Waterstof en koolstofarme waterstof
Inhoud
Groene of gedecarboniseerde waterstof: hoe het verandert in vergelijking met grijze waterstof
Geclassificeerd als hernieuwbare energie in vergelijking met fossiele brandstoffen
Terwijl landen over de hele wereld ernaar streven hun vervuilende uitstoot te verminderen, wordt het gebruik van verschillende soorten energie zorgvuldig bestudeerd, vooral met behulp van hernieuwbare energiebronnen (hydrauliek, wind en zon), maar niet alleen.
Daarom wordt waterstof om verschillende redenen vaak gepresenteerd als een hernieuwbare energiebron met een mooie toekomst: brandstofefficiëntie in vergelijking met benzine, overvloed aan hulpbronnen en gebrek aan vervuilende emissies. Het wordt ook beschouwd als een oplossing voor energieopslag, aangezien het netwerk van pijpleidingen dat erdoor wordt vervoerd zich begint te ontwikkelen (4500 km aan gespecialiseerde pijpleidingen wereldwijd). Daarom wordt het vaak gezien als de brandstof van morgen. Daarnaast investeert Europa er fors in, net als Frankrijk en Duitsland, die plannen hebben gelanceerd om de ontwikkeling van waterstof te ondersteunen ter waarde van 7 miljard euro en 9 miljard euro elk.
Waterstof is echter verre van onbekend. Hoewel het momenteel niet op grote schaal wordt gebruikt als brandstof voor brandstofcellen in elektrische voertuigen, wordt het veel gebruikt in de industrie. Het is zelfs een sleutelelement voor bepaalde bewerkingen zoals brandstofraffinage of ontzwaveling. Het werkt ook in de metallurgie, de agribusiness, de chemie... Alleen al in Frankrijk wordt jaarlijks 922 ton waterstof geproduceerd en verbruikt voor een wereldproductie van 000 miljoen ton.
Historisch gezien uiterst vervuilende waterstofproductie
Maar nu is het beeld verre van idyllisch. Want als waterstof het milieu niet vervuilt, is het een element dat niet voorkomt zoals het in de natuur voorkomt, ook al zijn er enkele zeldzame natuurlijke bronnen gevonden. Het vereist dus een specifieke productie, in een proces dat dus zeer vervuilend is omdat het veel CO2 uitstoot en in 95% van de gevallen op fossiele brandstoffen is gebaseerd.
Tegenwoordig is bijna alle waterstofproductie gebaseerd op ofwel de verdamping van aardgas (methaan), de gedeeltelijke oxidatie van olie of de vergassing van houtskool. Bij de productie van één kilogram waterstof komt in ieder geval ongeveer 10 kg CO2 vrij. Wat het milieu betreft, we komen terug, want het niveau van de wereldwijde waterstofproductie (63 miljoen ton) genereert dus het equivalent van de CO2-uitstoot van alle vliegreizen!
Productie van elektrolyse
Dus hoe zou deze waterstof goed kunnen zijn voor luchtvervuiling als het de vervuiling alleen maar stroomopwaarts zou duwen?
Er is nog een andere methode om waterstof te produceren: elektrolyse. Productie op fossiele basis wordt dan grijze waterstof genoemd, terwijl productie op basis van waterelektrolyse koolstofarme of koolstofarme waterstof produceert.
Zoals de naam al doet vermoeden, maakt dit fabricageproces het mogelijk om waterstof te produceren terwijl de koolstofbalans wordt beperkt, d.w.z. zonder het gebruik van fossiele energie en met weinig CO2-uitstoot. Dit proces vereist hier alleen water (H2O) en elektriciteit, waardoor de diwaterstof (H2) en zuurstof (O) deeltjes kunnen dissociëren.
Nogmaals, waterstof geproduceerd door elektrolyse is alleen "koolstofarm" als de elektriciteit die de productie aandrijft ook "verkoold" is.
Momenteel zijn de kosten van waterstofproductie door elektrolyse ook veel hoger, ongeveer twee tot vier keer hoger dan verdamping, afhankelijk van bronnen en onderzoek.
De brandstof van de auto's van morgen?
Het is deze koolstofvrije waterstof die naar voren wordt geschoven in de Franse en Duitse ontwikkelingsplannen. In eerste instantie zou deze waterstof moeten kunnen voldoen aan de behoeften van de industrie, maar ook een alternatief voor hoge mobiliteit moeten bieden, waarvoor batterijen geen optie zijn. Dit geldt voor spoorvervoer, vrachtwagens, rivier- en zeevervoer, of zelfs luchtvervoer… ook al zijn er vorderingen op het gebied van zonnevliegtuigen.
Het moet gezegd dat een waterstof-brandstofcel na enkele minuten een elektromotor kan aandrijven of een bijbehorende batterij kan opladen met meer autonomie tijdens het tanken, zoals bij een verbrandingsmotor, maar zonder CO2 of deeltjes uit te stoten en alleen waterdamp. Maar nogmaals, omdat de productiekosten hoger zijn dan die voor het raffineren van benzine en motoren, die momenteel veel duurder zijn, wordt niet verwacht dat de waterstofbrandstofcel op korte termijn snel zal groeien, hoewel de Hydrogen Council schat dat deze brandstof 10 tot 15 miljoen voertuigen in het volgende decennium.
