Waterstof wordt gemaakt door moleculen die waterstof bevatten te splitsen, meestal aardgas of water. De meest gebruikte methode wereldwijd is stoomreformering van aardgas, waarbij aardgas onder hoge temperatuur reageert met stoom om waterstof vrij te maken. Daarnaast bestaan er schonere methoden, zoals elektrolyse van water met groene stroom. Welke methode wordt gebruikt, bepaalt grotendeels hoe duurzaam het eindproduct is.
Grijze waterstof: de meest gebruikte methode
Verreweg het grootste deel van de waterstof die vandaag de dag wordt geproduceerd, is zogenoemde grijze waterstof. Dit wordt gemaakt via stoomreformering: aardgas (voornamelijk methaan) reageert bij zeer hoge temperaturen met stoom. Daarbij komen waterstof en CO2 vrij. Die CO2 wordt gewoon in de lucht uitgestoten, wat grijze waterstof milieuvervuilend maakt. Het productieproces is al tientallen jaren in gebruik en relatief goedkoop, maar de uitstoot is een groot nadeel.
Een vergelijkbare methode is vergassing van kolen of biomassa. Daarbij wordt vaste brandstof bij hoge temperatuur omgezet in een gasmengsel waaruit waterstof kan worden gehaald. Dit is zelfs CO2-intensiever dan stoomreformering van aardgas en wordt minder vaak toegepast in Europa.
Blauwe waterstof: grijze waterstof met CO2-opslag
Blauwe waterstof wordt gemaakt via dezelfde methode als grijze waterstof, dus via stoomreformering van aardgas. Het verschil zit hem in wat er daarna gebeurt: de vrijgekomen CO2 wordt opgevangen en opgeslagen, in plaats van uitgestoten. Die opslag gebeurt bijvoorbeeld in lege gasvelden onder de zeebodem. Dit proces heet CCS (Carbon Capture and Storage).
Blauwe waterstof is een tussenstap richting een duurzamere energievoorziening. Het lost de CO2-uitstoot niet volledig op, want het opvangen en opslaan van CO2 kost ook energie en is nooit honderd procent efficiënt. Toch is de netto CO2-uitstoot aanzienlijk lager dan bij grijze waterstof.
Groene waterstof: elektrolyse met duurzame energie
Groene waterstof wordt gemaakt via elektrolyse van water. Een elektrolyser splitst watermoleculen (H2O) met elektrische stroom in waterstof (H2) en zuurstof (O2). Als die stroom afkomstig is van zonne- of windenergie, komt er bij het hele productieproces geen CO2 vrij. Dat maakt groene waterstof de schoonste variant.
Het proces zelf is eenvoudig te begrijpen: water in, groene stroom in, waterstof en zuurstof uit. De zuurstof is een bijproduct dat vrijkomt aan de andere kant van de elektrolyser en verder geen schadelijke uitstoot veroorzaakt. In het proces gaat wel energie verloren: van elke kilowattuur groene stroom die je erin stopt, haal je omgerekend minder energie uit de waterstof terug. Dat maakt groene waterstof nog duur vergeleken met grijze waterstof, al dalen de kosten naarmate er meer elektrolysecapaciteit bijkomt.
Turquoise waterstof: via pyrolyse van aardgas
Een minder bekende maar veelbelovende methode is de productie van turquoise waterstof via pyrolyse. Hierbij wordt aardgas bij hoge temperatuur gesplitst zonder gebruik van water. Het resultaat is waterstof en vaste koolstof (roet of koolstofkorrels), geen CO2-gas. Die vaste koolstof kan worden opgeslagen of gebruikt als grondstof, bijvoorbeeld in de staalindustrie of voor elektroden.
Turquoise waterstof is interessant omdat er geen CO2-gas vrijkomt dat je hoeft op te slaan. De technologie staat echter nog in een vroeger stadium van ontwikkeling dan de andere methoden en is nog niet op grote schaal commercieel beschikbaar.
Roze waterstof: elektrolyse met kernenergie
Roze waterstof ontstaat op dezelfde manier als groene waterstof, via elektrolyse van water, maar de elektrische stroom is afkomstig van kernenergie in plaats van wind of zon. Omdat kernenergie geen CO2 uitstoot tijdens de opwekking, is de waterstof die eruit rolt ook vrijwel CO2-vrij. Of dit als “groen” wordt bestempeld, hangt af van de definitie die beleidsmakers hanteren. Sommige landen zien het als een serieuze optie, anderen rekenen het niet mee als hernieuwbare energie.
Overzicht: de kleuren van waterstof
| Kleur | Productiemethode | CO2-uitstoot |
|---|---|---|
| Grijs | Stoomreformering van aardgas | Hoog (CO2 wordt uitgestoten) |
| Blauw | Stoomreformering + CO2-opslag (CCS) | Laag (CO2 wordt opgeslagen) |
| Groen | Elektrolyse met hernieuwbare stroom | Geen |
| Turquoise | Pyrolyse van aardgas | Geen (vaste koolstof als bijproduct) |
| Roze | Elektrolyse met kernenergie | Vrijwel geen |
Welke methode is het meest duurzaam?
Op papier is groene waterstof de duurzaamste manier om waterstof te maken, omdat er bij het hele productieproces geen CO2 vrijkomt. In de praktijk zijn de productiekosten vooralsnog hoger dan bij grijze of blauwe waterstof, omdat elektrolysers duur zijn en groene stroom schaars. Blauwe waterstof wordt daarom vaak gezien als realistischere tussenstap voor de komende jaren, totdat groene productiecapaciteit verder is opgeschaald.
Grijze waterstof, hoe goedkoop ook, is in een wereld die richting klimaatneutraliteit beweegt geen eindbestemming. De keuze voor een productiemethode is dus altijd een afweging tussen kosten, beschikbaarheid van infrastructuur en hoe snel je de CO2-uitstoot wilt terugdringen.
Of waterstof uiteindelijk een grote rol speelt in de energietransitie, hangt mede af van hoe snel groene productie goedkoper wordt. Voorlopig is het goed om te weten dat “waterstof” niet automatisch schoon is: de kleur achter het product vertelt het echte verhaal.
