Klimaat & energie › Groene waterstof & e-fuels
Studie: waterstof kan Chinese klimaatneutraliteit biljoenen goedkoper maken
Een internationaal onderzoeksteam berekende hoe China uiterlijk op pad naar klimaatneutraliteit kan komen zonder de hoge kosten die vaak aan de energietransitie worden toegeschreven. Door fors in te zetten op waterstof en afgeleide brandstoffen kan het land tot 10,7 biljoen dollar besparen vergeleken met een aanpak die vooral op zonne- en windenergie leunt. De studie, gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature, laat zien dat de aanpak ook olie-import overbodig maakt en banen oplevert.
China is de grootste uitstoter van CO2 ter wereld en staat voor een enorme opgave. Het land wil zijn economie klimaatneutraal maken, maar loopt tegen twee grote problemen aan. Ten eerste is zonne- en windenergie onregelmatig beschikbaar: op sommige momenten is er te veel stroom, op andere te weinig. Ten tweede zijn er sectoren die moeilijk te verduurzamen zijn, zoals de zware industrie en het vrachtvervoer, waar elektrische aandrijving vaak niet praktisch is. Onderzoekers van onder meer Harvard University, de Huazhong University of Science and Technology en Shandong University onderzochten welke rol waterstof hierin kan spelen.
Waterstof als tussenstation voor groene energie
Waterstof kan dienen als een soort batterij en transportmiddel voor groene energie. Overtollige stroom van zonnepanelen en windturbines wordt gebruikt om water te splitsen in waterstof en zuurstof. Die waterstof kan vervolgens worden opgeslagen, vervoerd en omgezet in andere brandstoffen, de zogeheten waterstofderivaten, zoals ammoniak of synthetische kerosine. Die derivaten zijn makkelijker te vervoeren en op te slaan dan waterstof zelf, en kunnen fossiele brandstoffen vervangen in de industrie, de scheepvaart en de luchtvaart. Tot nu toe golden transport, opslag en de toepassing van brandstofcellen echter als duur en lastig op te schalen, waardoor onduidelijk was of een waterstofstrategie voor heel China haalbaar en betaalbaar zou zijn.
Een rekenmodel voor 29 provincies
Om dat te onderzoeken, bouwden de wetenschappers een gedetailleerd rekenmodel, HeD-MISSION genaamd, dat de hele Chinese energie-economie doorrekent. Het model houdt rekening met de opwekking van hernieuwbare energie per uur in 29 provincies, en met meer dan 46.000 transportroutes over spoor, weg, water en pijpleiding voor het vervoer van waterstof en zijn derivaten. Ook is per sector doorgerekend welke brandstof het meest kosteneffectief is, van staalfabrieken tot vrachtwagens.
Negatieve kosten en minder olie-import
De uitkomst is verrassend positief. Een transitiepad waarin waterstof en derivaten een grote rol spelen, blijkt 10,7 biljoen dollar goedkoper dan een pad dat vooral op hernieuwbare elektriciteit en elektrificatie leunt. Opvallend is dat de gemiddelde kosten om een ton CO2 te vermijden zelfs negatief uitvallen: -6,15 dollar per ton. Dat betekent dat de overstap op schone energie per saldo geld oplevert in plaats van kost, onder meer omdat China dan geen olie meer hoeft te importeren. Dat scheelt een bedrag dat gelijk staat aan meer dan de helft van het Chinese handelsoverschot van 2023. Daarnaast verwachten de onderzoekers dat de aanpak de werkgelegenheid en economische groei een flinke impuls geeft. De auteurs benadrukken dat hun bevindingen niet alleen voor China relevant zijn, maar ook een richting bieden voor andere landen die op een betaalbare manier willen verduurzamen, zeker nu de internationale energiemarkten onrustig blijven.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Deze studie laat zien dat de energietransitie niet per definitie duur hoeft te zijn: met een slimme combinatie van hernieuwbare stroom en waterstof kan een land als China juist geld besparen en zich onafhankelijker maken van olie-import. Als deze aanpak daadwerkelijk wordt uitgevoerd, kan het wereldwijd model staan voor andere grote industrielanden die worstelen met dezelfde dilemma's rond zware industrie en onregelmatige zon- en windstroom.
- Klimaatneutraliteit
- De situatie waarin een land netto geen broeikasgassen meer uitstoot, omdat uitstoot wordt vermeden of elders gecompenseerd.
- Waterstofderivaten
- Brandstoffen die gemaakt worden uit waterstof, zoals ammoniak of synthetische kerosine, en makkelijker te vervoeren en op te slaan zijn dan waterstofgas zelf.
- Hernieuwbare energie
- Energie uit bronnen die niet opraken, zoals zon en wind, maar die niet altijd op het juiste moment beschikbaar is.
- Elektrificatie
- De strategie om zo veel mogelijk processen en voertuigen direct op elektriciteit te laten draaien in plaats van op fossiele brandstoffen.
- Hard-to-abate sectoren
- Sectoren zoals de zware industrie, scheepvaart en luchtvaart waarvan de CO2-uitstoot moeilijk te verminderen is omdat elektrische alternatieven vaak niet geschikt zijn.
- Koolstofafvangkosten (carbon abatement cost)
- De kosten die het vermijden van één ton CO2-uitstoot met zich meebrengt; een negatief getal betekent dat het geld oplevert in plaats van kost.
- Brandstofcel
- Een apparaat dat waterstof en zuurstof omzet in elektriciteit, water en warmte, gebruikt als schoon alternatief voor verbrandingsmotoren.
- Handelsoverschot
- Het verschil tussen de waarde van export en import van een land, wanneer de export groter is dan de import.
- HeD-MISSION-model
- Het rekenmodel dat de onderzoekers ontwikkelden om de Chinese energie-economie uur voor uur en provincie voor provincie door te rekenen.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
