Als Europees leider in Technical Service for Responsible Mobility Solutions, maakt TSG een duurzamere wereld mogelijk. Om dit te bereiken is de ontwikkeling van hernieuwbare energiebronnen van groot belang.
Als we het hebben over de instrumenten die nodig zijn om CO2-neutraal te worden (wat in 2050 moet worden bereikt), is er geen twijfel mogelijk dat waterstof een rol zal spelen. De komende jaren zal elektrificatie het voortouw nemen bij het koolstofvrij maken van de wereld, wat TSG ondersteunt met onze TSG Charge-oplossingen. Maar op lange termijn is er een groot potentieel voor een echte waterstofrevolutie die een grote rol zou spelen in een koolstofarme maatschappij.
In dit artikel leggen we uit hoe het tanken van waterstof werkt, wat de voordelen zijn en wat de huidige ontwikkelingen in de waterstofindustrie inhouden.
Wat is waterstof?
Wat goed is om te begrijpen over waterstof is dat waterstof een energiedrager is, en is niet zelf een energiebron. Energiedragers maken het transport van energie in een bruikbare vorm van de ene plaats naar de andere mogelijk. Waterstof is, net als elektriciteit, een energiedrager die uit een andere stof moet worden geproduceerd.
Waterstof kan worden geproduceerd uit verschillende binnenlandse bronnen, zoals aardgas, biomassa en hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie, en kan dus op verschillende manieren worden geproduceerd. De meest gebruikelijke methoden zijn: Stoomreforming (kortweg reforming genoemd) en is een chemisch proces waarbij koolwaterstof in aanwezigheid van stoom en/of zuurstofgas en eventueel een katalysator wordt omgezet in een waterstofrijk gasmengsel, ook wel reformaat genoemd. Andere methoden zijn: door de zon aangedreven en biologische processen.
1. Hervorming van aardgas
Deze technologie bestaat uit de reactie van methaan met water om een waterstof houdend synthesegas te verkrijgen. Dit is de technologie die hoofdzakelijk wordt gebruikt bij de industriële productie van waterstof. De bronnen zijn aardgas of biogas. Bij deze technologie komt CO2 vrij. Het gebruik van hernieuwbare bronnen zoals biomassa, biogas (uit biomassa of afval) of koppeling met technologieën voor het afvangen en opslaan van CO2 kan de koolstofvoetafdruk van de productie verbeteren.
2. Waterelektrolyse
Deze technologie bestaat uit het scheiden van de componenten van de watermolecule (H₂O) die bestaat uit twee waterstofatomen (H) en één zuurstofatoom (O). De bron is het water dat onderworpen is aan elektrische stroom door twee elektroden, uiteenvalt in zuurstof- en waterstofgas. De elektrische stroom splitst de watermolecule en vormt daarbij waterstof (H₂) en di-zuurstof (O₂). Bij de elektrolyse zelf komt geen CO2 vrij.
Als de gebruikte elektriciteit wordt opgewekt uit bronnen die geen CO2 uitstoten (hernieuwbare energiebronnen, zoals zonne-energie), wordt de waterstof geproduceerd zonder enige uitstoot van broeikasgassen. Elektrolyse aangedreven door hernieuwbare elektriciteit is daarom een groenere technologie, ook wel Groene Waterstof genoemd.
Verschillende kleuren waterstof
De vele manieren waarop waterstof kan worden gemaakt, resulteren in vele soorten, of “kleuren”, waterstof. Hieronder vindt u een overzicht van de verschillende soorten waterstof.
Source: Global Energy Infrastructure
Wat zijn de voordelen van het gebruik van waterstof als brandstof?
Het gebruik van waterstof als brandstof brengt vele voordelen met zich mee. De belangrijkste zijn:
1. De enige emissie is water
Een van de voordelen van waterstofvoertuigen is dat de enige uitstoot die uit de uitlaat komt, zuiver, drinkbaar water is. Dit betekent dat zolang de energie die wordt gebruikt om waterstof te produceren duurzaam is, waterstof een echte groene brandstof kan zijn, die ook wel “groene waterstof” wordt genoemd.
2. Waterstof heeft een hogere energiedichtheid
Een ander voordeel dat waterstof heeft ten opzichte van batterijen is dat het een hogere energiedichtheid heeft, wat betekent dat het met een opslagsysteem onder zeer hoge druk veel minder ruimte in beslag neemt om een voertuig enige afstand te laten afleggen.
