Waterstofoplossingen voor de toekomst

Waterstof, een energiedrager die wordt afgeleid van aardgas of door watermoleculen te splitsen, kan industriële processen helpen om lagere emissies te bereiken, vrachtwagens op grote schaal van energie te voorzien en woningen te verwarmen zonder CO2-uitstoot. Om meer te horenover deze opkomende energietechnologie, spraken we met waterstofonderzoeker Drake Hernandez, afgestudeerd student aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT).  

Drake werkt samen met het MIT Energy Intiative – een onderzoeksorganisatie waarvan ExxonMobil een van de oprichters is – aan de ontwikkeling van een tool die bekendstaat als Sustainable Energy System Analysis Modeling, of SESAME. De tool kan de netto-emissies van verschillende energieoplossingen en de kosten van het gebruik van energietechnologieën projecteren. Drake analyseert met name de waardeketen van waterstof en de voorschriften rond de opkomende waterstofmarkt. 

Drake was onlangs een van de personen die leiding gaf aan de planning en uitvoering van de MIT Energy Conference, een driedaags virtueel evenement dat meer dan 800 deelnemers trok, van studenten tot leidinggevenden in de energiesector. Samen met toonaangevende sprekers uit academische kringen, de industrie en publieke dienstverlening ging de conferentie in op de vorderingen en uitdagingen van het navigeren door de energietransitie. Vice President van ExxonMobil R&D, Vijay Swarup, nam ook deel aan een panel. 

Drake maakte wat tijd vrij  om met ons te praten over zijn perspectief op waterstof en hoe deze technologie een rol kan spelen om uitstoot in de toekomst te verminderen: 

Energy Factor (EF): Bedankt voor je tijd Drake,  om vandaag met ons te praten. 

Drake Hernandez (DH): Uiteraard. Bedankt voor de uitnodiging. 

EF: Wat trok je in eerste instantie naar de energiesector? 

DH: Ik ben opgegroeid in een klein stadje, genaamd Groves, in Texas,, dat niet ver van de fabriek van ExxonMobil in Beaumont ligt. Ik heb daar 18 jaar doorgebracht tussen de lichten van raffinaderijen en chemiefabrieken, maar uiteindelijk belandde ik aan de University of Texas in Austin (UT), de zogenoemde “energie-universiteit”. Energie was daar overal aanwezig, dus ik werd er letterlijk door omringd. 

Ik ben student van de eerste generatie. Ik wilde na mijn middelbare school meer zien van de wereld dan mijn woonplaats. Ik had het geluk dat ik een beurs voor UT kreeg, dus ik kwam terecht in Austin. Ik was blijkbaar nog niet uitgereisd want ik ging daarna naar Boston en werkte daar een paar jaar als consultant in de energiesector voordat ik nog verder naar het noorden verhuisde, net over de rivier naar Cambridge. 

 Uiteindelijk heeft alles te maken met energie, en energie was ook het gebied waarin ik dacht het meest aan bij te kunnen dragen . Toen ik als werktuigbouwkundig ingenieur naar school ging, dacht ik eerst dat ik de kost wilde verdienen met het ontwerpen van golfclubs, maar ik realiseerde me al snel dat ik iets meer wilde doen voor mensen en de maatschappij in het algemeen. 

EF: De energiesector bevindt zich momenteel in een transitie. Zie jij als jonge ingenieur een manier om meer energie te leveren met minder uitstoot? 

DH: Ik ben afgestudeerd aan het MIT en nu werkzaam bij het MIT Energy Initiative (MITEI). Dat laat zien dat ik van nature een techno-optimist ben. 

 Je hebt helemaal gelijk, we zullen meer energie moeten leveren en tegelijkertijd de uitstoot beperken. Om dit doel te bereiken is het essentieel dat technologische vooruitgang hand in hand gaat met strategisch beleid en wettelijke maatregelen. 

EF: Kun je iets vertellen over je werk met de tool voor levenscyclusbeoordeling? Waarom is deze momenteel met name belangrijk voor besluitvormers? 

DH: Jazeker. De tool waarnaar je verwijst, is de Sustainable Energy System Analysis Modeling Environment, of SESAME. Deze tool is ontwikkeld voor het analyseren van de uitstoot tijdens de levenscyclus van welk energiesysteem dan ook en wordt momenteel uitgebreid om de kostenimpact van elk systeemte evalueren.  

Allereerst kan SESAME de uitstootvermindering die gepaard gaat met het implementeren van een bepaalde technologie in kaart brengen. Als je bijvoorbeeld denkt: “Oké, ik ga investeren in nieuwe energietechnologieën. Wat betekent dit eigenlijk voor de CO2-uitstoot?” Dan is het waarschijnlijk dat je bijvoorbeeld de koolstofintensiteit van het produceren van een kilowattuur aan elektriciteit uit windenergie wilt vergelijken met de koolstofintensiteit van het produceren van een kilowattuur uit aardgas. Het is van essentieel belang om over zo’n tool te beschikken, momenteel vooral voor beleidsmakers of investeerders aangezien zij beter inzicht willen krijgen in hoe ze hun milieu- of duurzaamheidsdoelstellingen kunnen bereiken. 

