Over het muurtje

Ook voor dit thema vroegen we twee wetenschappers uit verschillende disciplines om elkaars onderzoek te verkennen. Anne Nobel (UHasselt, milieueconoom) en Renée De Wolf (UAntwerpen, scheikundig ingenieur) waagden zich respectievelijk aan groene waterstof en de economische waarde van heide. Met een geanimeerd gesprek als resultaat!

Anne: “Ik ben blij je te spreken, Renée! De klimaatverandering loopt als een rode draad door zowel jouw als mijn onderzoek. Je legt je ook toe op een onderwerp dat me erg interesseert: de productie van groene waterstof en hoe die economisch interessanter gemaakt kan worden. Dat spreekt de econoom in mij natuurlijk aan. Maar leg me de basics nog eens uit. Wat is groene waterstof?”

Renée: “Dag Anne, leuk dat je geboeid bent door mijn onderzoek! Waterstofgas of ‘waterstof’ is een gas dat enorm veel energie kan leveren. Bij het gebruik van waterstof worden geen broeikasgassen uitgestoten. Het zal daarom een belangrijke rol spelen in de transitie die we wereldwijd moeten maken naar een koolstofarme energievoorziening.”

“De voorwaarde is wel dat het waterstof duurzaam wordt geproduceerd. Want als de productie gebeurt op basis van fossiele brandstoffen zoals aardgas – we spreken dan van ‘grijze waterstof’ – komt er wél CO₂ vrij. Groene waterstof is het koolstofvrije alternatief daarvoor. Het wordt gemaakt door water (H₂O) met behulp van hernieuwbare energie op te splitsen in zuurstof (O₂) en waterstof (H₂).”

Anne: “In welke mate maakt de maatschappij nu al gebruik van waterstof?”

Renée: “De globale vraag bedraagt nu ongeveer 90 megaton per jaar. Dat is 90.000 miljoen kilogram waterstof: al de helft meer dan de hoeveelheid die zo’n 20 jaar geleden gebruikt werd. Daarvan wordt pakweg 40 megaton ingezet in raffinaderijen, 45 megaton in de industrie als grondstof voor chemische producten en 5 megaton in de staalproductie. Het aandeel van groene waterstof daarin komt maar op 0,1 procent. Vrijwel alle gebruikte waterstof is vandaag dus grijze waterstof.”

Anne: “Die verhouding omdraaien zou goed zijn voor het klimaat, maar is helaas niet zo eenvoudig …”

Renée: “Dat klopt. Een van de redenen is dat groene waterstof produceren nog een pak duurder is dan grijze waterstof maken. Voorlopig kost de duurzame variant 2,5 tot 5,5 euro per kilo. Terwijl je voor de CO₂-onvriendelijke variant maar zo’n 1,5 euro per kilo moet neertellen. Al kan de prijs van grijze waterstof nog omhooggaan door de stijgende aardgasprijs en door CO₂-taksen.”

Anne: “Ik las dat de hoge kostprijs van groene waterstof grotendeels bepaald wordt door het stroomverbruik tijdens de productie. Dat verbruik naar beneden halen: daar wil jij aan bijdragen met je doctoraatsonderzoek, niet?”

Renée: “Precies! Wat ik onderzoek is hoe de reactor waarin water wordt opgesplitst in zuurstof en waterstof, verbeterd kan worden. Ik focus daarbij op de elektroden in de reactor. Aan hun oppervlak komt de chemische reactie tot stand waarbij het water gesplitst wordt.”

“Met de elektroden die we vandaag kennen verloopt die reactie niet optimaal, onder meer omdat gasbellen in de reactor weerstand veroorzaken. Om de opsplitsing toch te laten doorgaan, is er daarom veel elektriciteit nodig. Mijn doctoraat draait om innovatieve, 3D-geprinte elektroden die het gedrag van die gasbellen beïnvloeden. Groene waterstof produceren zou daardoor minder energie vergen, en dus: minder gaan kosten.”

Anne: “Wat is het voordeel van werken met een 3D-printtechniek?”

