De Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO) heeft onlangs de resultaten gepubliceerd van de vier pilotprojecten waarin woningen worden verwarmd met waterstof. Leo Brouwer, senior programma-adviseur energie en warmte bij de RVO, wil het belang van deze pilots benadrukken: “Tot 2035 moeten we flink aan de slag met warmtenetten en warmtepompen waar dat kan. In andere buurten kunnen we aan de slag met het terugbrengen van de warmtevraag en het plaatsen van hybride warmtepompen. Voor een onbekende groep wijken kan dit richting 2050 een eindsituatie zijn en dan zullen er dus duurzame gassen, zoals waterstof ingezet moeten worden. Dan is het goed dat we tenminste alvast hebben geleerd.”

In een behoorlijke hoeveelheid studies hebben wetenschappers zich zeer sceptisch uitgelaten over de rol van waterstof in gebouwde omgeving. “Je moet oppassen om al deze studies niet zomaar op te hopen zonder dat je de nuances kent. Nederland is van oudsher een echt gasland met een enorm fijnmazig gasnetwerk dat nauwelijks te vergelijken valt met andere landen. Wellicht dat alleen delen van Italië en Engeland een beetje vergelijkbaar zijn. Voor landen die niet of nauwelijks beschikken over een fijnmazig gasnetwerk gaan de algemene conclusies misschien op, maar de Nederlandse situatie is redelijk uniek”, stelt Brouwer.

Op initiatief van bewoners en netbeheerders wordt er in vier verschillende pilots samengewerkt om het verwarmen van woningen en gebouwen met waterstof onderzoeken. De belofte van Gasunie is namelijk dat zo’n 85 procent van haar huidige aardgasleidingen met minimale aanpassingen te gebruiken is als waterstofleiding. Hoe hoog dat percentage is voor lokale gasnetten is nog onduidelijk, maar Brouwer vermoedt dat het om het merendeel gaat. Dat maakt dat de potentiële netwerkkosten van verwarmen met waterstof lager zouden liggen ten opzichte van andere landen en dat de bestaande aardgasinfrastructuur niet vroegtijdig overbodig raakt.

”Het gebruik van hybride warmtepompen – en mogelijk zelfs brandstofcellen in de toekomst – zorgt er tevens voor dat grootschalige elektrificatie mogelijk wordt tegen lagere investeringen in het elektriciteitsnet. Als het gaat om versterking van het elektriciteitsnet vliegen de miljarden ons om de oren. Hergebruik van bestaande infrastructuur biedt ook echt waarde”, ziet Brouwer.

“Natuurlijk zijn warmtepompen veel efficiënter dan waterstofketels, maar het moet ook wel passen op het lokale elektriciteitsnet. Je krijgt daardoor dat warmtepompen hun verbruik met slimme algoritmes over de dag gaan spreiden, maar ik denk dat je ook met verschillende technieken (hybride warmtepompen) en bronnen (groene gassen) moet gaan spreiden.”

Hoe lopen de waterstofpilots?
RVO heeft uitgebreid onderzoek gedaan naar de leerervaringen van de vier pilots in Berkeloord (gemeente Lochem), Wagenborgen (gemeente Eemsdelta), Erflanden en Nijstad-Oost (gemeente Hoogeveen) en Stad aan ’t Haringvliet (gemeente Goeree-Overflakkee). Lochem draait nu anderhalf jaar, Wagenborgen is naar verwachting deze maand omgezet, Hoogeveen is in ontwikkeling en Stad aan ’t Haringvliet is in voorbereiding. Hieruit blijkt dat het omzetten van een woning naar verwarmen met waterstof in de meeste woningen binnen een dag geregeld is en dat de omzetkosten relatief laag zijn.

De uitvoerders van de pilots hebben dezelfde geurstof (THT) aan de waterstof toegevoegd als dat aan aardgas wordt toegevoegd. Mocht er dan toch een lek ontstaan, dan hebben de bewoners er dezelfde associatie bij. Ook is er een gasstopper in de aanvoerleiding van de woning toegevoegd die sluit bij een onverwacht drukverlies. “Op één punt zelfs veiliger dan met aardgas”, stelt het RVO-rapport. Bij onvolledige aardgasverbranding ontstaat koolmonoxide, wat chemisch onmogelijk is met waterstof.

