Op de klimaatconferentie van Glasgow beloofden steeds meer landen om volledig te stoppen met het verbranden van fossiele brandstoffen als olie, gas en steenkool die grote hoeveelheden CO2 uitstoten. De timing om die belofte waar te maken verschilt daarbij aanzienlijk maar het gaat onvermijdelijk in de richting van een nuluitstoot.
Klimaatactivisten roepen daarbij op om per direct te stoppen met investeringen in fossiele brandstoffen. Helemaal realistisch is dat niet, want dat is de kortste weg naar nog veel hogere energieprijzen. Dit neemt niet weg dat er naar alternatieven moet worden gezocht, want de globale behoefte aan energie wordt alleen maar groter.
Waterstof: inefficiënte productie
Een van die alternatieven is waterstof. Om meteen een hardnekkig misverstand uit de wereld te helpen: waterstof is geen energiebron maar een energiedrager. De correcte omschrijving is di-waterstof of H2, een molecuul met twee waterstofatomen.
H2 bestaat niet in de natuur en moet worden geproduceerd. Waterstof komt meestal in de vorm van gas, maar kan ook vloeibaar worden gemaakt. Ammoniak en methanol zijn eveneens waterstofdragers die eenvoudig getransporteerd kunnen worden.
Het productieproces bleek tot nog toe een van de grootste nadelen van waterstof omdat het heel energie-inefficiënt is. Er moet namelijk eerst energie worden gebruikt om waterstof te produceren en daarna is weer energie nodig om er elektriciteit uit te halen.
Tot voor kort werd waterstof vooral geproduceerd op basis van aardgas of andere fossiele brandstoffen. Daarbij reageert methaan, het belangrijkste bestanddeel van aardgas, met water op hoge temperatuur en onder hoge druk.
De energie die opgeslagen is in waterstof moet er ook weer worden uitgehaald. Dit gebeurt via brandstofcellen. Er bestaan verschillende types brandstofcellen maar ze hebben allemaal gemeen dat ze de chemische energie uit waterstof weer omzetten in elektriciteit.
Elektrolyse
Waterstof op basis van fossiele brandstoffen is dus geen oplossing voor het klimaatprobleem. Niet alleen gaat er bij dit proces ongeveer een kwart van alle energie verloren, er wordt ook heel veel CO2 bij uitgestoten. Op die manier is er weinig duurzaam aan waterstof.
Een veel betere methode is elektrolyse, waarbij elektriciteit door water wordt gestuurd en er in dit proces zowel waterstof als zuurstof wordt gevormd. Ook bij elektrolyse zijn er energieverliezen maar er is de voorbije jaren veel vooruitgang geboekt wat de efficiëntie van het productieproces betreft. De duurzaamheid van elektrolyse hangt verder nog af van de herkomst van de benodigde elektriciteit.
Op basis van het productieproces worden verschillende types waterstof onderscheiden. Waterstof dat wordt geproduceerd door de verbranding van fossiele brandstoffen heet grijze waterstof. Bij productie via elektrolyse met elektriciteit die afkomstig is van duurzame bronnen (wind, zon, waterkracht, biomassa) spreken we van groene waterstof. Er is ook nog een tussenvorm die blauwe waterstof wordt genoemd. Die wordt weliswaar opgewekt met fossiele brandstoffen, maar de uitstoot ervan wordt gecompenseerd door CO2-afvangst en -opslag.
Geen wondermiddel
Groene waterstof speelt een belangrijke rol in de klimaatplannen van de verschillende overheden. Zo wil de Europese Commissie in het kader van de EU Green Deal de komende jaren de productiecapaciteit fors opdrijven.
De productie van groene waterstof is voorlopig nog twee tot drie keer duurder dan die van grijze waterstof maar het verschil wordt snel kleiner door schaalvoordelen en de dalende kostprijs van groene energie. Toch is ook groene waterstof geen wondermiddel dat olie, gas en steenkool op korte termijn volledig zal kunnen vervangen. Zelfs niet op middellange termijn.
Rijden op waterstof
Het gebruik van waterstof beperkte zich tot nog toe vooral tot industriële en chemische toepassingen zoals de raffinage van ruwe olie. Ook de transportsector en de opslag van energie zijn twee belangrijke potentiële afzetmarkten.
