Meer dan vijftien jaar geleden werd waterstof een grote toekomst voorspeld. Autoconstructeurs en energiebedrijven zetten in op waterstof en er werden verschillende proefprojecten opgestart. Maar de voorspelde doorbraak kwam er niet, en dit heeft verschillende oorzaken. De peak oil-theorie die aan het eind van de vorige eeuw opgang maakte, bleek niet te kloppen. Fossiele brandstoffen bleven ruim voorradig en bovendien goedkoop. Verder was de financiële crisis er de oorzaak van dat er minder geld beschikbaar was om in grote waterstofprojecten te investeren. Het succes van elektrische wagens was evenmin gunstig voor waterstof. Niettemin bleef de technologie zich ontwikkelen. Met name voor energieopslag en voor lange en zware transporten blijft het potentieel van waterstof groot.

Energiedrager
Er bestaan nogal wat misverstanden rond waterstof. De correcte term is in feite di-waterstof (H2), een molecule met 2 waterstofatomen. H2 is bij normale atmosferische druk en temperatuur gasvormig en wordt daardoor ook als waterstofgas omschreven. H2 is niet hetzelfde als water. Het kan niet zomaar uit de natuur worden geplukt en moet worden geproduceerd. Op dit moment kent waterstof vooral industriële toepassingen zoals bij de raffinage van ruwe olie en de productie van kunstmest.

Een ander misverstand is dat waterstof een energiebron is. Dit klopt niet, want het is een energiedrager. Het productieproces is nog steeds een van de grootste nadelen van waterstof omdat het heel energie-inefficiënt is. Er moet namelijk eerst energie in waterstof worden gestopt om het te produceren en daarna is weer (veel) energie nodig om er elektriciteit uit te halen. Op dit moment wordt bijna 95 procent van alle waterstof geproduceerd via aardgas of andere fossiele brandstoffen. Daarbij reageert methaan, het belangrijkste bestanddeel van aardgas, met water op hoge temperatuur en onder hoge druk. Niet alleen gaat er bij dit proces ongeveer een kwart van alle energie verloren, er is ook een heel hoge uitstoot van CO2. Waterstof kan dus moeilijk als duurzame energie worden omschreven. Een meer duurzame methode is waarbij waterstof via een elektrolyseproces wordt geproduceerd. Daarbij wordt elektriciteit door water gestuurd en in dit proces wordt zowel waterstof als zuurstof gevormd. De energieverliezen bij elektrolyse kunnen tot 50 procent oplopen, maar de nieuwste technologieën beperken dit tot de helft. Het voordeel van elektrolyse is dat de benodigde elektriciteit uit hernieuwbare energie (zon en wind) kan komen en de uitstoot van CO2 veel lager is. De productie van waterstof via elektrolyse is echter veel duurder dan via de klassieke methode. De aanmaak van waterstof in bioreactoren op basis van algen zit nog in een experimentele fase. 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. Ook dit gaat gepaard met energieverliezen die tot ongeveer 40 procent oplopen.

Waterstof (nog) geen partij
Naast de eerder genoemde industriële toepassingen zijn de transportsector en de opslag van energie twee andere belangrijke potentiële afzetmarkten voor waterstof. Het voorbije decennium maakt elektrisch rijden een opmars door, maar van waterstofauto’s is amper sprake. Het concept van waterstofauto’s is een stuk complexer dan dat van elektrische auto’s. Die laatste hebben alleen een elektromotor die voor de aandrijving zorgt en de nodige energie haalt uit een lithium-ion batterij. 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.

Naast de hoge energieverliezen bij de productie van waterstof en het weer omzetten naar elektriciteit zorgen ook het transport, de opslag en het tanken van waterstof voor efficiëntieverliezen. Alles samen gaat er bij een waterstofauto 70 tot 80 procent van de oorspronkelijke energie verloren. Bij het laden van een batterij zijn er veel minder energieverslindende tussenstappen en blijven de verliezen beperkt tot 25 procent. Op het vlak van energie-efficiëntie doen elektrische auto’s het dus gemiddeld drie keer zo goed als waterstofauto’s.

