Klimaat & energie › Groene waterstof & e-fuels
Amerikaans bedrijf breekt rotsen met stroom voor schone waterstof
De Amerikaanse startup Eden GeoPower test een opmerkelijke methode om schone waterstof te maken: rotsen honderden meters onder de grond kapot schieten met elektrische pulsen. De scheuren die daardoor ontstaan, moeten water toegang geven tot ijzerrijk gesteente, waar een chemische reactie waterstofgas vrijmaakt. Als de techniek werkt, kan ze een goedkoop en uitstootvrij alternatief worden voor de huidige, vervuilende waterstofproductie.
Waterstof geldt al decennia als de heilige graal van schone energie: verbrand het en er komt alleen water en warmte vrij. Toch is bijna alle waterstof die nu wordt geproduceerd allesbehalve groen. Het merendeel ontstaat via steam-methane reforming, een proces waarbij aardgas wordt omgezet en flink wat CO2 vrijkomt. Waterstof maken met elektrolyse en groene stroom kan schoner, maar is voorlopig te duur om op grote schaal te concurreren. Wereldwijd werd in 2024 ongeveer 100 miljoen ton waterstof gebruikt, goed voor slechts 3 procent van het mondiale energieverbruik. Het gas dient vooral als grondstof voor de raffinage van olie en de productie van kunstmest en plastic.
Bliksem diep onder de grond
Het Amerikaanse bedrijf Eden GeoPower, gevestigd in Massachusetts, zoekt de oplossing letterlijk ondergronds. Op een testlocatie bij Boston laat het bedrijf twee elektroden diep de grond in zakken, tot honderden meters onder het oppervlak. Via kabels sturen twee hoogspanningsgeneratoren korte, krachtige stroomstoten tussen de elektroden door. Elke puls werkt als een mini-bliksemschicht die het gesteente tussen de boorgaten verhit. De druk loopt op tot de rots barst en er een netwerk van scheuren ontstaat. Eden GeoPower noemt dit 'elektrische reservoirstimulatie' en claimt dat de methode fijnere, beter doorlaatbare scheurnetwerken oplevert dan traditionele hydraulische fracturering, waarbij water en chemicaliën onder hoge druk de grond in worden geperst.
Van gebarsten rots naar waterstofgas
De scheuren zijn geen doel op zich. Ze moeten water toegang geven tot ijzerrijk gesteente diep onder de grond. Komt water in contact met bepaalde ijzermineralen, dan oxideert het ijzer en komt waterstofgas vrij als bijproduct, een proces dat verwant is aan wat de verzadiging van ijzer met zuurstof zo bruikbaar maakt. Wetenschappers noemen dit gestimuleerde of engineered geologische waterstof, om het te onderscheiden van waterstof die van nature al ondergronds voorkomt. Dat natuurlijke fenomeen was tot voor kort een curiositeit. Pas na de ontdekking in 1987 van een gasbron bij het Malinese dorp Bourakébougou, waar boren naar drinkwater onverwacht een bijna zuivere waterstofstroom blootlegde, kreeg het idee serieuze aandacht. Sindsdien jagen tientallen bedrijven wereldwijd op natuurlijke ondergrondse waterstofvoorraden. Eden GeoPower en een handvol andere partijen gaan een stap verder: zij proberen het proces zelf op gang te brengen, in plaats van te wachten tot de natuur het cadeau doet.
Nog een pril, onbewezen idee
De techniek staat in de kinderschoenen. Nergens ter wereld draait een commerciële installatie die op deze manier waterstof produceert, en het is onduidelijk hoeveel gas de methode uiteindelijk kan opleveren tegen welke kosten. Toch zien voorstanders er een aantrekkelijk alternatief in: als het lukt om ijzerrijk gesteente op grote schaal aan te boren en te laten reageren met water, zou dat vrijwel onuitputtelijke, schone energie kunnen leveren zonder de CO2-uitstoot van aardgas of de hoge stroomkosten van elektrolyse. Eden GeoPower ziet bovendien meer toepassingen voor zijn boortechniek, van mijnbouw tot geothermische energie en ondergrondse CO2-opslag.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Als gestimuleerde geologische waterstof op grote schaal kan worden geproduceerd, ontstaat een nieuwe route naar schone energie die niet afhankelijk is van aardgas of dure elektrolyse-installaties. De techniek is nog experimenteel en moet nog bewijzen dat ze economisch rendabel is, maar succes zou de zoektocht naar waterstof letterlijk de diepte in verplaatsen.
- Elektrische reservoirstimulatie
- Een techniek waarbij hoogspanningspulsen tussen twee elektroden in de grond gesteente laten barsten, zodat er een fijn netwerk van scheuren ontstaat.
- Gestimuleerde geologische waterstof
- Waterstofgas dat kunstmatig wordt opgewekt door water te laten reageren met ijzerrijk gesteente diep onder de grond, in tegenstelling tot waterstof die van nature al aanwezig is.
- Hydraulische fracturering
- De traditionele methode om ondergronds gesteente te breken door water en chemicaliën onder hoge druk te injecteren, vooral bekend van de olie- en gaswinning.
- Steam-methane reforming
- Het meest gebruikte proces om waterstof te maken, waarbij aardgas met stoom reageert en CO2 als bijproduct ontstaat.
- Elektrolyse
- Het splitsen van water in waterstof en zuurstof met behulp van elektrische stroom, idealiter afkomstig van hernieuwbare energie.
- IJzeroxidatie
- De chemische reactie waarbij ijzer elektronen afstaat aan water, waardoor waterstofgas vrijkomt als bijproduct.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
