Van welk gas moeten wij af?

Nederland wil van het gas af, maar wat zijn de alternatieven? Een bijdrage van hoogleraar David Smeulders van de TU Eindhoven.

Nederland wil in 2030 de uitstoot van broeikasgassen met minstens 49 procent verminderen. Een van de ambities is om daarvoor 200.000 woningen per jaar van het gas af te halen. Hiermee wordt bedoeld dat er geen aardgas meer gebruikt wordt voor verwarming van ruimtes, voor koken en voor warm kraanwater. Maar wat zijn de alternatieven en gaat het ook iets opleveren? Professor David Smeulders  van de Technische Universiteit Eindhoven ziet kansen en uitdagingen voor Nederland.

Warmtepompen gelden momenteel in particuliere huishoudens als belangrijkste alternatief voor aardgas. Dit zijn eenvoudigweg omgekeerd gemonteerde airconditioners die de warmte van buiten naar binnen transporteren in plaats van andersom. Als het buiten koud is, is er daar weinig warmte beschikbaar en zullen de pompen dus hard moeten draaien om een woning te verwarmen; het rendement zal laag zijn en het stroomverbruik navenant hoog. Met een verdubbeling van het jaarlijks stroomverbruik van een particulier huishouden moet zeker rekening gehouden worden. En er zijn meer kanttekeningen te plaatsen:

1. Zeker tot 2030 is er niet voldoende aanbod van groene stroom, simpelweg omdat er nog niet voldoende zonnepanelen en windturbines zijn geïnstalleerd. De CO2 uitstoot zal dus de eerste jaren zeker niet dalen.
2. De transportcapaciteit van het elektriciteitsnetwerk is onvoldoende. Projecten met veel zonnepanelen worden nu al geweerd van het net, en kunnen dus hun geproduceerde stroom niet terugleveren. De benodigde netwerkverzwaring duurt jaren en brengt hoge kosten met zich mee.
3. Een warmtepomp installeren zonder bijpassende renovatie betekent een significante reductie van het wooncomfort omdat een warmtepomp in de meeste gevallen geen hogere temperaturen dan 45 graden Celcius kan leveren. Volgens de cijfers hebben nu nog maar 3,2 van de 7,7 miljoen woningen in Nederland überhaupt een energielabel, waarvan 73 procent label C of slechter.
4. Een groot probleem is verder de hoge geluidsproductie van de buitenunits van de warmtepompen. Zeker in de winter in wijken met rijtjeswoningen of galerijflats lijkt dit geen aantrekkelijke optie.

Een vaak gehoord argument is dat we dan juist zo snel mogelijk moeten beginnen. Het duurt immers jaren om alle woningen te renoveren en van het aardgas af te halen en de omschakeling van aardgas naar elektriciteit gaat dan mooi gelijk op met de te verwachten toename van de productie van groene stroom.

Energiebuffers

We vergeten dan dat elektriciteit niet opgeslagen kan worden. Elk geproduceerd elektron (de drager van elektriciteit) moet op exact datzelfde tijdstip ook verbruikt worden. Batterijen kunnen een kleine hoeveelheid elektriciteit omzetten en opslaan, maar bij lange na niet voldoende. Dus als het even niet waait en de zon schijnt niet, komt meteen de leveringszekerheid in gevaar. We moeten dus buffers hebben. En de enige buffers van voldoende omvang zijn stoffen die bestaan uit moleculen van koolstof of waterstof (bijvoorbeeld synthetisch aardgas of waterstofgas zelf). Het is niet voor niets dat de vetreserves van een mens ook uit dergelijke moleculen bestaan; er past nu eenmaal de meeste energie in per liter en per kilogram. En het mooie is dat we deze moleculen ook zelf kunnen maken uit elektriciteit. Het is dus onontkoombaar dat we na 2030 weer ‘aan het gas’ gaan, maar in dit geval duurzaam gas; synthetisch gas geproduceerd uit groene stroom.

Samenwerking tussen universiteiten en bedrijven

Er ontstaat een enorme markt voor producten die energie kunnen opslaan. Niet alleen in de vorm van moleculen, maar ook in de vorm van warmte. Deze ‘warmtebatterijen’ zullen sneller aantrekkelijk zijn voor particuliere huishoudens, terwijl gasopslag eerder zijn toepassing zal vinden op grotere schaal waarbij de bestaande Nederlandse gasinfrastructuur een enorm voordeel is. Dit gaat niet vanzelf. Grote samenwerkingsverbanden van bedrijven en universiteiten kunnen met steun van de overheid snel nieuwe technologieën ontwikkelen. In Duitsland worden al miljarden geïnvesteerd binnen het Copernicus-programma. Nederland als gasland bij uitstek mag hier niet achterblijven.

De vraag ‘van welk gas moeten we af ’ is dus eenvoudig te beantwoorden. Van het CO2-gas moeten we af inderdaad, maar niet van het aardgas. Nu niet, want dat vermindert de CO2-uitstoot niet, en in de toekomst niet, want dan zal gas een onontbeerlijke groene buffer blijken te zijn voor onze energievoorziening.

David Smeulders is hoogleraar aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) en bezet de leerstoel Energietechnologie. Zijn onderzoeksinteresses omvatten energieopslag, transport in poreuze media, gasdynamica, thermodynamica, akoestiek en hydraulische scheurvorming.