Bovendien is het gebruik van een waterstofauto duurder dan dat van een elektrische auto. Door de energieverliezen ligt de kostprijs van waterstof namelijk hoger dan die van elektriciteit. Nog belangrijker is dat waterstof kampt met een gebrek aan infrastructuur. Na een moeilijke start is de beschikbaarheid van laadpalen in verhouding tot het aantal in omloop zijnde elektrische auto’s intussen aanvaardbaar. Bij waterstof moet de uitbouw van waterstofstations nog beginnen. Anderzijds gaat het tanken van waterstof wel veel sneller dan het laden van een batterij en hebben waterstofauto’s een veel grotere actieradius.

Niet uitgeteld
Bij personenwagens doen waterstofauto’s onder voor elektrische auto’s. Daaruit concluderen dat waterstof helemaal kansloos is als toepassing in de transportsector is een brug te ver. Door de lage energiedichtheid kan het worden samengeperst tot een druk van wel 700 bar of 700 keer de gemiddelde luchtdruk op zeeniveau. Waterstof is als energiedrager daarom veel beter geschikt dan batterijen om grote hoeveelheden stroom op te slaan. Door het hoge gewicht van batterijen zijn deze onbruikbaar voor langere afstanden en voor zwaar vervoer. Indien er een voldoende uitgebouwde tankinfrastructuur komt, is waterstof in theorie wel uitermate geschikt als milieuvriendelijk alternatief voor zware vrachtwagens, treinen en zelfs de luchtvaart. Ook voertuigen op afgesloten terreinen als vorkheftrucks, bagagevervoerders en zelfs pendelbussen met een vast traject komen voor waterstof in aanmerking. Waterstof is ook heel geschikt om energie op te slaan. De capaciteit van het huidige elektriciteitsnet is beperkt. Daardoor kan op piekmomenten in de productie niet alle hernieuwbare energie worden gebruikt. Door het groeiende aandeel van natuurlijke energiebronnen zal dit probleem nog uitbreiden.

De voorspellingen van vijftien jaar geleden dat de waterstofeconomie een hoge vlucht zou nemen, zijn niet uitgekomen. Maar wat niet is, kan nog komen. In het segment van waterstofauto’s trekken Aziatische constructeurs de kar. Zowel Toyota, Hyundai als Honda hebben een aantal modellen op waterstof rijden. Ook tal van aanbieders van fossiele brandstoffen als Shell hebben verschillende proefprojecten. Daarbij moet u als belegger wel in het achterhoofd houden dat traditionele energieconcerns en nutsbedrijven geen strategisch belang hebben bij het promoten van waterstof, tenzij ze zaken als productie en distributie zelf gaan organiseren – maar zo ver zijn we nog lang niet. In afwachting daarvan staat het vooral goed voor het groene imago en laat het toe om een vinger aan de pols te houden wat de ontwikkelingen betreft. Voor een meer directe blootstelling aan de doorbraak van waterstoftechnologie kunnen beleggers terecht bij producenten van brandstofcellen of bedrijven die het elektrolyseproces proberen te verbeteren. Die bedrijven moeten vooralsnog in het small-cap segment van de markt worden gezocht. Enkele voorbeelden zijn het Canadese Ballard Power Systems (ticker op de Nasdaq BLDP), het Amerikaanse Plug Power (ticker PLUG), Hydrogenics uit Canada (ook op de Nasdaq verhandeld, ticker HYGS), het Franse McPhy Energy (ticker MCPHY.PA) en het Britse ITM Power (ticker ITM.L). Het zijn stuk voor stuk relatief riskante aandelen, van bedrijven waar winstgevendheid nog ver te zoeken is.