Renée: “We printen plastic mallen waarmee we elektroden uit verschillende metalen maken. Zo kunnen we nagaan welk metaal de beste eigenschappen heeft om het proces te optimaliseren. Ook kunnen we de structuur van de elektroden eenvoudig aanpassen en snel meerdere structuren uittesten. 3D-printing is een opkomende techniek die in de toekomst steeds vaker ingezet zal worden.”

Anne: “Iets anders: wanneer ben je voor het laatst gaan wandelen of fietsen in de heide?”

Renée: “Goed dat je het vraagt, want ik heb me uiteraard ook even verdiept in jouw onderzoek. Het is eerlijk gezegd lang geleden dat ik in een heidegebied geweest ben. Maar de volgende keer dat ik er kom, ga ik er anders naar kijken! Met een economische bril, zoals jij doet. Economische waarde kleven op een natuurlandschap: hoe kom je erbij?” (lacht)

Anne: “In mijn vakgebied, de milieueconomie, is dat helemaal niet zo ongewoon! Aan alles kan je een waarde toekennen – ook aan de natuur. Het komt erop aan dat op een objectieve manier te doen.”

“Economische waarde kleven op een natuurlandschap: hoe kom je erbij?”

“In mijn vakgebied, de milieueconomie, is dat helemaal niet zo ongewoon!”

Renée: “Voor je onderzoek heb je onder andere de recreatieve waarde bepaald van de Mechelse Heide, een gebied in het Nationaal Park Hoge Kempen. Hoe heb je dat gedaan?”

Anne: “Een heidegebied is aantrekkelijk voor wandelaars, fietsers, paardrijders … Noem maar op. Ook al hoeven zij niet te betalen om het gebied te bezoeken, toch kan je afleiden hoeveel zo’n bezoek hun waard is. We kijken daarvoor naar de reiskosten die ze maken om de heide te bezoeken. Denk aan transportkosten of de kost van eten en drinken.”

Renée: “Wat was het resultaat? Hoeveel is het gebied waard?”

Anne: “We hebben vastgesteld dat de recreatieve waarde van de Mechelse Heide 1,5 tot 2,5 miljoen euro bedraagt. Dat is veel meer dan wat het jaarlijks kost om het gebied te onderhouden. Maar wat vooral interessant is: we hebben ook onderzocht hoeveel die waarde afneemt na een heidebrand. Dat is relevant in het kader van de klimaatopwarming, die maakt dat heidebranden vaker zullen voorkomen. De recreatieve waarde van de Mechelse Heide kan door een brand tot 40 procent dalen.”

“Naast het recreatieve aspect is er nog de klimaatregulerende rol die de heide speelt. Bijvoorbeeld door zonnestralen te weerkaatsen of koolstof op te nemen in de bodem. Ook dat maakt deel uit van de economische waarde van zo’n landschap. Beide aspecten noemen we met een moeilijk woord ‘ecosysteemdiensten’. En die diensten staan onder druk door het veranderende klimaat.”

Renée: “Omdat verwacht wordt dat door de toenemende droogte, er meer grassen zullen opduiken die de heidevegetatie verdringen. Juist?”

Anne: “Klopt helemaal. De impact van die vergrassing op de economische waarde van de heide, daar gaat mijn FWO-onderzoek over. In de eerste plaats leggen mijn collega’s bloot in welke mate en hoe snel de grassen het overnemen. Dat gebeurt in speciale klimaatkamers waar we verschillende klimaatscenario’s uittesten. Vervolgens bereken ik de economische gevolgen van die scenario’s voor de recreatieve en de klimaatregulerende functie van de heide. Ik geef toe: het is een vak apart!” (lacht)

Renée: “Hoe heb je de klimaatscenario’s voor je onderzoek bepaald?”

Anne: “Die werden vastgelegd aan de hand van de meest recente wetenschappelijke literatuur op het vlak van klimaatverandering. Binnen die scenario’s is het extreme weer dat zich kan voordoen, zoals lange periodes van droogte en hittegolven, het belangrijkst voor mijn onderzoek. We denken immers dat dat soort weer de grootste impact zal hebben op de economische waarde van de heide.”