Waterstof is nodig om samen met elektriciteit op een duurzame manier in onze toekomstige energiebehoefte te voorzien. Elektriciteit, vooral opgewekt met wind en zon, is een schitterende energiedrager, maar moeilijk op te slaan. Om op de juiste momenten en op de juiste plaatsen voldoende energie te hebben, is een energiedrager als waterstof nodig, die wél goed is op te slaan en die over de wereldzeeën vervoerd kan worden. De plaatsen waar het hard waait en/of de zon zeer fel schijnt, en waar dus goedkoop duurzame energie te produceren is, liggen ver van de dichtbevolkte gebieden op aarde. Waterstof zal daarom nodig zijn voor een betaalbare energieopslag en internationaal transport, en in grote hoeveelheden in onze economie beschikbaar komen. Dat lijdt weinig twijfel. En daar kan de gebouwde omgeving van mee profiteren.
De gebouwde omgeving (en de glastuinbouw) vraagt vooral veel energie voor verwarming in de koude maanden. De totale hoeveelheid energie die in de wintermaanden naar de eindgebruikers stroomt, kan tot wel tienmaal hoger zijn dan in de zomer. De zon schijnt dan nauwelijks en het is niet gegarandeerd dat de windparken voldoende elektriciteit leveren op momenten dat dit echt nodig is. Ons uitstekende gasnet vangt momenteel die klappen op, en als we – zoals sommigen bepleiten – van het gas af moeten en een belangrijk deel van de bebouwing op elektrische verwarming met warmtepompen over moet gaan, zullen elektriciteitsnetwerken sterk verzwaard moeten worden om de piekvraag te kunnen bedienen.
Voor nieuwbouw is een elektriciteitsnetaansluiting met warmtepompen voor verwarming een prima oplossing. De gasaansluiting kan dan wegblijven. Maar tot 2050 zullen ook zo’n 6-7 miljoen bestaande woningen duurzaam verwarmd moeten worden, waarvoor tot dusver vooral in de richting van warmtepompen en warmtenetten (gevoed met rest- en/of aardwarmte) gekeken wordt, soms aangevuld met biogas.
Voor elektrificatie zullen de kosten voor het aanpassen van oudere woningen (warmtepompen, andere radiatoren en/of vloerverwarming, zware isolatiemaatregelen) in het algemeen vele tienduizenden euro’s bedragen. Ook de bijbehorende versterking van de elektriciteitsnetten, om ook op de koudste dagen voldoende elektriciteit naar de gebouwen te krijgen, is kostbaar. In een studie van CE Delft uit 2016 1), waarin de ‘ketenkosten’ voor heel Nederland worden berekend van verwarming met 1. biogas, 2. warmtepompen en 3. warmtenetwerken, viel de optie warmtepompen vanwege de hoge kosten zo goed als weg. Het bleek dat de gasinzet bij de beschikbaarheid van voldoende gas (er zal te weinig biogas zijn) oploopt tot wel zo’n 75% van de hoeveelheid energie die nodig is voor verwarming. De rest wordt vooral geleverd met warmtenetten, die overigens ook gas vragen voor bijverwarming op de piekmomenten. In deze studie is gerekend met een hoge gasprijs: 75 €ct./m3, de huidige productieprijs van biogas. Maar dan nog is biogas voor de maatschappij als geheel de goedkoopste oplossing in veel situaties.
In 2016 werd waterstof nog niet gezien als een serieuze optie om te voorzien in de energiebehoefte. Inmiddels zijn studies uitgevoerd 2) 3) om te beoordelen of het hogedruk-transportnetwerk en het lagedruk-distributienetwerk geschikt zijn voor waterstof. Met bescheiden aanpassingen zijn ze dat inderdaad. De Gasunie is inmiddels een traject gestart om voor 2030 de grote industriegebieden in Nederland met waterstofleidingen, omgebouwde aardgasleidingen, met elkaar te verbinden.
Ook wezenlijk is het punt dat de centrale warmtenetwerken met aardwarmte- en restwarmte-invoeding veelal niet op de piekvraag aangelegd zullen worden – omdat dit te duur is. Om in die piekvraag te voorzien is dus een aanvullende (waterstof)gas-infrastructuur nodig, bijvoorbeeld naar warmte-krachtcentrales in de steden. Als die leidingen er toch moeten lopen, dan is het natuurlijk ook de vraag of het niet kosteneffectiever is die meteen te gebruiken voor energietransport naar (een deel van) de gebouwde omgeving (in ieder geval de oude binnensteden), zodat daar geen nieuwe warmte- en/of elektriciteitsinfrastructuur hoeft te komen.
De eerste waterstof-cv-ketels van Nederlands fabricaat worden inmiddels getest in Rozenburg. In een Engelse studie 4) is berekend dat aanpassingskosten achter de voordeur (nieuwe cv-ketel, fornuis, gasmeter en arbeidsloon) rond de 3500 euro zullen bedragen. Isolatie is ook bij toepassing van waterstofketels gewenst. Isolatie zorgt immers altijd voor minder energiegebruik en dus ook voor lagere energiekosten. Het is dan niet noodzakelijk te isoleren tot een niveau waarbij lage-temperatuur-verwarming kan worden toegepast.
Hiermee ontstaat een aantrekkelijk beeld om waterstof voor de verwarming van gebouwen te gaan gebruiken. In ieder geval daar waar andere opties niet geschikt zijn, zoals in oude binnensteden, in dorpen met veel oudbouw en op het platteland. Ook is waterstof nodig voor de (piek)aanvulling bij elektrische oplossingen en bij rest- en aardwarmtegebruik. De waterstofoptie moet daarom snel beter onderzocht worden op de integrale maatschappelijke kosten in vergelijking met andere opties. De gemeentes die hun warmtevisies voor 2021 opgesteld moeten hebben, in samenhang met de Regionale Energie Strategieën, dienen de waterstofoptie dan ook serieus mee te wegen.
Door Chris Hellinga en Ad van Wijk
1) N. Naber, B. Schepers, M. Schuurbiers en F. Rooijers, „Een klimaatneutrale warmtevoorziening voor de gebouwde omgeving – update 2016,” CE Delft, 2016.
2) R. Hermkens, S. Jansma, M. v. d. Laan, H. d. Laat, B. Pilzer en K. Pulles, „Toekomstbestendige gasdistributienetten,” KIWA, 2018
3) A. v. d. Noort, W. Sloterdijk en M. Vos, „Verkenning waterstofinfrastructuur,” DNV GL, Groningen, 2017
4) D. Sadler, A. Cargill, M. Crowther, A. Rennie, J. Watt, S. Burton en M. Haines, „H21 Leeds City Gate,” Northern Gas Networks, 2016.
Dit artikel verscheen eerder op Omgevingsweb