Het Klimaateffect van Waterstof - de Do’s en Dont’s voor een net zero 2050 (Dutch)
Nederland zet vol in op het ontwikkelen van de waterstofeconomie. Er worden maatwerkafspraken gemaakt met de grote industrie en handelsverdragen gesloten met belangrijke landen. Er zijn subsidies voor onderzoek, overal worden pilots opgestart en/of opgeschaald en vrijwel elke sector heeft plannen om iets met waterstof te doen. Hoewel de relatief hoge prijzen van stroom, nettarieven en rentes ervoor zorgen dat projecten worden uitgesteld, gaan veel andere ontwikkelingen in volle vaart door. Denk bijvoorbeeld aan de aanleg van het internationale leidingnetwerk, dat voor waterstoftransport moet gaan zorgen door heel Europa.
Terwijl de waterstof ontwikkelingen in volle gang zijn, komt er in de wetenschap en bij toezichthouders steeds meer aandacht voor de klimaatrisico’s van waterstof. Deze treden op op het moment dat waterstof niet verbrandt, maar in de atmosfeer terechtkomt. Waterstofemissies kunnen een gevolg zijn van bijvoorbeeld chemische bedrijfsprocessen, onvolledige verbranding van waterstof, kleine lekkages, of afblazen en ontluchting van installaties bij overdruk of onderhoud. In het vorige artikel legden we uit hoe deze emissies bijdragen aan opwarming van de aarde en hoeveel. Ook zagen we dat in de worst case scenario’s waterstofemissies de klimaatvoordelen ten opzichte van fossiele brandstoffen (grotendeels) teniet kunnen doen. Het beperken van emissies is dus erg belangrijk voor het behalen van de klimaatdoelen.
Recent deelden experts uit de wetenschap en praktijk de meest up-to date kennis over Waterstofemissies. Er is behoefte aan verder onderzoek (metingen) naar daadwerkelijke emissies in verschillende stadia van de keten van waterstof, en ook naar de impact op het klimaat van deze hoeveelheden emissies. Hiervoor is verdere ontwikkeling nodig van de huidige meetapparatuur. Maar ondanks deze behoefte aan meer onderzoek, zijn experts het op verschillende onderwerpen hartgrondig eens. Met hen is er een lijst van do’s en don’ts geformuleerd om waterstof vanaf het begin goed te implementeren. Juist omdat het duidelijk is dat waterstof nodig zal zijn in de energietransitie, wil men voorkomen dat een groot deel van de klimaatwinst wordt misgelopen doordat emissies niet worden beperkt. De belangrijkste aanbevelingen (do’s en dont’s) van experts zijn:
Informeer stakeholders en klanten over het klimaateffect van waterstof. Het is een open deur, maar bewustzijn is de eerste stap naar het voorkomen van emissies. Het doel is zeker niet om het enthousiasme voor goede toepassingen van waterstof te verliezen. Zoals eerder gezegd zijn experts het erover eens dat waterstof een belangrijke rol in de toekomst gaat spelen, vooral voor toepassingen waarvoor geen goed alternatief beschikbaar is, zoals hoge temperatuur industrie, energieopslag, of langeafstandstransport.
Zorg voor een goed monitoring en response plan voor grote en kleine lekkages waarin steeds gewerkt wordt met de best beschikbare meetapparatuur. Op dit moment is monitoring van emissies met het oog op de klimaatimpact nog geen wettelijke vereiste, zoals dit wel het geval is voor methaan onder de Europese methaanverordening. Experts verwachten dat er vroeg of laat soortgelijke wetgeving zal komen voor waterstofemissies. Verplichting, of niet, de eerste stap voor het reduceren van emissies is inzicht, en dus monitoring.
Binnenkort komt het nieuw ontwikkelde meetinstrument van Aerodyne naar Nederland. Een apparaat waarmee real time kleine waterstofemissies (vanaf 50 kg/jaar) gemeten kunnen worden. Dit apparaat wordt in een vrachtwagen met andere meetapparatuur geplaatst en zal door Nederland gaan rijden. Daar kan het licht verhoogde waterstofconcentraties (van slechts een paar parts per billion) waarnemen en zo de “rookpluim” van een waterstoflekkage in beeld brengen. Idealiter wordt er bij waterstofprojecten bij het ontwerp al rekening gehouden met monitoring. Zo is voor de Aerodyne een weg rond het object op circa 125 m afstand ideaal, zodat bij elke windrichting gemeten kan worden. Door hier bij het ontwerp al goed over na te denken kunnen aanzienlijke kosten later worden bespaard als er een monitoringsverplichting komt.
