Witte waterstof uit de bodem kan onuitputtelijk bron van energie zijn

Witte waterstof uit de bodem kan onuitputtelijk bron van energie zijn

We kenden al grijze, blauwe en groene waterstof, maar nu blijkt er ook zoiets te bestaan als witte of natuurlijke waterstof. Dat komt gewoon uit de bodem, net als aardgas. Het kan volgens voorlopig Amerikaans onderzoek tot het jaar 2100 en daarna de helft van alle benodigde waterstof op de wereld leveren: honderden miljoenen tonnen per jaar. In Afrika en Amerika zijn de eerste onderzoeken begonnen.

Bij verbranding van waterstof met zuurstof komt alleen water vrij. Het wordt dan ook gezien als de schone energiebron van de toekomst. Als het tenminste niet gemaakt wordt van aardas of kolen (grijs), ook niet door eerst de CO2 af te vangen (blauw), maar door elektrolyse van water met wind- of zonnestroom (groen). Het gas wordt nu vooral gebruikt om processen in de chemische industrie te verhitten en bij de productie van staal en kunstmest. Bij de transitie van fossiele naar groene energie kan het dienen als opslagbuffer voor stroom tijdens zonloze en windstille periodes. Ook kunnen er emissieloze voertuigen en treinen op rijden en kunnen er zelfs huizen mee verwarmd worden. Nu verbruikt de wereld ruim 90 ton per jaar. Vanwege klimaatmaatregelen voorspellen experts dat de vraag naar waterstof tot 2050 zal vervijfvoudigen.

Niet op goede plek gezocht

Dat waterstof van nature in de diepere grondlagen van de aarde voorkomt, was al lang bekend. Het ontstaat daar door chemische reacties, bijvoorbeeld van water met ijzer. Maar het werd tot voor kort nooit in grote hoeveelheden gevonden. Door recente ontdekkingen in Afrika, Australië en de VS beginnen aardwetenschappers te geloven dat ze nooit op de goede plek gezocht hebben. Inmiddels wordt naar witte waterstof gezocht in Afrika, Zuid-Amerika, Australië, de VS, Frankrijk en Spanje.

Groene opvolger van olie

De Amerikaanse Geological Society (GSA) concludeerde vorig jaar oktober in een voorlopig onderzoeksmodel dat natuurlijke waterstof de potentie heeft om een belangrijke energiebron te worden. Het model voorspelt met grote zekerheid dat de exploitatie van witte waterstof tot het jaar 2100 en daarna minstens de helft van alle benodigde groene waterstof in de wereld kan leveren. Er kunnen honderden megatonnen per jaar van gewonnen worden. Daarom is nader onderzoek naar de winning noodzakelijk. In juli dit jaar houdt de Geological Society in Londen een conferentie over de zoektocht naar deze ‘gratis’ waterstof, die volgens het wetenschappelijk instituut de groene opvolger van olie kan worden.

Onuitputtelijke energiebron

Het Amerikaanse bedrijf Natural Hydrogen Energy LLC (NH2E) noemt natuurlijke, witte waterstof een onuitputtelijke bron van duurzame energie. Het bedrijf is een pionier in de zoektocht naar witte waterstof in de aardbodem en deed in 2019 na twintig jaar onderzoek zijn eerste succesvolle boring. Volgens het bedrijf wordt de hoeveelheid natuurlijke waterstof in de aardbodem onderschat. Het ontstaat daar al miljoenen jaren lang door organische reacties en het maakt de productie van groene waterstof met fossiele of hernieuwbare energie overbodig. Daarom zal het goedkoper zijn dan alle duurzame alternatieven. Het team van NH2E heeft concessies gekregen voor verschillende vindplaatsen en heeft de eerste proefboringen met succes afgerond. Het bedrijf is nu bezig om de commerciële productie op te starten.

Stroom dorp uit witte waterstof

Het dorp Bourakébougou, in het zuidwesten van het Afrikaanse land Mali, wekt al sinds 2011 zijn elektriciteit op met witte waterstof uit de bodem. Die drijft een generator aan. De natuurlijke waterstofreserves in de bodem blijken veel groter dan gedacht, blijkt uit de resultaten van internationale studie, geleid door professor Alain Prinzhofer van het Institut de Physique du Globe de Paris. De diameter van het waterstofbekken is geen acht maar 150 kilometer en het bevat aanzienlijke hoeveelheden waterstof. Die zouden duurzaam en relatief gemakkelijk geëxploiteerd kunnen worden. Die winning zou ook een stuk goedkoper zijn dan de productie van waterstof in een fabriek, of het nu met fossiele brandstoffen of groene stroom gebeurt.

Onderzoek in heel Afrika

Omdat er meer van dit soort natuurlijke waterstofbronnen in Afrika zijn, doen de Europese en Afrikaanse Unie hier samen sinds vorig jaar nader onderzoek naar via het HyAfrica-project. Dat wordt geleid door het Portugese kennisinstituut SME Converge. Ze hebben een miljoen euro voor de komende drie jaar beschikbaar gesteld. Het project bekijkt of witte waterstof uit de bodem op meer plekken lokaal elektriciteit kan opwekken, vooral in afgelegen gebieden die niet zijn aangesloten op het elektriciteitsnet. Die lokale gemeenschappen kunnen dan tegen lage kosten op een groene manier elektriciteit opwekken, zonder water of land te gebruiken voor zonnepanelen of industriële stroomopwekking. Aan HyAfrica doet een consortium mee van verschillende Duitse en Afrikaanse kennisinstituten en universiteiten, van Marokko tot Zuid-Afrika, van Mozambique tot Togo. Het onderzoek concentreert zich op die landen.

Boukabougou
Het Malinese dorp Bourakébougou wekt zijn stroom op met witte waterstof uit de bodem | Credit: maliweb.net

Marginale bijdrage

De verwachtingen zijn dus hoog gespannen, maar echte onderzoeksresultaten over de hoeveelheid witte waterstof in de wereld en de plekken waar het gewonnen kan worden ontbreken nog. Daarom is Ad van Wijk, dé waterstofexpert van Nederland en deeltijdprofessor Future Energy Systems aan de TU Delft, terughoudend. Ook voor hem is witte waterstof nog deels onbekend terrein. “Ik ken het wel. Je kunt het op sommige plekken uit de grond halen, bijvoorbeeld in Afrika en Australië”, zegt hij. “Ik heb wel mijn twijfels of dit op grote schaal toegepast kan worden. Er zitten waarschijnlijk geen grote hoeveelheden van in de grond. Laten we zeggen: er moet zeker naar gekeken worden, maar met alle mitsen en maren is mijn eerste inschatting dat het slechts een marginale bijdrage aan de energietransitie kan leveren. Je kunt waterstof nog steeds het beste maken met water en groene stroom.”

Delen: