Waterstof |
Berichten uit 2009 |
Onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam (UvA) zijn erin geslaagd om waterstof te maken met behulp van licht als energiebron. Ze rapporteren over hun bevindingen in het wetenschappelijke tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), dat eind januari verschijnt. De ontdekking is belangrijk in het perspectief van het mondiale energievraagstuk. Waterstofgas wordt gepromoot als vorm van groene energie, omdat bij verbranding alleen water als bijproduct wordt gevormd. Het gebruik van waterstof is echter alleen ‘schoon’ als het ook schoon geproduceerd kan worden uit herwinbare grondstoffen. Daarin is nu een grote stap gezet. De natuur heeft verschillende enzymen (zogeheten hydrogenase enzymen) die met grote efficiëntie en snelheid waterstof genereren uit protonen en elektronen. Ook zijn er in de natuur zeer ingenieuze systemen om licht om te zetten in bruikbare energie. In het proces van fotosynthese wordt lichtenergie omgezet in chemische energie. Geïnspireerd op deze natuurlijke processen ontwikkelden de onderzoekers supramoleculaire complexen die in staat zijn om waterstof te genereren met licht als energiebron. Ze maakten daarbij synthetische modellen voor de actieve componenten uit hydrogenase enzymen en het fotosynthetisch systeem, en brachten deze bijeen door middel van supramoleculaire technologie (een moleculaire variant van klitteband).
Er is een hoofdrol weggelegd voor elektriciteit en waterstof in het wegverkeer om in de toekomst de CO2 -uitstoot sterk te verminderen. Dit blijkt uit een studie van het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) over de bijdrage die duurzame innovatie in het wegverkeer kan leveren aan de doelstellingen van het Nederlandse klimaatbeleid. ECN heeft een aantal innovaties in brandstoffen en aandrijvingen op een rij gezet, de effecten daarvan op het klimaat in kaart gebracht en de gevolgen voor het overheidsbeleid beschreven. Een aantal technologieën, zoals hybride voertuigen, eerste generatie biobrandstoffen, intelligente ICT toepassingen in de auto, en CNG (als voorloper van groen gas), is al voldoende ver ontwikkeld voor grootschalige marktintroductie. Helaas bieden die technologieën op de wat langere termijn onvoldoende vermindering van CO2-emissies. Bovendien is er bij eerste generatie biobrandstoffen, behalve van een beperkt potentieel, ook sprake van sterke ongewenste neveneffecten. Op de lange termijn (2030-2040) is er behoefte aan (vrijwel) nul-emissie technologie. Naast energiebesparing en tweede generatie biobrandstoffen zijn twee innovaties hiervoor uitermate geschikt: (1) rijden op waterstof in brandstofcelauto’s en (2) elektrisch rijden, eventueel in een plug-in hybride auto. Het is nog te vroeg om aan te geven welke van de twee innovaties uiteindelijk de markt zal domineren. Pas rond 2015 zal daar meer duidelijkheid over zijn. Om het duurzame karakter te waarborgen is het essentieel dat de elektriciteit of de waterstof op een schone manier wordt geproduceerd. Bijvoorbeeld door duurzame biomassa en stroom uit zon en wind in te zetten. Bij de inzet van fossiele brandstoffen, zoals kolen en gas, zal de daarbij vrijkomende CO2 moeten worden afgevangen en opgeslagen (Carbon Capture and Storage, CCS). Rijden op waterstof en elektriciteit zijn nu nog in een demonstratiefase en vergen systeeminnovaties, met gecoördineerd beleid op meerdere fronten. Vanwege de schaalgrootte is Europees beleid cruciaal. ECN adviseert de Nederlandse overheid om, binnen de koers die Europa vaart, strategische keuzes te maken die de nationale belangen het beste dienen. Er zijn ook niches, zoals innovatieve bussen en ICT, waarin Nederland een voortrekkersrol kan spelen. Nederland kan ook coalities vormen met andere landen om invloed uit te oefenen op Europees beleid, zoals het uitwerken van certificering van de duurzaamheid van biobrandstoffen of het opstellen van langetermijn-normen voor CO2-emissies van voertuigen, waarbij innovatieve oplossingen een extra stimulans krijgen. Verder moet de overheid een coördinerende rol spelen in het opzetten van een infrastructuur (tankstations) voor vervoer op waterstof en elektriciteit. De studie toont aan dat, als Nederland en Europa sterk inzetten op innovatie, een substantiële reductie in de ‘well to wheel’ emissies van CO2, ofwel ketenemissies, mogelijk is. Rond 2030 wordt dan het niveau gehaald van 1990.
De overgang naar het gebruik van waterstof en brandstofcellen versoepelen en versnellen. Dat is de doelstelling van de vereniging DutchHy, die op 10 december tijdens het 7e Nationale Waterstof en Fuel Cell Congres is opgericht. In de vereniging nemen overheden, instellingen en bedrijven deel. Volgens de voorzitter van DutchHy zijn de waterstof- en brandstofceltechnologie rijp voor grootschalige demonstraties. De komende tijd wil DutchHy een samenhangend aantal demonstratieprojecten beginnen, waarbij opschaling van projecten en een optimale inrichting en vervolgens benutting van een tankinfrastructuur, een belangrijke rol spelen en optimale condities voor ‘made in Holland’ waterstof en brandstofcellen creëren. Ook moet waterstof een prominentere plaats op de nationale agenda krijgen. De oprichting van de vereniging DutchHy is voortgekomen uit een intentieverklaring die de gemeenten Amsterdam, Rotterdam en Arnhem eind november 2008, samen met bedrijven en kennisinstellingen ondertekenden, met als doel het gebruik van waterstof in het transport in een stroomversnelling te brengen.