Nieuws

Elektrische grijze waterstof reduceert emissies met een derde

Gerald Schut | donderdag 30 mei 2019

Deense onderzoekers doen in Science een disruptieve nieuwe invulling van een traditioneel chemisch industrieel proces uit de doeken. Door Steam Methane Reforming te elektrificeren voor de productie van ‘groenere grijze’ waterstof kunnen de totale wereldwijde CO2-emissies met 1 % dalen, rekenen ze voor.

Het grootste deel van de geproduceerde waterstof wereldwijd wordt gemaakt door Steam Methane Reforming (SMR). Dit proces, waarbij aardgas en water onder grote hitte worden omgezet in koolstofmonoxide en waterstof (synthese gas), is ook cruciaal voor de productie van kunstmest, polymeren en chemicaliën. Om de benodigde reactietemperatuur van 700 tot 1100 °C te bereiken worden in een gangbare SMR grote hoeveelheden gas verbrand rondom een uitgebreid stelsel van honderden 10 tot 14 m lange buisvormige reactoren in een grote oven. Hierbij is slechts een klein deel van de ruimte in de oven gevuld met de katalysator (meestal nikkel). Doordat de warmtebron zich ver van de katalysator bevindt gaat veel warmte verloren en is nog hogere basistemperatuur vereist.

De Denen hebben een nieuwe opzet bedacht waarbij een dun laagje van minder dan 5 µm katalytisch materiaal is aangebracht aan de binnenkant van een buis met elektrische verwarmingselementen. ‘Daarmee bereiken we een tien maal zo hoge katalytische efficiëntie als bij gangbare SMR,’ zegt hoofdauteur Sebastian Wissman (Technical University of Denmark; DTU). In de geëlektrificeerde opzet kunnen SMR-reactoren bovendien wel 100 keer kleiner worden dan nu gangbare molochen van 18 m hoog en 30 m diep.

Wissman: ‘Bijna 3 % van de wereldwijde CO2-emissies worden veroorzaakt door de productie van synthesegas. Dat is vergelijkbaar met de totale emissies van de luchtvaart. Ons onderzoekt laat zien dat die emissies met een derde gereduceerd kunnen worden, wat neer komt op 1 % van de wereldwijde CO2-emissies.’

De auteurs noemen als bijkomend voordeel dat de lagere vereiste basistemperatuur het proces schakelbaarder maakt en dus beter geschikt om pieken van hernieuwbare elektriciteit op te vangen. Het proces zou in enkele seconden op te starten zijn. Volgens de Denen zou geëlektrificeerde SMR in gebieden met veel hernieuwbare energie vergelijkbare productiekosten kennen als gangbare SMR.

Elektriciteit gebruiken voor de opwekking van warmte is in principe zonde omdat warmte een laagwaardiger vorm van energie is, reageert Guy Marin van de Universiteit Gent in een commentaar in Science. Maar door de wisselvalligheid van hernieuwbare elektriciteit gaat die redenering niet langer op. Volgens hem zouden overschotten aan zon en wind op basis van het Deense proces uitstekend in groenere grijze waterstof kunnen worden omgezet.

De nieuwe methode lijkt bij uitstek geschikt voor de Nederlandse context waar in het komende decennium grote windparken verrijzen naast clusters zware industrie aan de Nederlandse kust en de politiek het nationale verbruik van aardgas snel wil terugschroeven.

Aanmelden nieuwsbrief

Meld je nu aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van Maritiem Nederland.

Abonneer je nu!

Bestel nu GRATIS 2 proefnummers

Bent u nog niet bekend met Maritiem Nederland? Vraag dan hier uw proefabonnement aan!

Bestel nu GRATIS 2 proefnummers

Word ook abonnee!

Neem nu een abonnement en ontvang elke maand hèt vakblad voor de maritieme sector op de deurmat.

Sluit nu een abonnement af

Partners Maritiem Nederland