Het concept achter de waterstofeconomie – dat waterstof een groot deel van de huidige fossiele energiedragers zou moeten vervangen – is populair geworden vanwege vijf feitjes, schrijven Tycho Ehrhardt en Gadi Rothenberg, respectievelijk chemiestudent en hoogleraar aan de Universiteit van Amsterdam.

Waterstof is het meest voorkomende element in het universum; je kunt het makkelijk produceren via elektrolyse; bij verbranding produceert het slechts energie en waterdamp; de gravimetrische calorische waarde is hoger dan dat van gas, benzine of diesel, en de energie voor waterstofproductie kun je halen uit zon- of windenergie.

Dat geeft een positieve kijk op de haalbaarheid van de waterstofeconomie. Maar volgens het Amsterdamse tweetal klinkt het niet alleen te mooi om waar te zijn, je kunt het met recht een sprookje noemen dat er in deze eeuw nog iets van betekenis wordt opgezet rondom de waterstofeconomie.

Kritischer

Wat de bovenstaande feiten namelijk vergeten te vermelden is dat waterstof in het universum misschien veel voorkomt, maar op aarde niet vrij beschikbaar is; dat elektrolyse van water op grote schaal erg duur is; dat de gravimetrische energiedichtheid wel hoog is, maar de volumetrische dan weer niet omdat het een gas is, en het is nog maar de vraag hoeveel geld en tijd we willen/moeten investeren in zon- en windenergie om dit te bewerkstelligen.

Wat bewoog Rothenberg en Ehrhardt ertoe om dit artikel te schrijven? ‘In 2023 deed ik een vergelijkbaar onderzoek naar de realistische situatie rond CO₂ en klimaatverandering wereldwijd, vooral met het oog op de effecten van duurzame chemie’, licht Rothenberg toe in een e-mail. ‘De bevindingen waren voor mij een eyeopener, vanwege de grote discrepantie tussen wat wetenschappers zeggen en wat de realiteit is. Na dit werk werd ik kritischer ten opzichte van zogenaamde “general opinions”.’

Uitdaging

‘In de afgelopen vier jaar hebben we voor een bedrijf een groot project gedaan over waterstofenergieoverdracht’, vervolgt de Amsterdamse hoogleraar, ‘en ik wilde de nogal bombastische uitspraken van de EU en de VS over de toekomst van waterstof in een context plaatsen. Tycho was ondertussen op zoek naar een literatuurproject voor zijn masterthesis, en hij is een serieuze student die informatie goed kan analyseren. ’ Ehrhardt ging de uitdaging aan om een simpel model te maken dat de economische aspecten van waterstof als energiedrager duidelijk beschrijft.

Zo was de waterstofproductie in 2023 zo’n 97 miljoen ton, waarvan ruim 93 miljoen ton uit fossiele koolstofbronnen afkomstig was. In termen van energie heb je dan 3201 TW h. Dat klinkt veel, tot je beseft dat de wereldwijde energieconsumptie in 2023 wel 183.000 TW h was. Het aantal lage-emissie en groene waterstof is ook niet om over naar huis te schrijven: minder dan 1 miljoen ton resp. 100.000 ton.

Als je vervolgens de (kosten van de) productieprocessen bekijkt en ook een blik vooruit werpt op de verwachte (economische) groei van Afrika en Azië, dan is het hoogstwaarschijnlijk dat de wereld alle mogelijke energiesoorten zal blijven gebruiken, ongeacht de bron.

10%

Kortom, de waterstofplannen van de EU en de VS zijn onrealistisch, schrijven ze in de conclusie. ‘Zonder een duidelijk en overtuigend businessplan is er geen reden om flink in waterelektrolyse te investeren. De lage kosten en de overvloed aan fossiele brandstoffen, en het ontbreken van een wereldwijd beleid voor een CO₂-belasting, maken het onmogelijk dat groene waterstof in 2050 zelfs maar 10% van de wereldwijde energiebehoefte zou dekken. Zelfs als er tegen die tijd een duidelijke stimulans zou zijn, zou het tientallen jaren duren om een wereldwijde infrastructuur voor groene waterstof op te zetten. Sprookjes zijn leuk, maar in werkelijkheid zal er in de 21e eeuw geen waterstofeconomie zijn.’

Maar wat moeten we nu met deze informatie? ‘Uiteindelijk is kennis over een technologie of een energiesector essentieel om goede beslissingen te nemen’, zegt Rothenberg. ‘Op dit moment beloven wij – wetenschappers, maar ook beleidsmakers – te veel. Als je iets wilt bereiken in 2030 en je haalt het in 2040, dan is dat oké. Maar als je het zelfs in 2100 niet haalt, dan moet je accepteren dat je andere oplossingen moet zoeken.’

Rothenberg haalt het narratief uit de inleiding aan: ‘Het verhaal over groene waterstof is aantrekkelijk en krachtig. Maar het is slechts een verhaal. Het is niet waar. We moeten in de echte wereld leven. We moeten ons realiseren dat fossiele brandstoffen gedurende deze eeuw een groot deel van de wereldwijde energiemix zullen uitmaken, en daarom moeten we schonere fossiele brandstoftechnologieën aanmoedigen.’

Ehrhardt, T. & Rothenberg, G. (2025) Green Chem. Advance Article, DOI: 10.1039/D5GC00946D