Komt de ‘heilige graal van schone energie’ dichterbij? Wetenschappers claimen witte waterstof in Lotharingen te hebben ontdekt

In de rotsachtige bodem van Lotharingen, een voormalige steenkoolmijnregio vlak bij de Frans-Duitse grens, leidden wetenschappers onlangs een kleine sonde door een boorgat van een halve mijl in de aardkorst. Onder het wateroppervlak borrelde een spannende vondst op: belletjes zo groot als die in een fles champagne die duidden op een potentieel enorme voorraad aan zogenaamde witte waterstof, een van de schoonste brandstoffen in de natuur.

“Waterstof is magisch: als je het verbrandt, komt er water vrij, dus er is geen koolstofuitstoot die de planeet opwarmt”, zegt een van de wetenschappers, Jacques Pironon, een senior onderzoeker en professor aan de Universiteit van Lotharingen. “We denken dat we een van de grootste natuurlijke waterstofvoorraden ter wereld hebben ontdekt.”

De ontdekking door Pironon en een andere wetenschapper, Philippe de Donato, beiden lid van Frankrijks gerespecteerde Nationale Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek, veroorzaakte een sensatie in Frankrijk, waar de regering heeft gezworen Europees leider te worden op het gebied van schone waterstof.

Miljardenindustrie

Er zijn nog veel vragen over de vondst, zoals hoe groot die precies is en hoe het gas het best kan worden gewonnen. Maar de vondst sluit aan bij een spoor van aanwijzingen elders in de wereld dat er wel eens een heilige graal van schone energie voor het grijpen zou kunnen liggen.

Regeringen en bedrijven wereldwijd hebben ingezet op waterstof als hoeksteen in de strijd tegen klimaatverandering. Er is een miljardenindustrie ontstaan, gesteund door nog eens miljarden aan subsidies en privé-investeringen. Die industrie ondersteunt de productie van waterstof, dat in theorie fossiele brandstoffen zou kunnen vervangen om fabrieken, vrachtwagens, schepen en vliegtuigen van energie te voorzien. Daardoor zou ongeveer de helft van alle broeikasgasemissies kunnen verdwijnen.

Maar om commerciële waterstof te maken, moet water worden gesplitst in waterstof en zuurstof, een proces waarvoor energie nodig is. Als er fossiele brandstoffen worden gebruikt, leidt het proces tot de uitstoot van broeikasgassen en wordt het resultaat grijze waterstof genoemd. Het aftappen van hernieuwbare elektriciteit van windturbines en zonnepanelen om groene waterstof te produceren is schoner maar duurder.

Natuurlijke waterstof, ook wel witte waterstof genoemd vanwege de zuiverheid ervan, zou een doorbraak kunnen betekenen. Wetenschappers zeggen dat het een potentiële bron van schone energie is die continu door de aarde wordt gegenereerd. Waterstofreservoirs worden gevormd wanneer verwarmd water in contact komt met ijzerrijk gesteente. Volgens de U.S. Geological Survey, een Amerikaans wetenschappelijk overheidsagentschap, zou slechts een klein deel van deze afzettingen genoeg schone energie kunnen leveren voor honderden jaren.

Grote impact

“Als ze deze ontdekking verifiëren, dan is het heel belangrijk en zou het een grote impact hebben op de maatschappij”, zegt Geoffrey Ellis, een geochemicus bij de U.S. Geological Survey en wereldwijd expert op het gebied van waterstof. “Er zijn veel andere plaatsen in de wereld waar soortgelijke vondsten gedaan zouden kunnen worden, en mensen zoeken ernaar omdat het echt impactvol zou kunnen zijn.”

In Lotharingen zeiden de wetenschappers dat hun tests suggereerden dat er 46 miljoen tot 260 miljoen ton natuurlijk waterstof onder de kolenmijnen zou kunnen zitten, die in de jaren 70 werden verlaten toen Frankrijk overstapte op kernenergie. Ter vergelijking: wereldwijd wordt elk jaar ongeveer 70 miljoen ton waterstof commercieel geproduceerd.

Natuurlijke waterstofreserves zijn onlangs ontdekt in delen van de Verenigde Staten, Australië, Afrika, Rusland en elders in Europa. Het is niet ongewoon om waterstof te vinden bij het boren naar gas of olie, maar in het verleden negeerden bedrijven zulke ontdekkingen vanwege de lage vraag.

Onderzoekers hechtten niet veel waarde aan witte waterstof, tot een toevallige ontdekking in Bourakébougou, een klein dorp in Mali. In 1987 stak een arbeider per ongeluk een waterput in brand door erboven een sigaret aan te steken. De put bleek natuurlijke waterstof te bevatten, en wordt nu gebruikt om winkels en huizen van energie te voorzien nadat een lokale ondernemer een petroleummaatschappij had ingehuurd om het gas af te tappen.

“Mensen waren jarenlang niet op zoek naar natuurlijke waterstof omdat iedereen gefocust was op het boren naar olie en gas”, zegt Julien Moulin, voorzitter van Française De l’Énergie, een bedrijf voor schone energie dat samenwerkt met Pironon en De Donato om witte waterstofprojecten te testen en te ontwikkelen. “Maar het voelt alsof we aan het begin staan van een nieuwe dynamiek.”

Minigoudkoorts

De hoofdactiviteit van Française De l’Énergie is het opvangen van methaangas uit kolenlagen en het omzetten ervan in schone energie voor industrieën in de regio. Met de ontdekking van waterstof zal het bedrijf zich meer inspannen om het te onderzoeken en te winnen, geeft Moulin aan.

“Je hebt de taart, nu is de vraag hoe je hem opeet. Je moet de middelen creëren om deze bron te ontwikkelen, en dat zal het werk zijn van de komende jaren.”

De inspanningen in Lotharingen weerspiegelen de bredere opwinding over natuurlijke waterstof die door de industrie van schone brandstoffen waart. Het groeiende inzicht dat de aarde haar eigen waterstoffabriek is, heeft een minigoudkoorts veroorzaakt onder onderzoekers en startende energiebedrijven, die staan te popelen om iets te vinden.

“De belangrijkste vraag is wat de kosten zullen zijn”, zegt Marco Alverà, CEO van Tree Energy Solutions, of TES, een bedrijf dat van plan is om schone waterstof te produceren en naar Europa te importeren. Natuurlijke waterstof concurrerend maken “hangt van veel factoren af, zoals de druk waaronder het gas staat, de temperatuur en het soort gesteente waar je doorheen boort”.

Ondertussen bouwt Europa aan een groot netwerk van pijpleidingen die gefabriceerde waterstof kunnen leveren aan fabrieken en brandstoflocaties. De hoop is dat er ooit witte waterstof door kan stromen.

Als alles volgens plan verloopt in Lotharingen, zullen er volgend jaar nieuwe boringen beginnen met een geavanceerde sonde die gasmonsters zal nemen van bijna drie kilometer onder de grond. Daarmee kan de omvang van de waterstofvoorraad worden getest, met als doel om in 2027 of 2028 natuurlijke waterstof te winnen.

Pironon en De Donato hebben hoge verwachtingen. Toen ze begonnen te zoeken naar methaangas dat door de kolenmijnen was achtergelaten, ontdekten ze in plaats daarvan waterstof naarmate ze dieper gingen. Op nog geen kilometer diepte vonden ze hogere concentraties waterstof dan waar ook ter wereld, zegt De Donato.

“Misschien ligt er wel een echte waterstoffabriek onder onze voeten verborgen”, zegt hij. “Dat is echt opwindend.”