De energietransitie komt nog maar net op stoom of een dreigend probleem doemt op aan de horizon. Want voor alle zonneparken, windmolenparken en waterstoffabrieken die we plannen en bouwen zijn materialen nodig. En sommigen daarvan zijn schaars of zelfs zeldzaam.
Dit probleem was al bekend voor zonnepanelen, windmolens en batterijen waar het gaat om grondstoffen zoals lithium, kobalt, grafiet en zeldzame aardmetalen. Maar uit onderzoek van TNO blijkt dat dit ook geldt voor de productie van waterstof. En deze energiedrager is, naast de ontwikkeling van zonne- en windenergie, cruciaal voor het halen van de klimaatdoelen.
Waterstof belangrijke schakelfunctie
Waterstof is van zichzelf geen energiebron maar kan met behulp van een elektrolyser gemaakt worden uit groene elektriciteit en water. Vervolgens kan het met behulp van een brandstofcel weer omgezet worden in elektriciteit. Op die manier kan het een belangrijke schakelfunctie vervullen in het toekomstige energiesysteem. Want onze energieproductie gaat van een vrij centraal georganiseerd en voorspelbaar systeem naar een lappendeken van productiemethodes en -locaties. En die moeten allemaal op elkaar aansluiten.
Met behulp van waterstof kan duurzame stroom van bijvoorbeeld een windpark op momenten dat er een overschot is opgeslagen worden voor later. Ook kan het een oplossing zijn op plekken waar het elektriciteitsnet te licht is om grote hoeveelheden groene stroom te vervoeren. In vloeibare vorm kan het groene energie transporteren via pijpleidingen of schepen van productielocaties naar afnemers over de hele wereld. Daarnaast kan het als brandstof dienen voor zwaar transport en als vervanger voor aardgas in de industrie.
EU waterstofstrategie als onderdeel van de Green Deal
Een onmisbaar bestanddeel voor het slagen van de energietransitie dus. De EU heeft dan ook ambitieuze doelstellingen als het gaat om waterstof. In de vorig jaar gepubliceerde waterstofstrategie die onderdeel uitmaakt van de Green Deal staat dat de EU in 2030 tien miljoen ton duurzame waterstof wil produceren. Volgens de strategie moet waterstof in 2050 een volwassen techniek zijn die bedrijven standaard toepassen en gebruiken.
Maar voor het maken van waterstof is elektrolyse nodig. Dat gebeurt met behulp van een elektrolyzer. En in het hart van een elektrolyzer zitten zeldzame materialen zoal iridium en platinum. En die zijn schaars. TNO rekende uit dat als we de strategie van de EU volgen we 122 procent meer iridium nodig hebben dan nu jaarlijks wereldwijd uit de grond gehaald wordt.
Platinum en Iridium
En die iridium is dus al in gebruik. Bijvoorbeeld bij de fabricage van LCD en touchscreen schermen van tv’s, laptops en iPhones. Maar ook voor lagers van vliegtuigmotoren en in diepzeepijpleidingen. Om te voorkomen dat we moeten kiezen tussen het maken van vliegtuigmotoren of elektrolyzers moet dus nu al gezocht worden naar oplossingen.
Het probleem is nu nog niet zichtbaar omdat de waterstofproductie nog in de kinderschoenen staat. Maar als we alle plannen voor groene waterstofproductie in de EU willen uitvoeren met de huidige technieken aan elektrolyse dan hebben we rond 2030 al een serieus tekort, verwacht TNO. Tegen die tijd zijn de elektrolyzers die nu nog het formaat van een zeecontainer hebben, uitgegroeid tot serieuze waterstoffabrieken.
Meer iridium en platinum uit de grond halen is niet eenvoudig. De afgelopen tien jaar is de vraag naar aardmetalen fors toegenomen, maar dit heeft niet geleid tot een stijging van de delving van de grondstoffen. Ook is er groeiende weerstand tegen mijnbouw. Als we de klimaatdoelen willen halen zullen we dus moeten zoeken naar waterstofproductie waarin we minder van de zeldzame grondstoffen nodig hebben.
Ook voor andere toepassingen dreigt een tekort aan grondstoffen. Is recycling de oplossing?
