Waterstof wordt gebruikt als brandstof voor voertuigen, als grondstof in de industrie, voor energieopslag en mogelijk voor de verwarming van gebouwen. Het is een van de meest veelzijdige stoffen die we kennen, en de toepassingen lopen uiteen van grote chemische fabrieken tot personenauto’s op de weg.
Omdat waterstof bij verbranding alleen water uitstoot, wordt het gezien als een schone energiedrager, mits het op een duurzame manier is geproduceerd. In de praktijk zijn de toepassingen van waterstof nu al breed, maar de verwachting is dat dit de komende jaren verder groeit.
Waar wordt waterstof voor gebruikt in de industrie?
Verreweg het grootste deel van alle waterstof dat wereldwijd wordt geproduceerd, gaat naar de industrie. De twee grootste toepassingen zijn de productie van kunstmest en de raffinage van aardolie.
Bij kunstmestproductie wordt waterstof gecombineerd met stikstof uit de lucht om ammoniak te maken. Ammoniak is de basis voor vrijwel alle stikstofmeststoffen. Zonder waterstof is moderne landbouw op de huidige schaal simpelweg niet mogelijk. Bij olieraffinaderijen wordt waterstof gebruikt om ruwe olie te zuiveren en om zware olie om te zetten in lichtere brandstof zoals benzine en diesel.
Verder wordt waterstof gebruikt bij de productie van methanol, in de staalindustrie als alternatief voor steenkool, en bij de productie van bepaalde kunststoffen en chemicaliën. De staalindustrie is een sector die sterk inzet op waterstof om broeikasgasuitstoot te verminderen: bij traditionele staalproductie met kolen komt veel CO2 vrij, bij waterstof als vervanger niet.
Waterstof als brandstof voor vervoer
Waterstofauto’s rijden op een brandstofcel. Daarin reageert waterstof met zuurstof uit de lucht, en die reactie wekt elektriciteit op die de elektromotor aandrijft. De enige uitstoot is waterdamp. Bekende modellen zijn de Toyota Mirai en de Hyundai Nexo.
Voor personenauto’s is waterstof nog niet wijdverspreid, mede door het beperkte aantal tankstations. In Nederland zijn er naar schatting een handvol tientallen publieke waterstoftankstations in 2025. Voor zwaar transport is waterstof juist interessant: vrachtauto’s, bussen en treinen hebben een groot bereik nodig en wegen veel, waardoor zware accu’s minder praktisch zijn. Waterstofbussen rijden al in verschillende Nederlandse steden.
Ook in de luchtvaart en scheepvaart wordt geëxperimenteerd met waterstof als brandstof. Dit zijn nog vroege fases, maar de interesse vanuit de sector is groot, juist omdat elektrische batterijen voor die voertuigen nu nog te zwaar zijn.
Energieopslag en elektriciteitsproductie
Windmolens en zonnepanelen wekken niet altijd stroom op als er vraag naar is. Waterstof kan dienen als opslagmedium: overtollige stroom wordt gebruikt om via elektrolyse water te splitsen in waterstof en zuurstof. Die waterstof sla je op en gebruik je later als er een tekort aan stroom is, via een brandstofcel of een gasturbine.
Dit maakt waterstof interessant als seizoensopslag: zomerse zonne-energie opgeslagen als waterstof kan in de winter worden omgezet in warmte of elektriciteit. De omzetting heeft wel verliezen, het rendement van het hele traject (stroom naar waterstof naar stroom) ligt op dit moment op ruwweg 30 tot 40 procent. Dat is een serieus nadeel dat je moet meewegen.
Verwarming van woningen en gebouwen
Een mogelijke toepassing van waterstof is het verwarmen van huizen via het bestaande gasnet. Waterstof kan worden bijgemengd bij aardgas, of op termijn het aardgas volledig vervangen in gasleidingen. Bij verbranding van waterstof komt geen CO2 vrij, alleen water.
Of dit in de praktijk breed ingezet gaat worden, is nog onzeker. Er lopen pilots in Nederland en andere Europese landen waarbij wijken overschakelen op 100 procent waterstofgas voor verwarming. Tegenstanders wijzen op veiligheidsrisico’s (waterstof lekt makkelijker dan aardgas), de hoge kosten en de vraag of er genoeg duurzame waterstof beschikbaar komt. Het is dus geen vaststaande route, maar wel een serieuze optie die onderzocht wordt.
Andere toepassingen van waterstof
- Ruimtevaart: vloeibare waterstof wordt al decennialang gebruikt als raketbrandstof, onder meer door NASA en de Europese Ariane-raket.
- Voedingsindustrie: waterstof wordt gebruikt bij het harden van plantaardige vetten, voor de productie van margarine en andere producten.
- Elektronica: bij de productie van halfgeleiders en zonnepanelen wordt waterstof gebruikt als procesgas.
- Glas- en metaalindustrie: waterstof dient als beschermgas om oxidatie te voorkomen bij hoge temperaturen.
Wanneer is waterstof juist niet de beste keuze?
Voor toepassingen waarbij je direct elektriciteit kunt gebruiken, is waterstof minder efficiënt. Een elektrische auto opladen en rijden is energetisch veel efficiënter dan dezelfde afstand rijden op waterstof, simpelweg omdat de omzettingsverliezen bij waterstof groter zijn. Voor personenvervoer over korte en middellange afstanden wint de batterij-elektrische auto het qua rendement dus ruimschoots.
Waterstof is sterk in situaties waar hoge energiedichtheid, lang bereik of hoge temperaturen nodig zijn, en waar directe elektrificatie technisch moeilijk of te duur is. Denk aan zwaar transport, industriële processen boven de 1000 graden Celsius, en seizoensopslag van energie.
De toepassingen van waterstof zijn dus heel breed, van kunstmest tot raketbrandstof en van busdepots tot mogelijk de cv-ketel in je woning. Of waterstof echt doorbreekt in elk van die toepassingen hangt sterk af van de beschikbaarheid van goedkope, groene waterstof in de komende jaren.
