Witte waterstof: energierevolutie of luchtspiegeling?

Enkele weken na de ontdekking van een potentieel kolossaal reservoir in Lotharingen (Frankrijk) is witte waterstof een veelbelovende bron die steeds meer belangstelling krijgt. Dit type natuurlijke waterstof zou een revolutie teweeg kunnen brengen in industriële sectoren, waaronder de verwarmings- en transportsector, door een groen alternatief te bieden voor fossiele brandstoffen. Ontdek alles over deze mysterieuze energiebron.

De verschillende vormen van waterstof en hun invloed op het milieu

Om witte waterstof beter te begrijpen, kunnen we eerst een onderscheid maken tussen de andere soorten waterstof:

• Grijze waterstof (of blauw): het wordt voornamelijk geproduceerd uit koolwaterstoffen zoals aardgas, en de productie ervan genereert veel CO2. Dit staat bekend als stoomreforming, waarbij de waterstofatomen worden gescheiden van de koolstofatomen van methaan (CH4), waarbij helaas CO2, een broeikasgas, vrijkomt. We spreken van blauwe waterstof als deze CO2 gedeeltelijk wordt afgevangen en opgeslagen of gerecycled. De productieopbrengst van grijze waterstof is ongeveer 65% en de productiekosten worden geschat op €1,5/kg.
• Groene waterstof Waterstofperoxide: wordt geproduceerd door elektrolyse van water met behulp van hernieuwbare elektriciteit. Het produceert geen emissies, maar de energieopbrengst is lager dan die van grijze waterstof. In feite veroorzaakt het proces om het te maken door elektrolyse een verlies van ongeveer 30%, en als de waterstof dan via een brandstofcel wordt gebruikt om elektriciteit te produceren, hebben we een verlies van nog eens 30 of 40 %. Aan het eind blijft er niet veel over. Groene waterstof vertegenwoordigt een marginale % van de wereldproductie vergeleken met grijze waterstof. De productiekosten ervan bedragen €5 tot €10/kg.
• Roze waterstof Waterstof: verkregen door elektrolyse van water, zoals groene waterstof, maar met behulp van kernenergie. Het heeft ook minder impact op het milieu dan grijze waterstof, maar gaat nog steeds gepaard met de problemen die geassocieerd worden met kernenergie.

Wat is witte waterstof?

L'witte waterstofook bekend als natuurlijk waterstofis het resultaat van specifieke geologische en biologische processen waardoor het direct beschikbaar is in zijn H2 moleculaire vorm. Het kan daarom worden geëxploiteerd zonder kunstmatig te worden geproduceerd uit fossiele of hernieuwbare bronnen.

Wit waterstofvormingsproces

Verschillende mechanismen kunnen leiden tot de productie van witte waterstof:

• Serpentinisatie: deze reactie tussen water en rotsen rijk aan magnesium en ijzer kan leiden tot het vrijkomen van waterstofgas.
• Grondwaterreductie: reducerende stoffen zoals ferrometalen of micro-organismen reageren met zuurstofhoudend water om waterstof te produceren.
• Gasemissies: in bepaalde geologische zones komt van nature waterstofgas vrij, vooral in hete bronnen, vulkanen en kloofzones.
• Biologische fermentatie: bacteriën kunnen waterstof produceren door organisch materiaal te fermenteren.
• Radiolyse: deze reactie bestaat uit de dissociatie van watermoleculen door ioniserende straling zoals kosmische straling of gammastralen, waarbij waterstofgas en andere reactieve soorten ontstaan.

Benutting van witte waterstof: uitdagingen en kansen

Vindplaatsen van witte waterstof zijn nog steeds zeldzaam in de wereld. In Frankrijk zijn verschillende bronnen ontdekt, met name in Drôme, Côte-d'Or, Lotharingen, Cotentin en Pyrénées-Atlantiques. De eerste natuurlijke waterstoffabriek ter wereld werd in 2011 geopend in Mali en er lopen nu steeds meer onderzoeken in Frankrijk om het potentieel van deze kostbare bron te beoordelen.

TBH2 Aquitaine SAS heeft net een vergunning gekregen om naar witte waterstof te zoeken in de Franse regio Le 66, maar de ontdekking van deze potentieel grote bron van witte waterstof in Lotharingen zou de energie van de regio de komende jaren moeten concentreren.

De winningsmethoden zijn nog niet vastgesteld, maar worden nog bestudeerd, waardoor de koolstofvoetafdruk van de winning van witte waterstof nog niet bekend is. De fracking- of hydraulische breukmethode zou in het geding kunnen komen.

Voordelen van witte waterstof

Witte waterstof is een veel schonere energiebron dan de grijze, blauwe, groene of roze varianten:

• Bij de productie komt geen koolstof vrij. (Bij de extractie komt er natuurlijk wel wat vrij, ongeacht de gebruikte methode).
• De energieopbrengst is hoger dan die van andere vormen van waterstof: bij de verbranding van één kilogram waterstof komt ongeveer drie keer zoveel energie vrij als bij benzine met hetzelfde volume. De hogere calorische waarde is 39,4kWh/kg, vergeleken met 10,66kWh per liter voor stookolie en 5,4kWh/kg voor hout.
• Experts geloven dat de witte waterstofvoorraden voldoende zouden kunnen zijn om in de waterstofbehoefte van de wereld te voorzien. Bovendien zou de bij toeval ontdekte afzetting in Lotharingen hernieuwbaar zijn, aangezien deze H2-productie het resultaat is van een natuurlijke oxidatiereductiereactie door de aard van de bodem in de regio. Wat wordt aangesproken zou dus in enkele weken tot enkele maanden kunnen worden vernieuwd (wordt vervolgd).

Uitdagingen bij de exploitatie van witte waterstof

Hoewel witte waterstof er veelbelovend uitziet, brengt het een aantal uitdagingen met zich mee:

• De huidige extractiemethoden moeten worden aangepast om deze nieuwe hulpbron effectief te exploiteren.
• De exploitatiekosten en milieukwesties moeten nog worden beoordeeld naarmate de projecten zich ontwikkelen. Getech, een Brits bedrijf dat gespecialiseerd is in de exploitatie van hulpbronnen voor de energietransitie, schat de kosten voor het winnen van witte waterstof op ongeveer 1$/kg.

Conclusiewitte waterstof vormt een veelbelovende mogelijkheid voor de industriële en transportsector in hun zoektocht naar duurzame oplossingen. Hoewel deze zeldzame hulpbron nog niet op grote schaal wordt geëxploiteerd, zouden technologische vooruitgang en onderzoeksinspanningen het binnenkort mogelijk kunnen maken om het energiepotentieel ervan in te zetten ter ondersteuning van de ecologische transitie.

Julien G.

Julienafgestudeerd in werktuigbouwkunde en gespecialiseerd in klimaattechniek is sinds 2009 een schrijver gespecialiseerd in hernieuwbare energie, met expertise in warmtepompen en fotovoltaïsche zonnepanelen voor individuele huisvesting.
Bekijk alle artikelen van deze auteur