f97.beDE WERKPLAATS VAN ERIK SCHMIDT
← Alle begrippen

Woordenlijst · Energiesector & energietransitie

Grijze waterstof

Grijze waterstof waterstofkleuren aardgas Stoomreforming CO2-emissies Industrie

Grijze waterstof is waterstof die wordt geproduceerd uit fossiele energiedragers. Het daarbij vrijkomende koolstofdioxide wordt noch afgevangen noch permanent opgeslagen. Meestal wordt hiermee waterstof uit aardgas bedoeld. Het belangrijkste procedé is de stoomreforming. Daarbij reageert methaan met waterdamp tot waterstof en koolmonoxide. In een daaropvolgende shiftreactie reageert het koolmonoxide met extra waterdamp tot aanvullende waterstof en CO₂. Het gas zelf is chemisch dezelfde stof als bij elke andere productieroute. De kleur beschrijft dus geen eigenschap van het molecuul, maar hoe het is geproduceerd en welk klimaateffect dat heeft. Ze maakt deel uit van het indelingssysteem van de waterstofkleuren.

Emissies per kilogram waterstof

Doorslaggevend is meestal de emissie-intensiteit, dus de hoeveelheid broeikasgassen per kilogram waterstof. Daarbij komt het aan op de systeemgrens. Volgens het Internationaal Energieagentschap (IEA) ontstaat bij stoomreforming zonder afvangst op de locatie van de installatie direct ongeveer 9 kg CO₂ per kg H₂. Rekent men de voorketen van het aardgas mee, dus winning, bewerking en transport inclusief methaanverliezen, dan komt het IEA uit op ongeveer 10 tot 12 kg CO₂-equivalent per kg H₂. In een eerdere analyse noemde het voor waterstof uit aardgas een bandbreedte van 10 tot 14 kg CO₂-equivalent. Daarvan komt, afhankelijk van de herkomst van het gas, 1 tot 5 kg uit de voorketen. De veelgebruikte opgave „9 tot 12 kg CO₂” vermengt dus twee verschillende systeemgrenzen: de onderste waarde geldt voor de directe emissies op de locatie, de bovenste omvat de voorketen.

Waar de emissies vandaan komen, blijkt uit een eenvoudige berekening. Rekenkundig levert een molecuul methaan met twee watermoleculen vier moleculen waterstof en een molecuul CO₂ op. Alleen al uit de grondstof ontstaat zo ongeveer 5,5 kg CO₂ per kg waterstof. Daar komt het CO₂ bij uit het aardgas dat als brandstof de warmte levert voor de sterk endotherme reactie. Aardgas is bij dit procedé dus tegelijk grondstof en energiebron voor de procesw armte. Methaanverliezen in de voorketen wegen zwaar, want methaan werkt als broeikasgas aanzienlijk sterker dan CO₂. Het probleem van de methaanslip bepaalt daarom mede de beoordeling van grijze waterstof. Wie alleen naar de locatie van de installatie kijkt, houdt geen rekening met het volledige klimaateffect.

Productie en afbakening ten opzichte van andere waterstofkleuren

Naast aardgas komt ook steenkool als grondstof in aanmerking. Waterstof uit kolenvergassing zonder afvangst veroorzaakt volgens het IEA ongeveer 22 tot 26 kg CO₂-equivalent per kg H₂, dus ongeveer twee keer zoveel als de route op basis van aardgas. Afhankelijk van de bron wordt deze grijs, bruin of zwart genoemd. In het Duitse spraakgebruik betekent „grijs” meestal waterstof uit aardgas zonder CO₂-afvangst. Wereldwijd kwam in 2023 bijna twee derde van de productie uit aardgas en ongeveer 20 procent uit steenkool, telkens zonder afvangst. Een ander deel komt vrij als nevenproduct van andere processen, bijvoorbeeld in raffinaderijen. Dat deel is niet eenduidig aan een kleur toe te wijzen.

Groene waterstof ontstaat door elektrolyse met stroom uit hernieuwbare energie. Hier hangt de balans vooral af van de herkomst van de stroom. Blauwe waterstof gebruikt eveneens aardgas, maar vangt een deel van het CO₂ af en slaat dit permanent op. Hoe klimaatvriendelijk ze is, hangt af van het afvangpercentage, de integriteit van de opslag, de extra energie-input en de methaanemissies van de voorketen. Turkooizen waterstof ontstaat door methaanpyrolyse: methaan wordt gesplitst in waterstof en vaste koolstof. Ook hier bepaalt de werkelijke proces- en energiebalans het resultaat, niet de kleurnaam. Voor toepassingen is het molecuul H₂ altijd hetzelfde. Voor klimaatbeleid, subsidiëring en inkoop telt daarentegen de productieroute.

Betekenis voor industrie en energiesysteem

Grijze waterstof is vandaag de industriële standaard. Volgens de Global Hydrogen Review 2025 van het IEA steeg de wereldwijde vraag in 2024 tot bijna 100 miljoen ton, ongeveer 2 procent meer dan een jaar eerder. De stijging werd gedragen door de traditionele gebruikers, namelijk raffinaderijen en industrie. Raffinaderijen hebben waterstof onder meer nodig voor de ontzwaveling van brandstoffen en voor het kraken van zware oliefracties. In de chemie is waterstof grondstof voor ammoniak, methanol en andere producten. Emissiearme waterstof dekt tot nu toe slechts een zeer klein deel van de behoefte. Volgens het IEA veroorzaakte de wereldwijde waterstofproductie in 2023 ongeveer 920 miljoen ton CO₂.