Voer een milieu-life cycle assessment uit waarin emissies meegenomen worden en alternatieven vergeleken. Dit geldt zowel voor visies en strategieën als voor specifieke projecten. Denk bijvoorbeeld aan het vergelijken van de klimaatimpact van verschillende waterstofproductie- en opslaglocaties, vestigingslocaties van bedrijven, waterstofdragers, transportmediums, als ook verschillende typen installaties. Een recente life cycle analyse laat bijvoorbeeld zien dat de klimaatwinst van groene waterstofproductie op verre, gunstige locaties tenietgedaan kan worden door lekkages tijdens transport. Dergelijke studies helpen om geïnformeerde keuzes te maken. Het Ministerie van Economische Zaken komt binnenkort met een visie op waterstofdragers.
Pas de bestaande kwaliteitsstandaarden voor bouwen voor waterstof toe, ook uit andere branches. Wereldwijd wordt waterstof al veel langer gebruikt voor bijvoorbeeld gaslantaarns (19de eeuw) en de industrie (sinds de jaren 90). Omdat werken met waterstof niet nieuw is, zijn er bestaande kwaliteitsstandaarden en methoden om lekkage te voorkomen. Helaas worden deze nog niet altijd gevolgd. Denk bijvoorbeeld aan het gebruik van de juiste materialen en verbindingen, voorkomen van afblazen en het volgen van standaarden zoals de ASME B31.12, voor pijpleidingen en NACE om veroudering vast te stellen van mechanische delen. Kijk hier voor meer informatie.
Maak wettelijk beleid om waterstofemissies te beperken. Hiervoor is het van belang dat we op Europees niveau het indirecte broeikasgaseffect van waterstof wettelijk vastleggen en verder onderzoek doen om te bepalen hoeveel waterstofemissies acceptabel zijn om de klimaatdoelen te halen. Door zogenaamde “grenswaarden” en "emissie budgetten" vast te stellen en voor uniforme handhaving te zorgen ontstaat een level playing field voor waterstofontwikkelingen. Dat is belangrijk om te voorkomen dat Europese landen met elkaar gaan concurreren op basis van strengere, of minder strenge milieuwetgeving. Zodra deze normen vastgesteld zijn, zal er naar verwachting Nederlands beleid komen om emissies te monitoren en zullen eisen worden gesteld in vergunningsaanvragen. Bijvoorbeeld door te vragen naar:
De milieu-cycle assessment van het project en alternatieven
Monitoring en response plan
Verplichte toepassing van bestaande kwaliteitsstandaarden
Sommige toezichthouders lopen hier al in voorop en starten met vragen om deze maatregelen.
Gebruik groene elektriciteit zoveel mogelijk direct.
Daar waar elektriciteit toegepast kan worden, heeft dit de voorkeur boven waterstof. Denk bijvoorbeeld aan het verwarmen van woningen, of nationaal transport. De redenatie is simpel: daar waar we waterstof niet gebruiken, kan het ook niet lekken. Ook vanuit energetische efficiëntie wordt deze maatregel onderbouwd. Experimenten met waterstof zijn volgens de experts in elke sector gewenst. Daar leren we van. Echter, is opschaling van sommige toepassingen vanuit het klimaat of energetisch minder wenselijk.
Produceer en gebruik zoveel mogelijk groene waterstof. In Nederland willen we uiteindelijk de transitie maken naar groene waterstof. Op dit moment is de meeste waterstof die gebruikt wordt nog grijs, wat betekent dat deze uit fossiele brandstoffen afkomstig is. Een klein deel is blauw (grijze waterstof waarbij de CO2 wordt afgevangen). Bij de productie van grijze en blauwe waterstof vinden naast waterstof ook methaanemissies plaats en beide typen emissies willen we voorkomen.
Kortom, of je nu beleidsmaker, adviseur, of technisch ontwerper bent, er zijn al een aantal heldere punten om mee aan de slag te gaan. Samen kunnen we ervoor zorgen dat waterstof meteen vanaf het begin zo goed mogelijk geïmplementeerd wordt. Nu nog vrijblijvend, maar naar verwachting binnenkort voor iedereen de standaard.