Bijkomende zorg is dat waterstof veel vluchtiger is dan aardgas en dat waterstoflekken tot forse brandrisico’s leiden. “Maar uit de pilotresultaten blijkt dat het verwarmen met waterstof boven verwachting goed gaat. De waterstof blijft ook zonder aanpassingen in de nieuwe aardgasleidingen en de permeatie die we zien is zo weinig dat het niet gevaarlijk is. Dat geldt niet voor oude aardgasleidingen, maar die moeten toch (definitief) uit de grond”, aldus Brouwer.

“De processen zijn altijd heel erg gericht op transparantie en veiligheid geweest. Zo mochten pilots alleen doorgaan wanneer het minstens zo veilig kon als verwarmen met aardgas en de leerdoelen heel duidelijk waren omschreven.” Vermoedelijk heeft dit er ook aan bijgedragen dat het RVO-rapport concludeert dat “het maatschappelijke vertrouwen in deze technologie in het algemeen groot is”. Al is hier volgens Brouwer ook sprake van een op z’n minst lichte bias. “De bewoners zijn mensen die willen meedoen aan aardgasvrije pilot. Zij zien dat een warmtenet of warmtepomp in hun wijk en, of woning lastig is en willen daarom ook kijken naar verwarmen met waterstof.”

Waar de eerste pilot in Lochem slechts twaalf huishoudens betreft die tijdelijk hun monumentale panden met waterstofketel zullen verwarmen, is het de bedoeling dat de pilot in Stad aan ’t Haringvliet zal bestaan uit 628 diverse type woningen. “Alle pilots met waterstof moet je goed organiseren, want veiligheid is hier een heel belangrijk punt. Zeker nu er nog geen wet- en regelgevend kader is, maar de gedoogconstructie waarbinnen de pilots nu werken, werkt aardig.”

Waterstofprijs is nog lang niet concurrerend
De kans dat er de komende jaren – buiten pilotprojecten – meer huizen met waterstof zullen worden verwarmd is  klein. “Zonder structurele subsidie is realisatie van een waterstofwijk de komende jaren niet haalbaar omdat de prijs van waterstof aanzienlijk hoger is dan van aardgas. Op z’n vroegst na 2030 zijn er kansen voor eventuele opschaling”, schetsen de RVO-onderzoekers.

In Hoogeveen is er budget vrijgemaakt om de waterstof niet duurder te laten worden dan aardgas. In Stad aan ’t Haringvliet is het nog onduidelijk of hier budget voor is, terwijl er sprake is van een groter exploitatietekort is. Dat is problematisch omdat het rapport schetst dat de deelnemende bewoners de prijs van waterstof (investering en exploitatie) en de rommel van de huisombouw als grootste drempels zien.

“Hoewel de gebouwde omgeving een concurrentie op prijs altijd van deze sectoren zal verliezen, zijn daar wel wat kanttekeningen bij te plaatsen. Fossiele energie wordt nu bijvoorbeeld zwaar belast in de mobiliteitssector, terwijl de industrie daar juist grote belastingkortingen en -uitzonderingen op krijgt. Waarmee ik wil zeggen dat de productieprijs niet de enige factor zal zijn die de toekomstige prijs van waterstof bepaald.”

Zolang het aanbod van waterstof schaars is – en de lage vraag voor het klassieke kip-ei-verhaal zorgt – is het nog logischer om waterstof in te zetten in de sectoren en in de processen waar waterstof het hardste nodig is. Hiervoor bedacht de Britse energieadviseur Michael Liebreich de waterstofladder: een gerangschikte categorisering van mogelijke waterstoftoepassingen tot 2035. Het verwarmen van woningen met waterstof wordt als de minste competitieve toepassing ingeschat.

“De waterstofladder begrijp ik heel goed: Het gebruiken van een hoogwaardige energiedrager als waterstof voor een laagwaardige toepassing als het verwarmen van huizen lijkt niet erg efficiënt. Tegelijk bestaan er ook gewoon woningen en gebouwen die moeilijk te verduurzamen zijn. De warmtetransitie loopt nu hoofdzakelijk langs de woningen en gebouwen die relatief eenvoudig te verduurzamen zijn met isolatie en een duurzame verwarmingsinstallatie”, aldus Brouwer.

“Maar op een gegeven moment zijn de woningen en gebouwen aan de beurt die heel lastig te verduurzamen zijn of waarvoor het een hele kostbare operatie wordt om ze voldoende te isoleren. Juist daarom doen we nu deze pilots, om ook alternatieven klaar te hebben als die nodig blijken te zijn.”

