Groene waterstof vervoeren door het aardgasnet: de nabije toekomst?

Onderzoekers van de KU Leuven en Fluxys willen analyseren of het geproduceerde groene waterstof rechtstreeks in het aardgasnet kan worden geïnjecteerd. In hoeverre kunnen we het bestaande gasnet ombouwen naar een waterstofnet? En welke rol kan groene waterstof spelen in de energie­transitie? Wij vroegen het aan de onderzoekers zelf. 

Een zonnepaneel dat waterstof maakt uit het vocht in de lucht. Dat was de wereldprimeur waar onderzoekers van de KU Leuven twee jaar geleden mee uitpakten. Het idee was eenvoudig: een energiesysteem bouwen dat overal werkt. “Zonlicht en water zijn overal voorhanden, zelfs in de woestijn”, vertelden professor Johan Martens en zijn onderzoeksteam van het Centrum voor Oppervlaktechemie en Katalyse ons toen. “Ons paneel vangt water uit de lucht en zet het op een zo efficiënt mogelijke manier om in waterstof en zuurstof, die apart worden opgevangen.” Baanbrekend was ook de schaal: één paneel kan tot 250 liter waterstof per dag produceren. Vandaag wordt groene waterstof doorgaans geproduceerd door middel van elektrolyse, in zeer grote installaties die niet altijd worden aangedreven door hernieuwbare energie, terwijl de technologie van de KU Leuven op elke schaal kan en 100 % hernieuwbaar is. 

Nu, twee jaar verder, werken diezelfde onderzoekers onder de noemer ­Solhyd aan tal van proefprojecten om de mogelijke toepassingen van hun waterstofpaneel te onderzoeken. Met de proefopstelling op het groendak van het Fluxys-labo willen ze analyseren of het gas uit het bewuste waterstofpaneel bruikbaar is om in het aardgasnet te injecteren. “Alles hangt af van de ­kwaliteit van het gas en of het compatibel is met het aardgasnet”, vertelt onderzoeker Jan Rongé. “Daarnaast biedt de proefopstelling ons ook de kans om na te gaan hoe ons paneel zich gedraagt doorheen het jaar: wat is de invloed van de oriëntatie, het uur van de dag, van de zonintensiteit enzovoort op de samenstelling van het waterstofgas? Eens we de antwoorden op deze vragen hebben, kunnen we meer pilootprojecten uitrollen.” 

Het laboratorium van Fluxys is in België een gekend expertisecentrum in volumemeting van gassen en de zogenoemde gaschromatografie, het analyseren van de samenstelling van gassen. “We laten de KU Leuven graag profiteren van onze expertise, terwijl het ook voor ons interessant is om deze analyses te doen op waterstof in plaats van aardgas”, vertelt Remy Laurent, woordvoerder bij Fluxys. “Wij zijn ervan overtuigd dat waterstof, en groene waterstof in het bijzonder, een belangrijke rol zal spelen in de energietransitie. We hebben zelf de ambitie om een gedeelte van ons gasnet om te bouwen om waterstof te vervoeren. Concreet zouden we tegen 2025 klaar zijn om een deel van onze klanten in de grote industrie rechtstreeks van waterstof te voorzien via ons hogedruknet. De industrie is vandaag verantwoordelijk voor 40% van de CO2-uitstoot in ons land. Nu maken deze bedrijven gebruik van waterstof geproduceerd met behulp van aardgas, zogenaamde ‘grijze’ waterstof. We kunnen hun uitstoot aanzienlijk helpen beperken door deze bedrijven van groene waterstof te voorzien.”

Fluxys wil daarvoor de bestaande infrastructuur zoveel mogelijk hergebruiken. “Het spreekt voor zich dat dit veel kostenefficiënter is dan nieuwe infrastructuur aanleggen”, aldus Remy Laurent. “Om waterstof veilig voor onze bestaande leidingen te kunnen vervoeren, zijn vooral de drukvariaties van belang en de impact die deze hebben op de leidingen. Dat zijn we nu aan het onderzoeken.”

Of waterstof ook een rol kan spelen in de energievoorziening van onze gebouwen, zal de toekomst nog moeten uitwijzen. Jan Rongé: “Wij maken waterstof uit zonlicht. Dat kan op eender welke plek maar vergt wel een aanzienlijke oppervlakte. Als we onze waterstof rechtstreeks in het net kunnen injecteren, zijn we veel minder plaatsgebonden.   

Anderzijds is er met warmtepompen al een mooie technologie voorhanden om gebouwen duurzaam te verwarmen. Maar het omschakelen van al onze gebouwen op elektriciteit is een enorme uitdaging, en dat terwijl er al een gasnet ligt en er zeer grote hoeveelheden groene waterstof zullen beschikbaar zijn in de toekomst. Een fractie van die waterstof zou kunnen ingezet worden om een deel van onze gebouwen van energie te voorzien, maar veel vragen hebben vandaag nog een antwoord nodig: voor welke gebouwen is waterstof efficiënt? Wat is de impact op het distributienetwerk? Dat moeten we de komende jaren verder onderzoeken.”

Want waterstof zal volgens Jan Rongé zonder twijfel een belangrijke rol spelen in de energie­transitie. “We zullen altijd gassen nodig hebben, zeker in sectoren zoals de industrie en de luchtvaart, maar als we het klimaat willen vrijwaren is groene waterstof de logische keuze.” 

Daar is ook Remy Laurent van overtuigd: “Europa wil tegen 2050 evolueren naar het eerste klimaatneutrale continent, met een energiemix die voor 50% uit elektriciteit komt en voor de overige 50% uit energiebronnen zoals biomethaan, biobrandstoffen en groene waterstof. Als zich een overschot aan hernieuwbare energie voordoet is waterstof een ideale molecule aangezien ze toelaat om elektriciteit op te slaan. We kunnen ons inbeelden dat we over een aantal jaren groene waterstof in bestaande gasinfrastructuren gaan stockeren in de zomer om er in de winter elektriciteit mee te maken bij een tekort of om grote industriële klanten te bevoorraden met een koolstofneutrale molecule.” 

Het potentieel van waterstof staat buiten kijf, maar vooraleer onze daken bezaaid zijn met de waterstofpanelen van de KU Leuven, zijn er nog wel wat hordes te nemen. “We zijn nog aan het bekijken hoe we onze productiecapaciteit kunnen opschalen om betaalbare panelen te gaan produceren onder een spin-offbedrijf. Eens het zover is, zie ik veel toekomst voor onze panelen op plaatsen waar we grote hoeveelheden groene waterstof kunnen produceren om rechtstreeks te injecteren in het aardgasnet. Ik denk bijvoorbeeld aan een agrivoltaïsch systeem waarbij we meerdere hectaren panelen plaatsen boven een landbouwgebied. Daarnaast werken we ook aan proefprojecten in Afrika, waar meer zon en vocht voorhanden is en de nood aan gedecentraliseerde opwekking van groene energie hoog is. De mogelijkheden zijn legio”, besluit Jan Rongé.