Schone waterstof is noodzakelijk. We kunnen niet elk industrieel proces van energie voorzien met alleen hernieuwbare elektriciteit. Sommige dingen, zoals het maken van staal of kunstmest, werken gewoon niet rechtstreeks op wind- of zonne-energie.
We hebben een vervanger nodig. Waterstof past. Verbrand het en je krijgt water. Geen broeikasgassen. Maar op dit moment is bijna alle waterstof afkomstig van fossiele brandstoffen. Het is vies. Om het groen te maken, splits je water met elektriciteit, meestal afkomstig van wind- of zonne-energie. Duur. Het verbruikt ook enorme hoeveelheden energie die we nodig hebben voor andere zaken, zoals het vervangen van kolencentrales.
Dus we kijken naar rotsen.
Het natuurlijke probleem
De natuur maakt waterstof diep onder de grond. Soms raakt het gevangen. We kunnen het winnen als aardgas.
“Ik denk dat het een heel speciaal geval is”, zegt Orsolya Gelencséér van de Universiteit van Texas in Austin.
Kleine waterstofmoleculen lekken overal. Het is moeilijk om er genoeg van te vinden om er toe te doen. Er is een dorp in Mali genaamd Bourkélébougou dat op kleine schaal puur natuurlijke waterstof wint. Dat is het zo’n beetje.
De meeste deskundigen zijn van mening dat de natuurlijke reserves beperkt zijn. We kunnen niet wachten tot de geologie ons de prijs op een presenteerblaadje overhandigt. Wij moeten het waarmaken.
De pot roeren
Het idee is ‘gestimuleerde waterstofproductie’.
Je boort in specifieke steensoorten, meestal vulkanisch gesteente dat rijk is aan ijzer. Je pompt water in. Het gesteente reageert met het water, een proces dat serpentinisatie wordt genoemd, en er ontstaat waterstof.
Simpel, toch?
Voeg één draai toe. Pomp water vermengd met CO2 in plaats van gewoon water.
De laboratoriumtests van Gelencséér suggereren dat de CO2 een dubbele functie vervult. Ten eerste creëert het koolzuur, dat zich in het rotsoppervlak vreet, waardoor meer ijzer vrijkomt waarmee het water kan reageren. Meer reactie betekent meer waterstof.
Ten tweede wordt de CO2 opgesloten. Het mineraliseert tot vaste carbonaten. Je vangt kooldioxide op en verandert het in steen. Tijdens het genereren van waterstof.
Het is een dubbele overwinning als de wiskunde werkt.
De laboratoriumresultaten
Ze testten monsters van vulkanisch gesteente in een drukvat. Gesimuleerde diepte, verwarmd tot 90° Celsius.
Controlegroep: Water met inert argon.
Experimentele groep: Water met CO2.
Aan de CO2-zijde kwam meer waterstof vrij. Zoals verwacht veranderde de CO2 in steen.
Maar hier zit het knelpunt.
Ze haalden 0,5 procent van de theoretisch mogelijke waterstof eruit. Om economisch haalbaar te zijn, hebben ze 1 procent nodig. Het is geen enorm gat, maar in de techniek betekent een half procent van een hulpbron veel gemiste winst.
Hoe dicht je de kloof?
Ga dieper.
Hogere temperaturen versnellen de chemische reacties. Het kost meer om zo diep te boren. Maar je profiteert nog van een ander voordeel. Geothermische warmte. Je zou energie kunnen opwekken terwijl je het gas ontgint en de koolstof vasthoudt.
Is het haalbaar?
Wereldwijd zijn deze ijzerrijke rotsen overal aanwezig. Zelfs bij een laag rendement zou de totale productie de 100 miljoen ton waterstof die vandaag de dag wordt geproduceerd, kunnen verkleinen.
“Er is geen wondermiddel.” – Barbara Sherwood Lollar, Universiteit van Toronto
Lollar vindt dat we moeten ontginnen wat er bestaat. Ze wijst erop dat een mijn in Ontario al 140 ton natuurlijke waterstof per jaar de lucht in blaast. We zijn het letterlijk aan het verliezen.
Patonia, een onderzoeker in Oxford, merkt op dat het bedrijfsmodel evolueert. Als bedrijven vergoedingen kunnen vragen voor het vastleggen van CO2 tijdens de productie van waterstof, wordt het project minder riskant. Beleggers houden van gegarandeerde inkomstenstromen.
“Een aantal groepen en start-ups onderzoeken varianten van dit concept”, zegt Patonia.
We moeten snel handelen. De technologie is op grote schaal nog niet bewezen. De kosten zijn onduidelijk.
Maar het alternatief is vasthouden aan vuile waterstof en de CO2-uitstoot blijven stijgen.
Of blijven we maar hopen dat de natuur ons voldoende gas geeft?
Waarschijnlijk niet. Wij boren. Wij testen. Wij zien wat eruit komt.
