Waterstof is officieel geclassificeerd als 'highly toxic and explosive' (klasse 2.1). Het is ontvlambaar en moet onder strikte voorwaarden opgeslagen worden. Echter, in de praktijk ontstaat zelden explosiegevaar omdat waterstof zo'n licht gas is, en dus opstijgt in plaats van zich net boven de grond te verzamelen.
Waterstof ook wel knalgas
De verbranding kan fel verlopen, waterstof brandt 8x sneller dan aardgas (waterstof heet ook wel knalgas!). Het is dus een gas dat we niet zomaar kunnen gebruiken in een gastoestel dat voor normaal aardgas bedoeld is.
Een voordeel is wel dat waterstof een licht molecuul is, waardoor het gas snel opstijgt en zich snel verspreid. Door deze eigenschappen wordt waterstof terecht gezien als een gevaarlijke stof, maar dat maakt waterstof niet per se gevaarlijker dan andere brandstoffen, zoals aardgas of benzine.
Zo is waterstof altijd gebonden aan een andere stof – denk bij voorbeeld aan water: H2O (waterstof en zuurstof) – en komt waterstof vrij van de andere stof dan neemt het 900x in volume toe, verandert het in waterstofgas wat in tegenstelling tot waterstof brand- en ontplofbaar is.
Moleculaire waterstof of diwaterstof (H2) is de belangrijkste enkelvoudige stof van het chemisch element waterstof. Bij een normale temperatuur en druk is waterstof een smaakloos, reukloos, kleurloos en uiterst brandbaar gas, het zogenaamde waterstofgas.
Waterstof kan een alternatief zijn voor aardgas in wijken waar elektrische warmtepompen of een warmtenet niet toepasbaar zijn. Nederlandse netbeheerders kunnen hun gasnetten relatief eenvoudig geschikt maken voor de distributie van waterstof. Dit blijkt uit onderzoek van Certificeringsinstituut Kiwa.
Waterstof is oneindig beschikbaar
Waterstof in bruikbare vorm komt niet in de natuur voor, maar moet gemaakt worden. Het is dus geen energiebron, maar een energiedrager. Waterstof kunnen we op verschillende manieren maken, zoals met aardgas of groene elektriciteit.
Wanneer waterstof wordt vermengd met zuurstof ontstaat een explosief mengsel. Echter, doordat waterstof zo'n licht gas is, wordt zelden de explosiegrens bereikt (volumepercentage waarbij het mengsel ontbranden kan). Dit nadeel is dan ook eigenlijk te verwaarlozen: benzine en LPG zijn ook licht ontvlambaar.
Waterstof is eerst en vooral niet giftig en vormt dus geen gevaar bij inademing. Het is echter ook kleurloos, geurloos en smaakloos wat maakt dat het niet opgemerkt kan worden door een persoon.
Al met al is waterstof geen geschikte brandstof om onze personenauto's op te laten rijden. De toekomst voor personenauto's ligt bij batterij-elektrisch rijden. Qua energierendement en de kosten van de energie is waterstof niet concurrerend met batterij-elektrisch rijden.
Waterstof is alleen duurzaam als het gemaakt wordt uit water en duurzaam opgewekte elektriciteit, en daar hebben we nog lang niet genoeg van. We moeten dus zorgen dat we voldoende duurzame energie kunnen opwekken om zelf te gebruiken en om ook waterstof te maken.
Op dit moment ligt de prijs van waterstof 20% tot 40% hoger dan die van aardgas. Maar we hebben nu nog voornamelijk te maken met 'grijze' waterstof, die niet duurzaam geproduceerd wordt. Die waterstof zal straks zeker niet door de leidingen gaan om als brandstof te dienen voor uw cv-ketel.
Voor de meest gebruikte gassen geldt dat de onderste explosiegrens (LEL) ergens ligt tussen de 2 vol% en 5 vol% De bovenste explosiegrens (UEL) kan echter relatief hoge waarden hebben tot 100%. Enkele voorbeelden: aceton 2,1 – 13%, acetyleen 2,3 – 80%, methanol 5,5 – 44% en waterstof 4 – 76%.
Remeha heeft op de Bouwbeurs als eerste Nederlandse cv-ketelproducent een prototype gepresenteerd van een waterstofketel. Deze ketel kan straks je huis verwarmen, zonder de extra isolatiekosten die een warmtepomp nodig heeft.
Als brandstof is waterstof zeer ontvlambaar, zodat lekkage van waterstof een ernstig brandrisico inhoudt. Waterstofbranden zijn echter duidelijk anders dan branden waarbij andere brandstoffen betrokken zijn.
De prijs van waterstof zal gelijk zijn aan de huidige marktprijs en ligt rond de €10 per kg. Er gaat ongeveer 5 à 6 kilo in de tank van een waterstofauto. Op 1 kilo kun je gemiddeld 100 km rijden.
De klassieke verbrandingsmotor in benzineauto's is niet geschikt voor waterstof. De auto moet met een elektrische motor worden aangedreven die via een brandstofcel wordt gevoed. Die cel zet waterstof om in elektriciteit.
Waterstof is het meest voorkomend element in het universum. Onder normale omstandigheden is het gasvormig en spreken we over waterstof gas (H2). Waterstof is ook het lichtste gas dat we kennen, maar onder hoge druk heeft het per kg wel een hoge energie dichtheid van 120 megajoule (MJ).
Met de huidige technologie is het echter moeilijk om waterstofgas op te slaan of te vervoeren. Dit komt doordat waterstofgas weinig energie per volume-eenheid oplevert in vergelijking met butaangas of propaangas. Om een gelijke hoeveelheid energie aan waterstofgas te vervoeren is er dus een grotere tank nodig.
Om een liter waterstofgas(0 graden 1013 HPa)) te maken heb je slechts 0.80 ml water nodig, Een mol (=2gram)waterstofgas is ongeveer 22,4liter bij bovengenoemde druk en temperatuur dus een liter waterstof is 1l/22.4l x 18gram/mol water vergt de elektrolyse van 0.80gram water en dat is dus 0.80ml ofwel 0.00080 liter ...
Warmtestraling. Maar voor wie het echt wil, met een gastoestel/gasfornuis kun je koken op waterstof. De warmtestraling van een waterstofvlam is minder sterk dan die van aardgas. De verbrandingstemperatuur van waterstof ligt weer wel hoger.
Groene waterstof is onmiskenbaar in de energietransitie. Dankzij deze duurzame energie dalen CO2-emissies in de industrie, nemen e-fuels voor vliegtuigen toe en besparen we op aardgas. Maar is deze groene waterstof ook geschikt voor de verwarming van je eigen huis? Het korte antwoord: nee.
Het grote knelpunt zit 'm in de opwekking (elektrolyse) en opslag van de waterstof. Dit is beduidend duurder dan aardgas en dus zal een bewoner niet zomaar instemmen met het overschakelen van aardgas naar waterstof. In de komende jaren zal dus enige vorm van subsidie nodig zijn om dit te realiseren.
Overgang van aardgas naar waterstof
De H2ready-ketels zullen naar verwachting in 2023 worden gelanceerd met de mogelijkheid om te werken op aardgas of een combinatie van aardgas en waterstof. Zo garandeert Viessmann de toekomstcompatibiliteit in deze overgangsfase.