Waterstofgas kan aardgas vervangen zonder grote aanpassingen aan het gasnet en apparatuur. Het is net als elektriciteit een energiedrager en geen energiebron. De duurzaamheid van waterstof hangt af hoe deze wordt geproduceerd. Waterstof wordt tot 2023 in de gebouwde omgeving alleen gebruikt in pilots om ervaring op te doen. Het kost namelijk veel elektriciteit om waterstof te maken. Voorlopig hebben we hernieuwbare elektriciteit nog hard nodig om de elektriciteitsvoorziening te verduurzamen.
Laatste update: september 2020
Geschiktheid
Waterstof is in de gebouwde omgeving geschikt voor ruimteverwarming en het maken van warm tapwater. Koken op waterstof kan, maar er zijn op dit moment geen kooktoestellen voor in huis beschikbaar. Daarnaast is er nu al een goed alternatief voor koken op aardgas beschikbaar: koken op inductie. Deze factsheet gaat vooral in op de optie om aardgas volledig te vervangen door waterstof. Er zijn ook andere mogelijkheden (zie verderop).
Op dit moment is er weinig CO₂-arme waterstof beschikbaar. Daarom wordt waterstof niet gebruikt bij buurten die vóór 2030 van het aardgas af gaan. Tot die tijd gaat het vooral om pilots om ervaring op te doen.
Naast technische haalbaarheid en beschikbaarheid van duurzaam geproduceerde waterstof is betaalbaarheid een belangrijk aandachtspunt. Het ligt voor de hand dat waterstof in eerste instantie vooral toegepast wordt waar andere alternatieven ingewikkeld en kostbaar zijn. Dat kan in andere sectoren zijn, zoals de industrie of mobiliteit. Of in oude binnensteden met moeilijk te isoleren gebouwen, waar de ondergrond geen ruimte biedt voor een warmtenet. Of waterstof een kosteneffectieve oplossing wordt voor een groter deel van de gebouwde omgeving, zal komend decennium duidelijker worden.
Huidige gasinfrastructuur
Waterstof kan met een paar kleine aanpassingen door het bestaande gastransportnet en distributienet vervoerd worden. Binnen gebouwen moet het leidingnetwerk gecontroleerd en mogelijk aangepast worden. Dit kan ook gelden voor de bestaande gasmeters.
Veiligheid
Waterstof is niet gevaarlijker of minder gevaarlijk dan andere brandbare gassen, maar het heeft andere eigenschappen dan aardgas. Bekijk het overzicht van deze eigenschappen en de veiligheid. Voor veilig gebruik van waterstof in gebouwen zijn nieuwe protocollen en normen nodig. Zo moet geur toegevoegd worden. Wereldwijd en nationaal in de Innovatieregeling wordt hieraan gewerkt. Het voordeel van waterstof boven aardgas is dat er geen koolmonoxide vrij komt.
Combineren met ander soort gas
Waterstof gebruik je puur of meng je met aardgas of groengas. Moderne cv-ketels en gasfornuizen kunnen naar schatting zonder problemen tot 20% bijmenging van waterstof aan. Bij oude apparaten kan dit niet zomaar en de grenswaarde dient nader onderzocht te worden. Wettelijk mag er nu maar 0,5% worden bijgemengd.
Waterstof en een warmtepomp
Waterstof kan ook gebruikt worden in combinatie met een elektrische warmtepomp. De warmtepomp zorgt dan voor de basisbehoefte aan warmte. Een hulpketel die op waterstof werkt wordt ingeschakeld tijdens de piekmomenten (dit noemen we een hybride warmtepomp). In sommige landen wordt ingezet op brandstofcellen. Deze produceren elektriciteit en warmte, maar zijn nog wel duur. Waterstof kan ook een rol krijgen als brandstof in de piekvraag van warmtenetten.
Duurzaamheid
Waterstof kan op verschillende manieren geproduceerd worden:
- Grijze waterstof wordt geproduceerd uit aardgas of andere fossiele brandstoffen. Daarbij komt CO₂-vrij. Dit zorgt voor meer CO₂-uitstoot dan als je meteen aardgas verstookt. Het energetisch rendement is ongeveer 80% bij deze productiewijze. Op dit moment is de meest gebruikte methode om waterstof te maken.
- Bij blauwe waterstof wordt bij het productieproces de vrijkomende CO₂ opgevangen voordat het verloren gaat. Daarna wordt het hergebruikt of opgeslagen in bijvoorbeeld lege gasvelden. De CO₂ die wordt afgevangen varieert tussen 55 – 90%.
- Groene waterstof wordt gemaakt van water met behulp van hernieuwbare elektriciteit (elektrolyse). Op deze manier kan met waterstof grootschalig hernieuwbare energie worden opgeslagen en vervoerd. Bij dit proces gaat ongeveer 30% energie verloren.