Elektrische personenwagens (EV’s) zijn intussen niet meer weg te denken maar waterstofwagens blijven een marginaal fenomeen. Dat komt doordat ze een stuk complexer in elkaar zitten en daardoor veel duurder zijn.
EV’s hebben een of meerdere elektromotoren die voor de aandrijving zorgen en de nodige energie halen uit een lithium-ionbatterij. Ook waterstofauto’s hebben een batterij en een elektromotor, maar de energie uit waterstof moet worden omgezet in elektriciteit door een brandstofcel. Daarnaast is er ook een extra tank nodig om waterstof in op te slaan.
Op het vlak van energie-efficiëntie doen EV’s het 2 tot 3 keer zo goed als waterstofauto’s. Dat komt doordat er bij waterstof veel meer verliezen zijn in het hele proces van transport, opslag, tanken en omzetting naar elektriciteit. Door die energieverliezen is waterstof voorlopig nog duurder dan elektriciteit.
Daarnaast is er een gebrek aan infrastructuur om waterstof te tanken. Dat gaat overigens wel veel sneller dan het laden van een batterij, en waterstofwagens hebben ook een hogere theoretische actieradius.
Bij personenwagens moet waterstof het voorlopig afleggen tegen EV’s. Toch is waterstof niet kansloos als toepassing in de transportsector. Waterstof is als energiedrager beter geschikt dan batterijen om grote hoeveelheden stroom op te slaan. Mits er een voldoende uitgebouwde tankinfrastructuur is, kan waterstof wel worden gebruikt als brandstof voor zware vrachtwagens, treinen en op termijn zelfs de luchtvaart.
Beleggen in waterstof
De hele waterstofeconomie staat nog in de kinderschoenen. Verschillende bedrijven uit de energie- en transportsector hebben waterstofgerelateerde projecten lopen, maar die wegen in verhouding tot de rest van de bedrijfsactiviteiten onvoldoende zwaar door om van een ‘pure play’ investering te spreken.
Het Duitse energiebedrijf RWE is wel al vrij ver gevorderd en is actief in de hele waterstof-waardeketen. Die start bij de opwekking van elektriciteit uit duurzame bronnen (zon en wind) en de eigenlijke productie van waterstof tot en met het logistieke proces van opslag, transport en distributie tot bij de industriële klanten.
Ook Shell bouwde al waterstofopslagtanks in het Verenigd Koninkrijk en Californië. Verder zijn ook de meeste producenten van industriële gassen in meer of mindere mate in waterstof actief. Het gaat onder meer om bedrijven als Linde, Air Products&Chemicals en Air Liquide. In het transportsegment testte de Franse treinbouwer Alstom een waterstoftrein waarbij brandstofcellen op het dak de opgeslagen waterstof omzetten in elektriciteit die de trein doet rijden. Alstom heeft intussen al tientallen bestellingen binnen.
Waterstoftrackers
Voor een meer directe blootstelling kunnen beleggers terecht bij producenten van brandstofcellen of bedrijven die zich specialiseren in het elektrolyseproces. Het gaat daarbij vaak om small-capbedrijven met een beperkt financieel trackrecord.
Daarom is een gespreide investering in het waterstof-thema geen slecht idee. De twee waterstof-ETF’s die aan de Duitse Xetra noteren, bieden deze mogelijkheid. De Van Eck Vectors Hydrogen Economy ETF schaduwt de prestatie van de MVIS Global Hydrogen Economy index, waar op dit moment 25 bedrijven deel van uitmaken. De participaties zijn wereldwijd gespreid en 54% noteert in Amerikaanse dollar, 12% in Britse ponden en 10% in euro. De grootste participaties zijn Plug Power, Ballard Power Systems, Air Products&Chemicals, Linde en Air Liquide.
Een alternatief voor de tracker van Van Eck Global is de L&G Hydrogen Energy ETF van uitgever LG Investment Management. Deze tracker repliceert het rendement van de Solactive Hydrogen Economy index, die 32 bedrijven telt. Het overwicht van de Amerikaanse dollar is bij deze index beduidend kleiner met 24% tegenover 21% voor de euro, 13% voor het Britse pond en 12% voor de Koreaanse won en de Japanse yen. De grootste participaties zijn Kolon Industries, Nippon Sanso, Doosan Fuel Cell, Toyota en Cell Impact.