3. Het is sneller om te tanken
Een derde voordeel is dat het veel minder tijd kost om een waterstofauto te tanken dan om een elektrisch voertuig op te laden.
4. Opslag van overschotten
Waterstof maakt het mogelijk om het overschot aan geproduceerde energie op te slaan.
Voortdurende ontwikkeling van waterstofoplossingen
Een punt van zorg is echter de hoeveelheid energie die er eigenlijk nodig is om waterstof te maken. Momenteel is de energie die wordt gebruikt om waterstof te maken veel hoger dan de energie die wordt geproduceerd. Dit heeft te maken met het feit dat bij het maken van waterstof, een stroom wordt omgezet in materie. Deze materie wordt vervolgens weer omgezet in een stroom, wat meer stappen en transformaties vereist in vergelijking met elektrisch lithium.
De waterstofmarkt is nog volop in ontwikkeling, en nieuwe ideeën en concepten worden gecreëerd om de huidige problemen op te lossen. Een innovatie op de waterstofmarkt is vloeibaar gemaakte waterstof. Waterstof dat wordt vervoerd en opgeslagen in waterstofstations is meestal in gasvorm. Nu worden sommige waterstofstations al bevoorraad met een vloeibare vorm van waterstof, LH₂ genaamd. LH₂ maakt een hogere productiviteit mogelijk, en het is minder riskant om te vervoeren. Deze vloeibare technologie zou een oplossing kunnen zijn voor het dagelijks verbruik, dat de komende jaren sterk zal toenemen. LH₂ bevindt zich nog in een relatief vroeg stadium van ontwikkeling.
Waterstof is bijzonder interessant voor de zware transportsector
In vergelijking met elektriciteit is waterstof zeer aantrekkelijk voor vrachtwagens die lange afstanden afleggen, vooral wanneer rekening wordt gehouden met logistieke beperkingen zoals een hoog aantal af te leggen kilometers, een hoog laadvermogen en een beperkte beschikbare tijd om op te laden. Met waterstof aangedreven vrachtwagens kunnen grote afstanden afleggen op één energietank, met een betere energie-efficiëntie en zonder uitstoot.
Bovendien hebben waterstofvrachtwagens operationele kenmerken die vergelijkbaar zijn met die van dieselvrachtwagens. De eerste experimentele waterstofmodellen kunnen 400 tot 800 km afleggen alvorens bij te tanken, met als doel meer dan 1000 km voor het einde van dit decennium. De huidige tijd die nodig is om waterstofvrachtwagens bij te tanken wordt geraamd op minder dan 30 minuten, en naarmate de technologie zich verder ontwikkelt, kan dit cijfer wellicht met 65% worden teruggebracht. Bijgevolg kan worden gesteld dat de tanktijd en -frequentie voor vrachtwagens op waterstof rechtstreeks vergelijkbaar zijn met die van conventionele dieselvrachtwagens.
Overschakeling van de sector vrachtwagens en de transportsector op waterstof zou de koolstofemissies over de hele wereld drastisch verminderen.
De toekomst vereist een goede infrastructuur van waterstofstations
Om waterstof tot een standaardbrandstof voor de transportsector te maken, moet de prijs van de brandstof en het waterstofvoertuig betaalbaar zijn, zoals we dat ook in Europa zien gebeuren met EV’s. Maar wat nog belangrijker is, is dat er een goede infrastructuur van waterstofstations nodig is om een voertuig bij te tanken en de reis op de weg voort te zetten.
Onderstaande grafiek, afkomstig uit de Hydrogen Roadmap van de Europese Commissie (2017), laat de stijgende perspectieven zien van het aantal H2-stations (=HRS) samen.
Waterstofoplossingen op maat met TSG Gas
TSG neemt deel aan het Europese waterstofinfrastructuurnetwerk door zijn knowhow op het gebied van technische diensten voor verantwoorde mobiliteitsoplossingen aan te bieden. Met TSG Gas realiseert TSG een schoon en efficiënt alternatief voor traditionele brandstoffen. Wij leveren waterstofoplossingen op maat, inclusief het ontwerpen, installeren en onderhouden van uw waterstofinstallatie. Meer informatie over onze diensten?