Het volgende aspect van SESAME is het kostenanalysegedeelte. Je beschikt nu dus niet alleen over de verwachte CO2-uitstoot van een bepaald energiesysteem, maar ook over de economische gevolgen. Dit wordt van essentieel belang. In combinatie met de gegevens over de werkelijke CO2-uitstoot zal de economische analyse van dit instrument een zeer krachtig kader opleveren dat hopelijk overal ter wereld gebruikt wordt waar mensen de uitstoot van hun energiesystemen willen terugbrengen.  

EF: Waardoor raakte je specifiek geïnteresseerd in waterstof? 

DH: Waterstof kentheel veel toepassingen in de energiewereld. Het kan de uitstoot in een groot aantal sectoren binnen onze economie verminderen. Het is echter belangrijk om te beseffen dat de productie van waterstof momenteel niet per se schoon is. Technologieën voor de productie van waterstof met een lager koolstofgehalte — zoals elektrolysers, die watermoleculen splitsen in zuivere waterstof en zuurstof, of CO2-afvang in combinatie met met oplossingen voor het omzetten van stoommethaan — zullen belangrijk zijn en al deze verschillende technologieën zullen moeten samenwerken om de transformatie te realiseren. 

De ontwikkeling van een waterstofmarkt zou ook de nieuwe bedrijfsmodellen kunnen stimuleren. En ik denk persoonlijk dat dit zal leiden tot kostenbesparingen. En naarmate waterstof goedkoper wordt, wordt het economisch aantrekkelijker voor een aantal eindtoepassingen. 

EF: Wat moeten mensen volgens jou weten over waterstof als energiebron? 

DH: Het belangrijkste punt is dat waterstof geen wondermiddel is. Mensen denken dat waterstof alles kan oplossen, maar zo moet je er niet over denken. Je moet het strategisch gebruiken, want het is een waardevolle bron. 

Er zullen zeker toepassingen zijn waarbij waterstof de beste en meest rendabele manier is om uitstoot te verlagen en waar het de beste toepassing voor een bepaald eindgebruik is. Het is echter niet bedoeld om overal te worden gebruikt. 

 EF: Kun je wel een schatting geven van hoe lang het kan duren voordat waterstof een kracht op de energiemarkt wordt? 

DH: Ik geef het klassieke antwoord van economen: dat hangt ervan af. Een van mijn andere belangrijke onderzoeksgebieden richt zich op regelgevingskwesties die aangepakt moeten worden voordat waterstofpijpleidingen in de VS op grote schaal worden ontwikkeld. 

 Er zijn enkele waterstofpijpleidingen ontwikkeld aan de Golfkust, die raffinaderijen en chemisefabrieken met elkaar verbinden. Maar als je deze pijpleidinginfrastructuur op grotere schaal uitbouwt, zullen de kosten van de geleverde waterstof realistisch gezien aanzienlijk afnemen. Ik denk dat regelgeving de drijfveer zal zijn voor marktontwikkeling. 

EF: Met ‘regelgeving’ bedoel je infrastructuur en nationale ondersteuning hiervoor? 

DH: Precies. Als je op dit moment een aardgasleiding wil bouwen in de VS, is er een vast proces dat verband houdt met de ontwikkeling van de infrastructuur en is er ook regelgeving waarmee je rekening moet houden. Een dergelijk proces bestaat momenteel niet voor de waterstofinfrastructuur, omdat deze zo nieuw is en een fundamenteel andere energiegrondstof betreft. De thesis van mijn Master is hier in grote mate op gericht. Ik evalueer in het bijzonder verschillende regelgevingskaders die de federale overheid kan nastreven om investeringen in de infrastructuur voor waterstoftransmissie tussen staten te stimuleren. 

EF: Tot slot, met alles wat je hebt gezien en al het werk dat je doet, waar wil je over 10 jaar zijn, professioneel gezien?  

DH: Ik wil gewoon een bijdrage leveren. We bevinden ons als mensen nu in een kritieke tijd en doorkruisen de energietransitie met een enorme kapitaalinzet tussen nu en 2050. Op dit moment probeer ik gewoon alles te doen wat ik kan om onderdeel te zijn van een positieve verandering in het stimuleren van CO2-vermindering. Of ik dat nu doe door te werken voor een energiebedrijf bij het ontwikkelen van bedrijfsstrategieën, voor overheden bij het ontwikkelen en ontwerpen van markten voor elektriciteit of waterstof, of waar dan ook ter wereld om dit mogelijk te maken. 

EF: Veel spannende en belangrijke uitdagingen, zou ik zeggen. Hartelijk dank. 

Lees meer over het landschap van hernieuwbare energie en hoe ExxonMobil zich positioneert voor een toekomst met een lagere CO2-uitstoot.