Wetenschappers onderzoeken alternatieve methoden om de energie te produceren die we nodig hebben om ons leven te blijven leiden, maar op een manier die het milieu niet belast. Nutsvoorzieningen, een groep wetenschappers bereidt zich voor om dergelijke inspanningen te leveren met 's werelds grootste proeffabriek voor de productie van groene waterstof.

Waterstofbrandstof kan voor verschillende functies worden gebruikt, zoals het aandrijven van vloeibare raketmotoren en de meeste vervoerswijzen. Het is algemeen aanvaard dat naast elektriciteit, waterstof zal een primaire energiedrager vormen waarop voertuigen, gebouwen, vliegtuigen en zelfs nationale economieën zullen afhangen. De Hydrogen Council schat dat waterstof in 2050 bijna 20 procent zal uitmaken van het energieverbruik van eindgebruikers.

Fossiele brandstoffen aanpakken

Het lopende Horizon 2020-project H2Future – een vlaggenschipproject van de Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (FCH JU) – heeft het ambitieuze doel gesteld om 'groene' waterstof te genereren die specifiek bedoeld is voor de staal- en ijzerindustrie. Het International Energy Agency schat dat de huidige activiteiten in dit gebied verantwoordelijk zijn voor ongeveer 7 procent van de totale wereldwijde CO2-uitstoot. Het grootste elektriciteitsbedrijf van Oostenrijk, VERBUND, werkt samen met vijf andere partners – voestalpine, APG, K1-MET, ECN (samen met TNO) en Siemens – om een ​​polymeer elektrolytmembraan (PEM) elektrolysesysteem te bouwen in de staalfabriek van voestalpine in Linz, Oostenrijk. In een gezamenlijk persbericht wordt vermeld dat het PEM-systeem in staat is om tot 6 MW vermogen op te wekken en dat het naar verwachting in het tweede kwartaal van 2019 volledig operationeel zal zijn.

Omdat waterstof van nature niet in voldoende hoeveelheden voorkomt, elektriciteit wordt direct toegepast op water (H2O) om de waterstof- en zuurstofatomen te scheiden. Het systeem bestaat uit een positief geladen anode en een negatief geladen kathode die gescheiden zijn door een membraan. Aangezien het membraan een protonenuitwisselingsmembraan is, waterstofprotonen (H+) kunnen door het membraan dringen, zonder vermenging met andere gasvormige producten. De protonen combineren met vrije elektronen in de kathode en vormen waterstof, die vervolgens kunnen worden opgeslagen en later kunnen worden gebruikt. Gebruikmakend van de gerapporteerde capaciteit van 6 MW, het PEM-elektrolysesysteem zal idealiter 1 200 kubieke meter waterstof per uur genereren, met als uiteindelijke doel een elektriciteits-naar-waterstofrendement van 80 procent.

Zoals aangegeven op de projectwebsite, de voordelen van het gebruik van een dergelijk systeem zijn onder meer lage onderhoudskosten en behoeften, hoogwaardige waterstof geproduceerd zonder uitstoot en zonder extra chemicaliën die de systeembeheerders in gevaar kunnen brengen.

Bart Biebuyck, FCH JU uitvoerend directeur, becommentarieerde het H2Future-project in een persbericht van voestalpine:"Het toont aan dat het vergroenen van de grote industrie, zoals staalproductie, haalbaar is en in de nabije toekomst een haalbare optie is. Bovendien, dit project toont met succes sectorkoppeling. Beide aspecten zijn essentieel om te bewijzen dat waterstof een belangrijk puzzelstukje is bij het behalen van de Europese klimaatdoelen."

Zodra de fabriek in 2019 operationeel is, Nederlandse onderzoekers van ECN coördineren, bestuderen en proberen alle resultaten op industriële schaal te repliceren. ECN zal ook bestuurlijke en beleidsvoorstellen doen om de praktische implementatie van de resultaten van H2Future binnen de staalindustrie te bespoedigen, die naar verwachting zal plaatsvinden binnen een decennium na de succesvolle voltooiing van het project.