Tot temperaturen van -240 °C is waterstof een gas, en daaronder condenseert hij tot een vloeistof. Bij temperaturen lager dan -259 °C bevriest de vloeistof tot waterstofijs.
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.
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.
De meeteenheid van waterstof is niet een liter, zoals bij benzine, maar een kilo. 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 motor kan op diesel draaien zoals voorheen, maar kan omschakelen naar waterstof. Als de motor op waterstof loopt, is er nog ongeveer 5 procent diesel nodig. Momenteel hebben twee schepen al de converteerde V12 aan boord en volgens MAN is de diesel-waterstofmotor klaar voor productie.
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.
Waterstofauto gevaarlijk? Bij waterstofauto's is uiteraard veiligheid gewaarborgd. De tanks voor waterstof zijn zeer sterk en bestand tegen de impact van zeer zware crashes. De tank is vele malen sterker dan die van benzine, omdat die immers ook de hoge druk (tot 700 bar) van waterstof moet weerstaan.
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.
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.
Het is het lichtste gas dat we kennen, veel lichter dan lucht. Waterstof is niet-explosief, als het ontsnapt zal het vervliegen en niet zomaar ontploffen. Het is wel behoorlijk brandbaar.
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.
Het grote voordeel van waterstof ten opzichte van elektriciteit is dat u ''gewoon'' kunt tanken en dat dit net zo snel gaat als brandstof tanken. Het laden van een elektrische auto kost namelijk erg veel tijd en deze auto's hebben ook nog eens een beperkte actieradius van maar zo'n 200 tot 400km.
Productie, opslag en toepassing van waterstof vereisen complexe en dure apparatuur die aan allerlei veiligheidseisen moet voldoen. Dat is op huishoudelijk niveau niet zomaar mogelijk, ook niet bij een boerderij of klein bedrijf met een loods vol zonnepanelen op het dak.
Waterstof wordt per kilo afgerekend en de gemiddelde prijs daarvoor is op dit moment zo'n 10 euro excl. BTW en 12,10 euro incl. BTW. Deze prijs kun je niet vergelijken met de literprijs van benzine of diesel.
Met waterstof kun je een huis verwarmen, maar het is niet geschikt om mee te koken. Daarom is er bij de toepassing van H2 vaak een hybride oplossing nodig. De huizen in Wagenborgen gebruiken straks waterstof en elektriciteit. Er komt een ketel op waterstof en een warmtepomp als back-up.
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.
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 ...
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.
Dat heet elektrolyse. Als je waterstofgas verbrandt, ontstaat warmte en water. Je kunt de energie van elektriciteit dus met elektrolyse 'opslaan' in waterstof en de energie weer vrij laten komen uit de waterstof door het te verbranden. Elektrolyse kost natuurlijk energie.
Aanschaf van een waterstofauto
Qua prijs verschillen ze iets minder. De Hyundai Nexo heeft op moment van schrijven een vanafprijs van € 69.995,-. De Toyota Mirai daarentegen verlaat voor minimaal € 67.350,- de Toyota showroom.
Productie van groene waterstof
In 2025 zou een productieprijs tussen de 2,40 en 2,70 euro per kg mogelijk moeten zijn. Een kuub waterstofgas weegt 90 gram, dus 11,1 kuub waterstofgas weegt 1 kg. Daarmee komt de kale productieprijs van waterstof uit op: 2,70 / 11,1 = 24,3 eurocent.
Om één kilogram waterstofgas te maken heb je ongeveer 50 kWh aan elektriciteit nodig. Daarnaast is er energie nodig om het geproduceerde gas onder hoge druk op te slaan. Grofweg kan je stellen dat er ongeveer 2x zoveel energie nodig is als dat er in 1 kg waterstofgas is opgeslagen.
Waterstof kan fysiek opgeslagen worden als een (gecomprimeerd) gas, cryogene vloeistof of met behulp van andere materialen waaraan het tijdelijk gebonden kan worden. De eerste twee vormen, en met name gecomprimeerd gas, worden vandaag het meeste toegepast.