CO₂-besparing
Gebruik van waterstof als brandstof zorgt niet automatisch tot CO₂-besparing. Er is pas vermindering van CO₂-uitstoot als de productie van waterstof CO₂-neutraal of CO₂-arm plaatsvindt. Bijvoorbeeld door elektrolyse met behulp van groene stroom of met stroom die is opgewekt met kernenergie. Als waterstof wordt geproduceerd op basis van aardgas, leidt waterstof alleen tot CO₂-reductie (ten opzichte van de directe inzet van aardgas als brandstof) als de gevormde CO₂ wordt opgevangen en opgeslagen.
Andere emissies
Bij het verbranden van waterstof met lucht wordt NOx gevormd. De hoeveelheid NOx die vrij komt bij verbranden van waterstof is gelijk of iets groter dan bij aardgas, maar vergeleken bij anderen bronnen als landbouw of verkeer nog steeds beperkt.
Ruimtegebruik
Er is veel ruimte nodig voor windmolens of zonneparken. Voor het maken van groene waterstof door elektrolyse is namelijk veel hernieuwbare elektriciteit nodig. Voor het verwarmen op waterstof van een woonwijk met 590 gemiddelde woningen (niet geïsoleerd, HR ketel) is ongeveer 1 windmolen of zijn ongeveer 16 hectare zonnepalen nodig. Lees meer informatie in het TNO rapport Waterstof als optie voor een klimaatneutrale warmtevoorziening in de bestaande bouw .
Betrokken partijen
Wat betekent de inzet van waterstof voor betrokken partijen?
Netbeheerder
De netbeheerders zullen het netwerk moeten aanpassen om het geschikt te maken voor waterstof. Ook moeten installaties binnenshuis gecontroleerd en eventueel aangepast worden, zoals de gasmeters. Zo'n omschakeling is een grote operatie.
Gemeente
De gemeente heeft, samen met het netwerkbedrijf, een bepalende rol. De gemeente zal immers op basis het afwegen van alle belangen bepalen - volgens nieuwe wetgevende kaders - of en wanneer in welke buurt naar waterstof wordt omgeschakeld. Dit zal per ruimtelijke eenheid in zeer kort tijdsbestek moeten gebeuren als het distributienetwerk niet dubbel wordt uitgevoerd.
Eindgebruikers
In principe hoeft de bewoner, naast warmtevraagbeperkende maatregelen, zijn of haar huis ‘slechts’ waterstof-ready te maken. Het leidingwerk en de hybride warmtepomp of de ketel en eventuele andere huishoudelijke apparaten moeten dus ‘waterstofproof’ zijn. Dit betekent in ieder geval een aangepaste brander in de ketel. Koken gaat waarschijnlijk op inductie. Daarnaast zijn voor afgesloten ruimtes voorzorgsmaatregelen nodig, zoals waterstofmelders. Een voordeel van omschakeling op waterstof (of groengas) is dat de eindgebruiker in een eigen tempo de warmtevraag kan beperken.
Rijksoverheid
De Rijksoverheid zal duidelijke kaders moeten scheppen. Ook zal zij bevoegdheden en verplichtingen van gemeenten en netbeheerders duidelijk moeten inkaderen en mogelijk maken. Verder zal de overheid moeten aangeven hoe bijvoorbeeld internationaal opgewekte duurzame waterstof meetelt bij de verduurzaming van de Nederlandse gebouwde omgeving.
Stand van de techniek
Technisch lijkt waterstof op korte termijn bruikbaar in Nederlandse gebouwen. Innovatie rondom cv-ketels en eventuele andere huishoudelijke apparatuur blijven hierbij belangrijk. Ook regelgeving, normeringen, belastingwetgeving en voldoende aanbod van producten zijn de komende jaren punten waaraan gewerkt moet worden.
Het proces om van aardgas naar (pure) waterstof te gaan is niet makkelijk. De omschakeling kan naar de huidige inzichten niet geleidelijk gaan, maar moet voor een buurt of straat in één keer. Er gaat of aardgas óf waterstofgas (al dan niet bijgemengd) door het gasnetwerk, vanwege de veiligheid. Er is nog weinig ervaring om dit zo efficiënt en veilig mogelijk te doen.
Betaalbaarheid
Het is nog niet duidelijk of waterstof richting 2030, richting 2050 of helemaal niet voor een betaalbare prijs beschikbaar komt voor de gebouwde omgeving. Dat hangt ook af van het alternatief en de lokale omstandigheden van een wijk. Mogelijk worden op termijn brandstofcellen op waterstof interessant eventueel in combinatie met een warmtepomp. Die maken elektriciteit en warmte, maar ze zijn nu nog erg duur. De belangrijkste ontwikkelingen voor de toekomst van waterstof zullen vooral verband houden met de productie van waterstof en de prijsontwikkeling.
Kosten voor de eindgebruiker
De kosten zijn afhankelijk van de internationale ontwikkelingen, kostprijsverlagingen, belastingregimes en eventuele subsidies. Waterstof kan op termijn een goed en betaalbaar alternatief zijn, voor segmenten waarbij andere oplossingen niet realiseerbaar of duur zijn.
Voorbeeldprojecten
Hieronder vind je een overzicht van voorbeeldprojecten:
Meer informatie
Vragen?
Heb je meer vragen over waterstof? Neem dan contact op met onze
helpdesk. Een van onze adviseurs helpt je graag verder.