Voor de woningen en gebouwen die onvoldoende geïsoleerd kunnen worden voor een warmtepomp of een warmtenetaansluiting ligt er wel een kostenpost op de loer die de komende jaren flink kan gaan groeien. Huishoudens die verwarmen met waterstof maken gebruik van het aardgasnetwerk, waarbij de onderhoudskosten worden gedeeld door alle huishoudens die met aardgas verwarmen. Hoe meer huishoudens overstappen op een warmtepomp of warmtenet hoe minder huishoudens de onderhoudskosten van het – al dan niet – omgebouwde gasnetwerk moeten dragen.

“Dat de gasnetwerkkosten per persoon omhoog gaan is zeker een factor”, geeft Brouwer toe. “Bij mij is onlangs het elektriciteitsnetwerk verzwaard, waarbij ook gelijk het aardgasnetwerk is vernieuwd. Dat betekent dat dit gedeelte nog vijftig tot zestig jaar meekan. In veel gevallen bieden de Transitievisies Warmte ook onvoldoende duidelijkheid waar er in de toekomst warmtenetten moeten komen. Als duidelijk is waar warmtenetten komen dan kunnen (grote) delen van het aardgasnetwerk daar worden verwijderd. Zolang daar geen duidelijkheid over komt, vermoed ik dat de meeste aardgasleidingen zullen blijven liggen.”

Leveringszekerheid blijft cruciaal
Hoe groot kan de rol van waterstof worden in de gebouwde omgeving? Maurice Meulenbrugge, product manager renewable gas bij Missie H2-deelnemer Remeha, stelde in een interview met Warmte365 dat hij erin geloofd dat waterstofketels 5 procent van de gebouwde omgeving kunnen gaan verwarmen.

“Ik denk niet dat het verwarmen met waterstof binnen vijf tot tien jaar grootschalig wordt uitgerold in de gebouwde omgeving. Na 2035 zal er ruimte ontstaan voor het verwarmen met groene gassen, waaronder waterstof.”

Het Nationaal Plan Energiesysteem schetst een aandeel van 20 tot 55 procent hybride warmtepompen op groene gassen, waarvan waterstof er een is, waarbij het basisscenario uitgaat van zo’n 33 procent. Een hybride warmtepomp vermindert het gasverbruik met gemiddeld 75 procent, waardoor de uiteindelijke waterstofvraag nog altijd relatief laag zal zijn.

“De conclusies die er in het Nationaal Plan Energiesysteem worden getrokken zijn logisch en de onderlinge verdeling van duurzame gassen is nog onduidelijk. Wellicht dat we over vijf jaar beter kunnen inschatten waar we staan met waterstof, zowel in de opwek ervan als in het gebruik in de verschillende sectoren. Maar als dan blijkt dat de warmtetransitie moeizamer verloopt dan gedacht en gehoopt, dan is het goed dat we tenminste geëxperimenteerd en geleerd hebben van verwarmen met waterstof.”

Dan zijn er nog altijd twee vraagtekens rondom waterstof in de gebouwde omgeving, want waar moet die waterstof vandaan komen en hoe gaat de wet- en regelgeving eruitzien? In Lochem leveren vrachtwagens waterstoftubes af, maar dat is op termijn “inefficiënt en ongewenst” stelt Brouwer.

“Tegelijk is dit een wereldwijde primeur geweest, dus dan kun je ook niet verwachten dat er gelijk een perfect werkend systeem staat. Lokaal een directe aansluiting op de waterstofbackbone is onwaarschijnlijk omdat Gasunie er volgens mij niet op zit te wachten om een aftakking te bouwen voor een monumentaal dorp of wijk. Dan heb je ook weer gasonderstation nodig en dat is gewoon veel te duur.”

Aansluitingen op backboneaftakkingen richting de Cluster 6-bedrijven bieden wel mogelijkheden denkt hij. Ook een aansluiting op lokale elektrolysecapaciteit biedt kansen, maar alleen als er voldoende constant aanbod komt.

“Uiteindelijk moet hier ook passende wet- en regelgeving voor komen, want leveringszekerheid blijft een van dé pijlers. Als die lokaal niet gegarandeerd kan worden, denk ik niet dat daar met waterstof zal worden verwarmd. Ik maak me hier overigens niet zo’n zorgen om omdat er voldoende opslagmogelijkheden worden gebouwd rondom de waterstofbackbone. Alleen dan kun je de leveringszekerheid met waterstof garanderen”, ziet Brouwer.