Waterstof wordt al lange tijd beschouwd als een belangrijke enabler in de energietransitie omdat het de energie-, transport-, bouw- en industriesectoren met elkaar verbindt en kan worden gebruikt als CO2-neutrale energiebron, opslag- en leveringsmethode. Zo kan ‘groene’ waterstof die door middel van elektrolyse wordt opgewekt uit hernieuwbare elektriciteit en water via de bestaande gasinfrastructuur worden getransporteerd, tijdelijk worden opgeslagen en vervolgens in gebouwen worden gebruikt als energiebron voor CO2-vrije verwarming. Zo ondersteunt waterstof de decarbonisatie en de implementatie van globale klimaatdoelstellingen in de bouwsector. De business Smart infrastructure van Siemens engageert zich om op intelligente wijze energiesystemen, gebouwentechnologie en industrieën te verbinden om de veranderende manier waarop we leven en werken technologisch te begeleiden. Energieautomatisering- en smart grid-oplossingen staan aan de basis van toekomstbestendige systemen die mee-evolueren met onze veranderende wereld.

Klimaatonderzoekers en milieudeskundigen, maar ook de samenleving en de politiek zijn het erover eens: de energietransitie is cruciaal om de klimaatverandering en de bijbehorende opwarming van de aardse atmosfeer te beperken. Daarnaast bestaat er een consensus over het feit dat de klimaatverandering en de daaruit voortvloeiende stijging van de zeespiegel en milieurampen worden veroorzaakt door menselijke activiteiten. Door fossiele brandstoffen te verbranden voor industrie en mobiliteit, om gebouwen te verwarmen en vooral om elektriciteit op te wekken, produceert de mens te veel schadelijke koolstofdioxide.

Hernieuwbare energiebronnen, voornamelijk wind, waterkracht en zonne-energie, kunnen worden gebruikt om elektriciteit op te wekken om de CO2-uitstoot aanzienlijk te verminderen en de opwarming van de aarde te beperken tot 1,5 °C, zoals bepaald door het Klimaatakkoord van Parijs. Tegelijkertijd is het essentieel om het absolute energieverbruik te verminderen, bijvoorbeeld door de efficiëntie van energieverbruikers te verbeteren. In de bouwtechnologie kan tot 30 procent energie bespaard worden, gewoon door verouderde verwarmingssystemen te vervangen door gascondensatieketels met geavanceerde regeltechnologie. In Europa is 60 procent van alle verwarmingsapparatuur verouderd.

Om gebouwen te verwarmen, maakt de sector gebruik van warmtepompen die worden aangedreven door omgevingswarmte (ongeveer 75 procent) en elektriciteit (25 procent). Maar het zal nog ettelijke jaren duren voor we overal kunnen overschakelen op geavanceerde verwarmingssystemen en dat is ook niet altijd eenvoudig, vooral in bestaande gebouwen. Daarnaast is er nog niet genoeg hernieuwbare elektriciteit beschikbaar om alle gebouwen en de transport- en industriesector volledig te elektrificeren. En last but not least moeten de elektriciteitsnetten massaal worden uitgebreid om deze doelen te bereiken.

Tussentijdse opslag voor hernieuwbare energie
Op de vergadering van de G20-landen in oktober 2021 in Rome waren de deelnemers het erover eens dat we nog meer moeten doen om het klimaat te beschermen. Door het toenemende gebruik van wind- en zonne-energie om elektriciteit op te wekken, wordt het echter steeds moeilijker om de elektriciteitsnetten in evenwicht te brengen tussen productie en verbruik. Daarom is er nood aan energieopslag. Een mogelijkheid voor energieopslag is de productie van waterstof. Een bepaalde hoeveelheid waterstof kan al in de gasnetten worden geïnjecteerd en in verwarmingssystemen worden gebruikt in combinatie met aardgas.

Uit een aantal diepgaande studies blijkt dat een waterstofgehalte van 10 procent in aardgas geen problemen zal veroorzaken voor consumenten. De meeste apparatuur kan al 20 procent waterstof aan. Dit betekent dat de overtollige elektriciteit op een klimaatneutrale manier kan worden gebruikt aan de hand van elektrolyse-systemen om water te scheiden in zuurstof en waterstof. Waterstof kan dan gebruikt worden via de bestaande gasinfrastructuur.

Waterstofproject in Wunsiedel

De eerste testinstallaties die op deze manier werken worden al gebruikt. Momenteel wordt in de stad Wunsiedel in het Fichtelgebergte van Beieren een baanbrekende fabriek gebouwd voor de productie van ‘groene’ waterstof. Met een capaciteit van 6 MW in de eerste uitbreidingsfase is dit een van de grootste fabrieken in zijn soort, met een voorbeeldrol voor heel Duitsland.

Dankzij het vermogen om veranderende mengverhoudingen te hanteren, biedt het gebruik van waterstof om gebouwen te verwarmen een oplossing om de elektriciteitsnetten in evenwicht te brengen. Tegelijkertijd is dit een steeds klimaatvriendelijkere manier om gebruik te maken van bestaande faciliteiten die werken op gas.

Het enorme potentieel van waterstof
Volgens de ‘Hydrogen Roadmap’ van de Duitse industriebond DVGW moet het mogelijk zijn om het aandeel waterstof in gasnetten te verhogen tot 100 procent om een klimaatneutrale toekomst te realiseren. Maar er is nood aan meer technische innovaties en fundamentele veranderingen in de normalisatie om alle gastoestellen om te schakelen. Uiteraard zal waterstof op korte termijn niet op grote schaal beschikbaar zijn om in het gasnet te worden geïnjecteerd. Maar deze methode is veelbelovend omwille van de mogelijkheid tot continue uitbreiding met behoud van de bestaande infrastructuur. Dit kan door gebruik te maken van gastoestellen die ‘waterstofklaar’ zijn.

Om de energietransitie in de bouwsector succesvol uit te voeren, is het essentieel om een strategie te volgen die openstaat voor alle technologieën. Waterstof biedt een unieke kans om de verschillende sectoren te verbinden omdat het kan ingezet worden zowel als energieopslagmedium als energiedrager om gebouwen te verwarmen. Om zich hierop voor te bereiden is de sector van de gasverwarmingstoestellen haar technologieën aan het aanpassen voor het gebruik van waterstof.

Overzicht van waterstofprojecten in Europa:
www.h2-project-visualisation-platform.entsog.eu

Wil je weten wat België doet voor de energietransitie ?  Surf naar www.watdoenwevoorhetklimaat.be