende manieren worden geproduceerd, waaronder:
- Elektrolyse: Dit is een proces waarbij water (H2O) wordt gesplitst in waterstof en zuurstof met behulp van elektriciteit. Als deze elektriciteit afkomstig is van hernieuwbare bronnen, zoals wind of zon, wordt de geproduceerde waterstof als ‘groen’ beschouwd.
- Stoomreforming van aardgas: Dit is de meest gebruikelijke methode voor het produceren van waterstof op commerciële schaal. Hierbij reageert aardgas met stoom onder hoge druk en temperatuur om waterstof te vormen.
Beide methoden hebben hun eigen rendement. Bij elektrolyse kan het rendement oplopen tot 80% of meer, wat betekent dat 80% van de gebruikte elektrische energie wordt omgezet in waterstofenergie. Bij stoomreforming ligt dit percentage lager, rond de 65-75%.
Opslag en transport
Na productie moet waterstof worden opgeslagen en vervoerd naar waar het nodig is. Hierbij treden energieverliezen op. Waterstof heeft een hoge energiedichtheid per gewicht, maar een lage energiedichtheid per volume. Dit betekent dat het, om het efficiënt te vervoeren of op te slaan, onder hoge druk moet worden gezet of vloeibaar moet worden gemaakt bij zeer lage temperaturen. Beide processen kosten energie, wat invloed heeft op het totale rendement.
Gebruik van waterstof
Wanneer je waterstof als brandstof gebruikt, zijn er verschillende toepassingen:
- Brandstofcellen: In een brandstofcel reageert waterstof met zuurstof uit de lucht om elektriciteit, warmte en water te produceren. Brandstofcellen zijn zeer efficiënt, met rendementen die kunnen oplopen tot 60% of zelfs hoger.
- Verbranding: Net zoals andere gassen kan waterstof worden verbrand. De verbranding van waterstof in bijvoorbeeld een verbrandingsmotor is echter minder efficiënt dan een brandstofcel, met rendementen rond de 25-30%.
Wat betekent dit voor jou rendement?
Je vraagt je wellicht af: “Waarom is dit rendement van waterstof zo belangrijk voor mij als consument?” Ten eerste, het rendement bepaalt hoeveel je betaalt voor waterstofenergie. Hoe hoger het rendement van het gehele proces (van productie tot gebruik), hoe goedkoper en duurzamer de waterstofenergie wordt. Ten tweede, als we echt willen overstappen op een duurzamer energiesysteem, moet waterstof concurrerend zijn met andere energiedragers, zowel in termen van kosten als rendement. Dit betekent dat hoe efficiënter we waterstof kunnen produceren, opslaan, transporteren en gebruiken, hoe groter de kans dat het een hoofdrol zal spelen in onze toekomstige energiemix.