Europa: hoe gaan we de toekomstige transportketen van waterstof inrichten?
De energiewereld staat voor grote uitdagingen. Nu de uitstoot van CO2 flink naar beneden moet, komt er een einde aan het tijdperk van olie, aardgas en steenkool. De Europese Commissie kondigde in 2020 de Europese Waterstofstrategie aan en de komende jaren worden begonnen met het inrichten van internationale waterstof-transport systemen. Het traject start bij de productie van waterstof in Europa of elders op de wereld. Direct daarop volgt de ontwikkeling van een uiterst efficiënt transportsysteem, schrijft Paul Bombeld, hoofdredacteur van Waterstof Magazine.
Volgens het rapport ‘Waterstoftransport’ van managementadviesbureau Roland Berger wordt de meeste waterstof in Europa op verbruikslokaties geproduceerd, om kosten- en logistieke redenen. Als er niet voldoende schone waterstof ter plaatse kan worden gemaakt - of als de productiekosten hoger zijn dan 4 EURO per kg - zou de aanvoer van waterstof de voorkeur kunnen hebben. En wat zijn de transportopties?
Waterstof voor industrieel verbruik wordt momenteel 
voor een belangrijk deel via pijpleidingen aangevoerd. Vanuit Antwerpen ligt er een industriële pijpleiding naar de haven van Rotterdam en Noord-Frankrijk. Daarnaast liggen er al vele jaren waterstofpijpleidingen in het Rotterdamse havengebied en het Duitse Ruhrgebied. In de Nederlandse provincie Zeeland heeft de Gasunie een voormalige aardgaspijpleiding zonder problemen omgebouwd naar waterstofleiding.
Maar waterstof komt ook binnen via grote havens, via schepen in gasvormige of vloeibare vorm. Het verdere transport vindt plaats via tubetrailers over de weg, binnenvaartschepen of het spoor, in vloeibare of gasvormige vorm. Het rapport meldt verder dat het concurrentievermogen van de verschillende transportopties zal afhangen van de afstand, van de schaal en het eindgebruik. Als waterstof naar het buitenland moet worden verscheept, wordt het in het meestal vloeibaar worden gemaakt of getransporteerd als 
ammoniak of gebonden met vloeibare organische waterstofdragers (LOHC's). Voor afstanden onder de 1.500 km is het transporteren van waterstof als gas via pijpleidingen in het algemeen de goedkoopste leveringsoptie. Om een waterstofecosysteem tot volwassenheid te ontwikkelen, zal het transport de komende decennia moeten opschalen en tegelijkertijd nieuwe oplossingen moeten omarmen.
Aardgaspijpleidingen worden aangeprezen als een oplossing. Door gebruik te maken van bestaande infrastructuur, kunnen de initiële opstartkosten van een waterstofpijpleidingnetwerk worden verlaagd. Door de moleculaire grootte van waterstof ten opzichte van aardgas en het feit dat waterstof 11x lichter is dan lucht, wordt lekkage in leidingen echter aangemerkt als een potentieel risico voor de waterstofeconomie. Verschillende Nederlandse onderzoeken hebben deze vrees de afgelopen jaren ontkracht. Een veiligheidsbeoordeling uitgevoerd in het VK, als onderdeel van het door de overheid gesteunde Hy4Heat, laat zien dat met enkele relatief kleine aanpassingen deze gasleidingen kunnen worden gebruikt om waterstof via het gasnet naar een eindgebruiker te transporteren. Waterstoftransport is dan net zo veilig als het op aardgas gebaseerde systeem die we al decennialang gebruiken.
Een oplossing die naar voren is gekomen als een steeds levensvatbare transportoptie, is het gebruik van nieuwe waterstofdragers, die waterstof in een andere chemische verbinding opslaan alvorens het wordt getransporteerd. Metaalhydriden, koolstof, natriumboorhydride of andere nanostructuren en omkeerbare koolwaterstoffen of andere vloeistoffen zijn allemaal aangemerkt als potentiële dragers. Deze oplossingen bevinden zich nog allemaal in de vroege stadia van onderzoek.
Van al deze potentiële dragers zijn het omkeerbare 
koolwaterstoffen die waarschijnlijk de sleutel vormen tot het ontsluiten van wijdverbreid transport. Van die omkeerbare koolwaterstoffen heeft ammoniak zich bewezen als een koolstofvrije en duurzame kandidaat voor groen waterstoftransport, aldus de Europese Commissie. H2 kan worden omgezet in ammoniak, getransporteerd en bij levering weer omgezet in waterstof. Ammoniak is gemakkelijk vloeibaar te maken en heeft een hoge volumetrische waterstofdichtheid van 10,7 kg H2/100L. Bovendien wordt het al over de hele wereld vervoerd via spoor, weg en pijpleiding. Net als het aardgasnet kan deze bestaande infrastructuur worden gebruikt om groene waterstof te transporteren en zo het productie- en gebruikspunt te scheiden.
Na de afronding van een haalbaarheidsstudie eerder dit jaar, start het Project TANGO nu met conceptuele studies over productie- en logistieke capaciteit om de groene waterstofcorridor van Chili naar Europa te ontwikkelen. Partijen als Linde en de haven van Rotterdam (exploitant van de grootste energiehaven van Europa) participeren in het onderzoek. Het doel is om massaal groene waterstof te transporteren door deze om te zetten in groene ammoniak. Een eerste levering van 172.000 ton per jaar staat gepland voor 2027, waarna kan worden opgeschaald naar 430.000 ton per jaar.
Op dit moment worden elektrolyse installaties gebouwd op plekken waar waterstof nodig is, zoals bij een raffinaderij of een ammoniakfabriek. Met een robuust transportnetwerk kunnen elektrolyse-installaties echter ook worden gebouwd in gebieden met voldoende hernieuwbare bronnen en kan waterstof vervolgens worden getransporteerd naar de plaats waar het nodig zijn.
Wil de wereld vanaf 2025 een volwaardig waterstofecosysteem realiseren, dan moet er binnen enkele jaren een wijdverbreid en betrouwbaar transportnetwerk worden gerealiseerd. Door gebruik te maken van de bestaande infrastructuur gaat dit een stuk sneller.
Lees meer achtergrondverhalen: duitsland-vergelijkingstest-waterstofauto-s-toyota-mirai-en-hyundai-nexo