Kan waterstof de afhankelijkheid van Duitsland van Russisch gas verlichten?

Kan waterstof de afhankelijkheid van Duitsland van Russisch gas verlichten?

Door Janek Schmidt
Technology of Business verslaggever

Gepubliceerd12 uur geledenDelencloseDeel paginaKopieer linkOver delenGerelateerde onderwerpenKlimaatveranderingBron afbeelding, Getty ImagesAfbeelding bijschrift, Duitsland wil zich losmaken van Russische olie en gas

De oorlog in Oekraïne heeft het Duitse energiebeleid op zijn kop gezet.

Sinds het begin van de oorlog heeft Duitsland zijn afhankelijkheid van Russische olie teruggebracht van 35% naar 12% en van Russisch gas van 55% naar 35%.

Niettemin is de energiehandel een enorme bron van inkomsten voor Moskou. Volgens de Finse denktank CREA betaalde Duitsland in de eerste twee maanden van de oorlog bijna € 9 miljard (£ 7,7 miljard; $ 9,6 miljard) voor de invoer van Russische olie en gas.

Veronika Grimm is hoogleraar economie aan de universiteit van Erlangen-Neurenberg en momenteel een van de drie Duitse speciale adviseurs van de federale overheid, genaamd Economic Sages.

“We moeten onze energiebronnen sneller diversifiëren en koolstofarm maken dan aanvankelijk gepland”, zegt ze. Om dat doel te helpen bereiken, wil mevrouw Grimm dat de natie het gebruik van waterstof “opvoert”.

Waterstof kan enorme hoeveelheden energie opslaan, aardgas vervangen in industriële processen en brandstofcellen aandrijven in vrachtwagens, treinen, schepen of vliegtuigen die niets anders uitstoten dan damp van drinkbaar water.

Zou de wereld zonder Russische olie en gas kunnen? Bron afbeelding, Getty Images Afbeelding bijschrift, Waterstof kan worden gebruikt in industriële processen zoals het maken van staal

Het enthousiasme van mevrouw Grimm wint aan kracht, volgens het International Energy Agency (IEA), een onderzoeksgroep op het gebied van energie, hebben tientallen landen nationale waterstofstrategieën gepubliceerd of staan ​​ze op het punt dat te doen.

Ondanks deze vlaag van interesse is het nog niet duidelijk of het grootschalig gebruik van waterstof haalbaar kan worden gemaakt.

Er is immers al eerder een soortgelijke opwinding geweest: in de jaren zeventig, na twee oliecrises, en in de jaren negentig, toen klimaatzorgen de kop opstaken. Maar beide verwaterden. Dus, is de hype van vandaag anders?

Het antwoord hangt af van aan wie je het vraagt. Milieugroepen zijn voorzichtig, ze wijzen erop dat waterstof niet als primaire brandstof kan worden geoogst. Ten eerste moet het gemaakt worden, voornamelijk op twee manieren, elk gemarkeerd met een kleurcode.

Groene waterstof wordt geproduceerd door elektriciteit uit hernieuwbare energie te gebruiken om water te splitsen in waterstof- en zuurstofmoleculen met behulp van een elektrolyser. Maar die machines en de elektriciteit om ze te laten werken, blijven duur.

Door deze kosten maakt dergelijke emissievrije waterstof momenteel volgens het IEA slechts 0,03% uit van de wereldwijde waterstofproductie.

Afbeeldingsbron, Getty Images Afbeelding bijschrift, Groene waterstof wordt gemaakt met behulp van zonne- of windenergie

Tot vijf keer goedkoper is zogenaamde grijze waterstof, deze wordt gewonnen uit aardgas, of in sommige gevallen uit olie of kolen. Maar door verliezen bij de productie wordt zo’n 50% meer CO2 uitgestoten dan bij directe verbranding van aardgas.

Een verwante techniek staat bekend als blauwe waterstof. Dit is gebaseerd op hetzelfde proces, maar vangt ongeveer 60-90% van de bij de productie uitgestoten koolstof op voor hergebruik of opslag.

Het nadeel van deze methode is dat het de kosten ruwweg verdrievoudigt en productiefaciliteiten op grote schaal mist. Dus slechts 0,7% van de wereldwijd geproduceerde waterstof is blauw.

Dus, ondanks zijn milieuvriendelijke imago en potentieel, stoot de wereldwijde productie van waterstof momenteel bijna drie keer zoveel CO2 uit als een heel land, bijvoorbeeld Frankrijk.

Veel zal dan afhangen van hoe landen besluiten waterstof te produceren.

Sommige landen hebben al een duidelijke prioriteit: voor het aandrijven van elektrolysers zetten de meeste zonovergoten landen in op zonne-energie, terwijl Frankrijk vertrouwt op kernenergie.

China koestert ondertussen goedkope grijze waterstof uit kolen en gas en investeert in groene alternatieven.

De VS, Canada, het VK, Nederland en Noorwegen lopen voorop in de strijd voor blauwe waterstof, door opgevangen koolstof in olie- en gasvelden te injecteren voor langdurige opslag, of voor de zogenaamde verbeterde oliewinning die de winning stimuleert.

In Duitsland is het beeld echter minder duidelijk.

Volker Quaschning, hoogleraar hernieuwbare energiesystemen aan de Berlijnse Hogeschool en bekritiseert de Duitse waterstofstrategie: “De regering van Merkel gebruikte het als een rode haring om haar eigen mislukkingen in de energietransitie te verbergen.”

