Het debat over waterstof als verwarmingsoplossing voor huizen is nog niet beslecht. De technische en economische argumenten zijn dat wel.

Waterstof heeft de afgelopen jaren veel beleidsaandacht gekregen als mogelijke vervanger van aardgas in de bebouwde omgeving. Het argument is aantrekkelijk: bestaande gasnetten kunnen mogelijk worden omgebouwd voor waterstof, bewoners houden een vertrouwde cv-ketel, en de transitie vraagt minder gedragsverandering dan alternatieven. Voor beleidsmakers die zoeken naar een oplossing die breed acceptabel is, klinkt dat als een uitweg.

Het probleem is dat het technische en economische fundament van dit argument zwak is. Dat zeggen niet alleen critici — het is de uitkomst van meerdere onafhankelijke studies, waaronder analyses van het Planbureau voor de Leefomgeving, TNO en het Internationaal Energieagentschap.

Het efficiencyprobleem

De fundamentele uitdaging bij waterstof als verwarmingsbrandstof is de keten van verliezen. Groene waterstof — de enige variant die op termijn klimaatneutraal is — wordt geproduceerd door elektrolyse van water met duurzame elektriciteit. Dat proces heeft een rendement van 60 tot 75 procent: van elke 100 kilowattuur elektriciteit blijft 60 tot 75 kilowattuur over als waterstof.

Vervolgens moet de waterstof worden gekoeld, gecomprimeerd en eventueel vloeibaar gemaakt, getransporteerd, opgeslagen en gedistribueerd. Elk van die stappen kost energie. Bij gebruik in een cv-ketel op waterstof is het verbrandingsrendement vergelijkbaar met een gasketel. Het totale rendement van de keten — van duurzame elektriciteit tot warmte in de woning — bedraagt daarmee ruwweg 40 tot 55 procent.

Een warmtepomp op dezelfde duurzame elektriciteit heeft een totaalrendement van 250 tot 350 procent: de COP van 2,5 tot 3,5 betekent dat elke kilowattuur elektriciteit 2,5 tot 3,5 kilowattuur warmte oplevert. Het verschil is een factor vijf tot acht.

Waarom 100 kilowattuur duurzame stroom omzetten in 40 kilowattuur warmte als je er ook 300 kilowattuur warmte van kunt maken?

Het kostenprobleem

Groene waterstof is momenteel aanzienlijk duurder dan aardgas en naar verwachting ook duurder dan directe elektrische verwarmingsoplossingen. De grootschalige productie van groene waterstof vereist enorme hoeveelheden duurzame elektriciteit en elektrolysecapaciteit. Beide zijn schaars en kostbaar.

Het Planbureau voor de Leefomgeving concludeerde in een analyse dat waterstof voor lage-temperatuurverwarming in woningen in geen enkel realistisch scenario kosteneffectief is vergeleken met warmtepompen of directe elektrische verwarming.

Waar waterstof wél een rol speelt

Dit betekent niet dat waterstof irrelevant is. Voor industriële processen die hoge temperaturen vragen — staalproductie, chemische processen, glasovens — is waterstof een van de weinige reële opties voor decarbonisatie. Voor zwaar transport over lange afstanden en voor langdurige energieopslag op netschaal biedt waterstof technische voordelen.

De conclusie is niet dat waterstof geen toekomst heeft. De conclusie is dat woningverwarming een toepassing is waar de eigenschappen van waterstof slecht aansluiten bij de vraag. Het is de verkeerde oplossing voor het juiste probleem.

Waar waterstof drie conversiestappen nodig heeft, kiest Caldum de kortste route. Laadt direct elektrisch. De stroom van de zonnepanelen wordt omgezet in warmte met een elektrothermisch rendement van boven de 95% — de meest directe route van zonne-energie naar warmte in een woning, zonder tussenliggende ketenverliezen.