Acht gigawatt aan elektriciteit produceren uit waterstof: dat is het doel van de overheid in 2032. Een enorme opgave, omdat de beschikbare methode nu nog verre van ideaal is, volgens Irma Steemers-Rijkse van Wageningen University & Research. In het project SeaHydrogen is haar doel om verschillende processen te combineren tot een totaalconcept. Dit zal straks drinkwater, zout en energie opleveren.
Voor de productie van waterstof is een elektrolyser nodig die water splitst in waterstof en zuurstof. Deze elektrolyser verbruikt aanzienlijke hoeveelheden zoet water: voor de geplande productie is namelijk 11 miljoen m³ zuiver water per jaar nodig, wat neerkomt op 1% van de drinkwatercapaciteit in Nederland. ‘Dat legt een aanzienlijk beslag op de beschikbare voorraad zoet water, zeker in droge periodes. Zo ontstaan er sneller tekorten. Bovendien komt er bij elektrolyse veel restwarmte vrij, waardoor nog meer water nodig is om de installatie te koelen. Er valt dus wel wat af te dingen op de duurzaamheid van deze methode,’ vindt ze.
Het risico op drinkwatertekorten door waterstofproductie is te verkleinen door een andere waterbron te gebruiken: zeewater. Met een bestaand proces genaamd omgekeerde osmose kan zoet water worden gemaakt uit zeewater. Maar van een liter zeewater kan het proces slechts maximaal een halve liter zoet water maken. Steemers-Rijkse: ‘Omgekeerde osmose kost bovendien energie, wat natuurlijk niet ideaal is bij de productie van duurzame energie.’ Daarnaast leidt de productie van zoet water ook tot een stroom zeer zout water, genaamd brijn. ‘Op het land zorgt dat brijn voor verzilting van de bodem. Dat is een probleem voor de teelt van gewassen. Aan de kust is een te hoge concentratie zout schadelijk voor het onderwaterleven. Het gebruik van zout water voor waterstofproductie kent dus meerdere nadelen.’
Daarom zochten Steemers-Rijkse en haar collega’s eerst naar een methode die de productie van zoet water voor de elektrolyser efficiënter en duurzamer zou maken. Die vonden ze in de toepassing van membraandestillatie, een proces waarbij water wordt opgewarmd. Het nadeel van de restwarmte is op deze manier om te zetten in een voordeel. Door het opwarmen ontstaat waterdamp dat met een membraan wordt gescheiden van het vloeibare water. De zouten uit het zeewater blijven in de vloeistof achter; de waterdamp is puur water. ‘Membraandestillatie levert genoeg water op voor de productie van waterstof en zelfs nog meer. Dit water kan dienen als drinkwater en water voor landbouw en industrie. De hoeveelheid brijn die overblijft, is vervolgens veel kleiner: een sterk geconcentreerde stroom zout water’, legt ze uit.
Lees het hele bericht op de site van de WUR.