Hij stelt dat zonne- en windenergie sneller hadden moeten worden uitgebreid om de toekomstige productie van groene waterstof mogelijk te maken – een stap die de nieuwe regering van Duitsland heeft beloofd te nemen.

Wat waterstof betreft, discussiëren de drie partijen in de regeringscoalitie, de drie verantwoordelijke ministeries en de waterstofraad echter allemaal intern of ze zich moeten concentreren op groene waterstof, of het blauwe alternatief accepteren, om het gat in het beperkte aanbod tijdelijk te overbruggen.

Mevrouw Grimm vertegenwoordigt de meerderheid in de waterstofraad die voorstander is van een meerkleurenmix.

“Door blauwe waterstof te accepteren, kunnen we de voorziening creëren die we nodig hebben voor een ontluikende industrie”, stelt ze. “Het zal technologische doorbraken in Duitsland bevorderen en potentiële leveranciers aanmoedigen om te investeren in groene waterstofproductie.”

Afbeeldingsbron, Getty Images Bijschrift afbeelding, de Duitse minister van Economische Zaken Robert Habeck heeft ambitieuze plannen aangekondigd voor de productie van waterstof

In januari kondigde minister van Economie Robert Habeck een ambitieus streven aan naar hernieuwbare energiebronnen en een verdubbeling van de twee jaar oude doelstelling voor de binnenlandse productie van groene waterstof om met een factor 150 te stijgen van 70 MW vandaag tot 10 GW in 2030.

Dat doel vertegenwoordigt een kwart van het doel van de hele EU van 40 GW, en is groter dan het doel van Frankrijk van 6,5 GW.

Dus terwijl deze binnenlandse productie groeit, zoekt Duitsland waterstof uit het buitenland.

Andreas Kuhlmann, hoofd van het Duitse Energieagentschap (een overheidsbedrijf dat de energietransitie coördineert en de Hydrogen Council coördineert), zegt dat Duitsland de internationale onderhandelingen over de aankoop van waterstof drastisch heeft versneld.

Denk aan het ontwikkelen van waterstofpijpleidingen voor aansluiting op Zuid-Europa, waar gunstige omstandigheden voor zonne- en windenergie een kostenefficiënte productie van waterstof mogelijk maken.

De heer Habeck bezoekt verwoed energie-exporteurs. Binnen een week in maart reisde hij naar Noorwegen om overeenstemming te bereiken over een haalbaarheidsstudie voor de aanleg van een waterstofpijpleiding, ging naar Qatar om een ​​energiepartnerschap af te ronden en bezocht de Verenigde Arabische Emiraten om vijf samenwerkingsovereenkomsten te ondertekenen.

De eerste leveringen uit de VAE worden later dit jaar verwacht.

Andere landen op de waterstofradar van Habeck zijn Ierland, Saoedi-Arabië, Oman, Chili, Namibië en Australië.

Afbeeldingsbron, Getty Images Afbeelding bijschrift, Duitsland heeft de productie van waterstof besproken met verschillende landen, waaronder Namibië

Hoewel hij de noodzaak erkent om waterstof te importeren, verslaat de heer Quaschning een deel van de hoop van de heer Habeck. “Het importeren van waterstof uit woestijnplanten zal traag, inefficiënt en duur zijn”, legt hij uit.

Elke stap in de supply chain verbruikt een deel van de oorspronkelijke energie: ontzilting van zeewater om zoet water als grondstof te krijgen, elektrolyse, vloeibaar maken voor de scheepvaart, transport per tankwagen, lokaal transport via pijpleidingen in Duitsland en het opnieuw omzetten van waterstof in elektriciteit.

“Samen zouden deze stappen ten minste 70% van de elektriciteit opslokken die oorspronkelijk in de woestijn werd geproduceerd”, zegt Quaschning.

“Dus hoewel een zonnepaneel in de woestijn 80% meer elektriciteit produceert dan een in Duitsland, zijn de verliezen onderweg zo groot dat het twee keer zo effectief zou zijn om rechtstreeks zonne-energie in Duitsland te produceren.”

Vanwege de hoge kosten wordt waterstof vaak de champagne van de energietransitie genoemd. Dus, wie krijgt de eerste slokjes?

Hierover zijn de meeste waarnemers het eens. “Het is van cruciaal belang dat we waterstof alleen toewijzen aan die industrieën waar directe elektrificatie niet mogelijk is”, legt Felix Matthes energiedeskundige uit bij Öko-Institut, een denktank, en lid van de Duitse waterstofraad.

“Dus we moeten het eerst gebruiken bij de productie van staal, chemicaliën en glas”, stelt hij.

Volgende sectoren kunnen scheepvaart, vrachtwagenvervoer over lange afstanden en vliegtuigen voor middellange of lange afstanden zijn. Andere toepassingen in auto’s of verwarming zijn inefficiënte, dure en onpraktische afleidingen, voegt hij eraan toe.

“Bovendien zal de nieuwe impuls van de heer Habeck voor hernieuwbare energie zorgen voor een grotere behoefte om onze elektriciteitsvoorziening in evenwicht te brengen, wat waterstof zou kunnen doen met elektrolysers die waterstof produceren op zonnige, winderige dagen als grootschalige opslag voor bewolkte winterdagen”, zegt de heer Matthes.

Duitsland staat onder druk om niet meer zoveel aan Russische energie uit te geven, maar het zal een lastig proces worden.

Velen zullen hopen dat waterstof die overgang vergemakkelijkt door deze keer zijn belofte waar te maken.