Veel van deze processen zijn over tttientallen jaren ontstaan rond goedkope fossiele waterstof, de aardgasinfrastructuur en continubedrijf. Waterstof dient daar overwegend als chemische grondstof, niet als energiedrager. Als grijze door elektrolytische waterstof moet worden vervangen, ontstaat extra stroomvraag. Die kan niet alleen als jaarvolume worden beoordeeld. Elektrolyzers kunnen flexibel werken als opslag, afnameprofielen en marktregels daarbij passen. Dan kunnen ze stroom opnemen uit perioden met veel wind- en zonne-opwekking en bijdragen aan de flexibiliteit van het systeem. Ontbreekt die flexibiliteit, dan verhoogt nieuwe elektrolyse de belasting, kan netuitbreiding nodig worden en vraagt ze juist stroom op momenten dat hernieuwbare opwekking schaars is.

Energie-economisch moet de vervanging van bestaande grijze volumes anders worden beoordeeld dan nieuwe vraag in toepassingen die tot nu toe helemaal geen waterstof nodig hebben. Wordt een kilogram grijze waterstof in de ammoniakproductie vervangen, dan dalen de emissies onmiddellijk met de hierboven genoemde ongeveer 10 tot 12 kg CO₂-equivalent. Bij nieuwe toepassingen hangt de reductie af van wat daar wordt verdrongen.

Economische duiding

Grijze waterstof is meestal goedkoper dan emissiearme alternatieven. De installaties zijn vaak afgeschreven, de aardgasleveringsketens zijn ingespeeld en de klimaatkosten zitten niet volledig in de prijs. De kosten hangen vooral af van de aardgasprijs, want aardgas is tegelijk grondstof en brandstof. Daar komen het rendement van de installatie en de CO₂-kosten bij. In de EU omvat het emissiehandelssysteem de waterstofproductie in grotere installaties. Stijgende CO₂-prijzen verslechteren zo de rentabiliteit van grijze waterstof. Hoe sterk, hangt af van de gratis toewijzing en de internationale concurrentie.

Wie grijze waterstof vervangt, wisselt vaak niet alleen een energiebron uit. Ook contracten, installatiebedrijf, leveringszekerheid, certificering en productkosten veranderen. Bij basisproducten zoals ammoniak of staal kunnen al kleine verschillen in energiekosten het concurrentievermogen en vestigingsbeslissingen sterk beïnvloeden.

Juridische duiding in de EU

Kleurnamen zijn geen juridische begrippen. Het EU-recht werkt met emissiedrempels. Hernieuwbare brandstoffen van niet-biologische oorsprong, de RFNBO's, en koolstofarme brandstoffen moeten over de volledige levenscyclus minstens 70 procent minder broeikasgassen veroorzaken dan een fossiele referentiewaarde van 94 g CO₂-equivalent per megajoule. De methode voor koolstofarme brandstoffen is vastgelegd in Gedelegeerde Verordening (EU) 2025/2359 van 8 juli 2025. Zij vult Gasrichtlijn (EU) 2024/1788 aan en werd op 21 november 2025 in het Publicatieblad bekendgemaakt. Voor de fossiele referentiewaarde verwijst zij uitdrukkelijk naar de RFNBO-regels van Gedelegeerde Verordening (EU) 2023/1185.

Ter illustratie: betrokken op de onderste verbrandingswaarde van ongeveer 120 MJ per kg komt 94 g per MJ overeen met ongeveer 11,3 kg CO₂-equivalent per kg waterstof. Dat ligt precies in het bereik van grijze waterstof. De drempel van 70 procent, 28,2 g per MJ, komt overeen met ongeveer 3,4 kg CO₂-equivalent per kg. Grijze waterstof voldoet daar niet aan. Blauwe waterstof voldoet er alleen aan als afvangpercentage en voorketenemissies kloppen. Grijze waterstof is in de EU niet verboden. Ze geldt echter noch als hernieuwbaar noch als koolstofarm en telt daarom niet mee voor de overeenkomstige quota en bewijzen.

Typische misverstanden

  • „Waterstof is automatisch klimaatvriendelijk.” Bij het gebruik ontstaat geen CO₂, maar bij de productie van grijze waterstof wel, en wel in aanzienlijke mate. Voor het klimaateffect telt de hele keten.

  • „Grijze waterstof is slechts een overgangskwestie.” Het huidige bestand is groot en groeit nog steeds. Nieuwe projecten verlagen de emissies pas doeltreffend wanneer ze bestaande fossiele volumes verdringen.

  • „De kleur vervangt de balans.” Blauwe waterstof is niet automatisch klimaatneutraal en groene waterstof dient niet automatisch het stroomsysteem. Betrouwbaar zijn alleen emissiefactoren met een duidelijk gedefinieerde systeemgrens.

  • „Waterstofverbruik is energieverbruik.” Een groot deel van de huidige grijze volumes wordt stofelijk gebonden, bijvoorbeeld in ammoniak of methanol. Dat kan niet zomaar worden gelijkgesteld met stroom- of brandstofverbruik.

Grijze waterstof is dus geen randcategorie, maar het fossiele uitgangspunt van veel waterstofdebatten. Het begrip laat zien hoeveel emissies in bestaande industriële waardeketens zitten en welke omschakelingen nodig zijn als waterstof moet bijdragen aan decarbonisatie.

Bronnen

Gerelateerde begrippen

Edited by eCMS on 12.11.2026 05:05

© 2026 Erik Schmidt. All rights reserved. Quotations with a link to the source are welcome.