Kan het gasnetwerk omgebouwd worden voor waterstof?

Ja, maar het zal niet meer hetzelfde functioneren. Waterstof heeft een derde van de energie-inhoud van aardgas bij gelijke druk, waardoor je driemaal zoveel waterstof moet transporteren en gebruiken om dezelfde hoeveelheid warmte of elektriciteit op te wekken. Dit wordt versterkt door de lagere druk die nodig is om schade aan pijpleidingen te verminderen door de kleinere waterstofatomen. Dit kan voorkomen worden met een coating, maar dat betekent forse aanpassingen en investeringen. Ook moet er heel veel geïnvesteerd worden om de apparaten aan de eindverbruikerskant te vervangen. Degenen die dit concept steunen zijn vooral groepen die in of rond de aardgas business werken.

#aardgas #waterstof #groene energie

Technische beperkingen

Waterstof kan door dezelfde pijpen worden gepompt als aardgas, maar dat gaat maar tot ongeveer 17% waterstof in de mix [1]. Bij een hoger percentage heeft waterstof een naar effect op de leidingen: de hele kleine waterstofatomen gaan in het staal zitten en maken daarmee de pijpleidingen broos, in vaktaal 'hydrogen embrittlement'. Dat zorgt voor scheuren en uiteindelijk lekken. Dit effect op de leidingen kan worden beperkt door waterstof op lagere druk te pompen [2] maar waterstof heeft al een veel lagere dichtheid dan aardgas, met een energie-inhoud per volume (lower heating value) die ongeveer 1/3 is van aardgas. Met een lagere druk kan er dus nog minder energie door een pijpleiding worden vervoerd. De druk kan weer worden opgevoerd als aardgasleidingen worden vervangen door waterstofleidingen of van binnen voorzien van een coating die het waterstof weghoudt van het staal. Dit betekent wel dat een fors deel van de infrastructuur moet worden aangepast of vervangen.

Een tweede probleem is de samenstelling en zuiverheid. Je kunt waterstof niet veilig en efficiënt gebruiken in normale aardgasbranders [1]. Dat betekent dat die ook allemaal moeten worden vervangen. Dit is dan een goede gelegenheid om heel efficiënte brandstofcellen te installeren, maar die zijn nog duur en bovendien vereisen die een hoge zuiverheid van de aangeleverde waterstof [2]. Dat is met het huidige netwerk niet goed haalbaar [2], dus dan wordt extra zuivering nodig aan de kant van de eindgebruiker.

Voorstanders

Het ombouwen van het aardgasnetwerk wordt politiek vooral aangejaagd door groepen die nu geld verdienen aan aardgas, zoals Shell en Gasunie [2] en hun internationale collega's, en wetenschappers waar zij nauwe banden mee hebben. Dat betekent niet dat een waterstofnetwerk geen goed idee is, maar wel dat het in eerste instantie op de agenda is gezet en gesteund wordt door groepen die met het verdwijnen van aardgas hun bestaansrecht verliezen, en door de overstap op waterstof relevant blijven.

Hoe kwam dit artikel tot stand?

Dit artikel is geschreven door Oscar van Vliet.

Reviewer: Wina Crijns-Graus

Redacteur: Arfor Houwman

[1] Haeseldonckx et al - The use of the natural-gas pipeline infrastructure for hydrogen transport in a changing market structure (2007) https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360319906004940

[2] Gas for Climate - Report: European Hydrogen Backbone (2020) https://gasforclimate2050.eu/sdm_downloads/european-hydrogen-backbone/