Waterstof: Tussen Hype en Hoop – Een Rationele Blik op Toepassingen en Kansen

De belangstelling voor waterstof als energiedrager is de afgelopen jaren explosief gegroeid. Overheden, bedrijven en investeerders wereldwijd zien in waterstof een mogelijke sleutel tot decarbonisatie van moeilijk te elektrificeren sectoren. Tegelijkertijd klinkt er ook kritiek: de waterstofhype zou voorbijgaan aan technische beperkingen, hoge kosten en inefficiënties. Wat is waar? Waar liggen de echte kansen voor waterstof? En waar moeten we terughoudend zijn?

In dit artikel analyseren we waterstoftoepassingen aan de hand van drie gezaghebbende bronnen: het technische overzicht van Hydrogen Europe (2021), het recente Engelstalige overzichtsartikel “The Green Hydrogen Transition: Beyond Hype Towards Real Impact”, en de bekende “Hydrogen Ladder” van Michael Liebreich (versie 4.1, versie 5 en 6 zijn er ook).

Waterstof: wat is het en waarom nu?

Waterstof (H₂) is het meest voorkomende element in het universum, maar komt op aarde zelden voor als vrij gas. Het moet dus worden geproduceerd – meestal uit aardgas (grijze waterstof), met CO₂-afvang (blauw) of via elektrolyse van water met hernieuwbare energie (groen). Groen waterstof geldt als het duurzaamste alternatief, maar is momenteel nog duur en energie-intensief om te produceren.

De aantrekkingskracht van waterstof ligt in het feit dat het bij verbranding of elektrochemische omzetting in een brandstofcel geen CO₂ uitstoot – alleen water. Bovendien kan het chemisch worden opgeslagen, getransporteerd en ingezet waar directe elektrificatie moeilijk of onmogelijk is.

Een typologie van toepassingen

Hydrogen Europe verdeelt waterstoftoepassingen in vier hoofdcategorieën:

1. Industrie: als grondstof (bijv. in raffinage, kunstmestproductie, staalindustrie).
2. Mobiliteit: als brandstof voor voertuigen (trucks, bussen, treinen, schepen).
3. Energieopslag en -productie: voor balancering van het elektriciteitsnet, in turbines of brandstofcellen.
4. Gebouwde omgeving: verwarming van gebouwen via waterstofketels of blended gasnetten.

Maar niet al deze toepassingen zijn even kansrijk of efficiënt. De Hydrogen Ladder van Michael Liebreich helpt bij het onderscheiden van zinnige en minder zinnige toepassingen.

De Hydrogen Ladder: een nuchtere prioriteitenlijst

Michael Liebreich, oprichter van BloombergNEF, heeft een pragmatische rangorde opgesteld van waterstoftoepassingen op basis van technische en economische haalbaarheid. Zijn ladder bestaat uit vier niveaus:

1 : No-brainers –  (hoge prioriteit, kostenefficiënt)

• Ammoniakproductie
• Raffinaderijen
• Staalproductie (met direct reduced iron)
• Kunstmestsector

In deze toepassingen is waterstof reeds in gebruik of is het technisch relatief eenvoudig inpasbaar. Hier is waterstof geen hype, maar een praktische oplossing.

2 : Potentially compelling (veelbelovend maar afhankelijk van lokale context)

• Langeafstandsvrachtvervoer (vrachtwagens)
• Scheepvaart
• Vliegtuigen op korte afstand (met brandstofcellen)
• Seizoensopslag van energie

Deze toepassingen hebben potentieel waar elektrificatie moeilijk is of batterijen te zwaar zijn. Maar de infrastructuur en economische haalbaarheid vergen nog flinke stappen.

3 : Challenging (lage prioriteit of weinig kans van slagen)

• Personenauto’s op waterstof
• Verwarming van woningen
• Distributie via bestaande aardgasnetten

Voor deze toepassingen zijn efficiëntere alternatieven beschikbaar, zoals warmtepompen en elektrische auto’s. Hier lijkt waterstof eerder een omweg dan een oplossing.

4 : Non-sensical  (vermijden)

• Back-upgeneratoren in huizen
• Keukentoestellen op waterstof
• Waterstof als grootschalige vervanger van aardgas voor residentiële verwarming

Volgens Liebreich is dit verspilling van groene waterstof, die kostbaar en schaars blijft.

Waar liggen de echte kansen?

Laten we de kruising maken tussen theorie en praktijk:

a. Decarbonisatie van industrie

De zwaarste en meest urgente sector is de industriële sector, waar waterstof als grondstof wordt gebruikt. Hier zijn de CO₂-reducties substantieel, en is de overstap van grijs naar groen relatief logisch. Projecten als HYBRIT (Zweden) voor waterstof-gebaseerde staalproductie laten zien dat het kan. Dit is ook economisch verdedigbaar mits de prijs van CO₂-uitstoot oploopt.

b. Internationale handel in waterstofdragers

Ammoniak als waterstofdrager voor internationale handel is een realistisch scenario. Vooral Japan en Zuid-Korea zetten in op import van groene waterstof (vaak in de vorm van NH₃). Dat opent exportkansen voor landen met veel zon en ruimte (zoals Australië, Marokko of Chili).

c. Zware mobiliteit: vrachtauto’s, treinen, schepen

Hier speelt het voordeel van hoge energiedichtheid van waterstof een rol. Waterstoftrucks kunnen sneller tanken dan batterij-elektrische trucks kunnen opladen. Ook voor treintrajecten zonder bovenleiding en binnenvaart is waterstof een interessante optie.

d. Energieopslag op de lange termijn

Groene waterstof kan fungeren als opslagmedium voor overschotten uit zon en wind, met omzetting terug naar stroom via turbines of brandstofcellen. Vooral op seizoensschaal (zomer-winter) is dit relevant. Wel blijft de ronde rendementsverliezen (~30-40%) een issue.

Waar moeten we terughoudend zijn?

Waterstof in woningen, personenauto’s of korte-afstandsstadsbussen zijn toepassingen die in de praktijk niet op kunnen tegen efficiëntere elektrische alternatieven. De energieketen is te lang, de verliezen te groot, en de kosten ongunstig. Ook veiligheid en infrastructuur zijn hier vaak complex.

Hetzelfde geldt voor het mengen van waterstof in aardgasnetten. Dit lijkt aantrekkelijk (“blending”), maar leidt tot marginale CO₂-reductie en bemoeilijkt achteraf zuivering van de waterstof.

Conclusie: kies de juiste niche

De toekomst van waterstof ligt niet in alles voor iedereen. Het is een kostbare en complexe energiedrager die strategisch moet worden ingezet. Overheden en bedrijven doen er verstandig aan om zich te concentreren op toepassingen waar waterstof:

• de enige of beste optie is;
• een grote impact op CO₂-reductie heeft;
• op schaal uitgerold kan worden zonder onrendabele subsidies.

Waterstof is geen wondermiddel, maar ook geen luchtkasteel. Met een heldere focus op industrie, zware mobiliteit, opslag en internationale handel kunnen we de hype ontstijgen – en echt impact maken.