f97.beDE WERKPLAATS VAN ERIK SCHMIDT
← Alle begrippen

Woordenlijst · Energiesector & energietransitie

Stoomreforming

Stoomreforming waterstof Grijze waterstof Blauwe waterstof aardgas CO2-emissies Industrie CCS Elektrolyse

Stoomreforming is een industrieel proces waarmee waterstof wordt gewonnen uit aardgas of andere koolwaterstofhoudende grondstoffen. Meestal wordt methaan gebruikt, het hoofdbestanddeel van aardgas. In principe kunnen ook biogas, propaan, ethanol of benzine worden gereformeerd. In het Engelse taalgebied heet het proces Steam Methane Reforming (SMR). Het is de belangrijkste productieroute voor waterstof. In de VS wordt volgens het Amerikaanse ministerie van Energie ongeveer 95 procent van de waterstof geproduceerd door aardgasreforming in grote centrale installaties.

Hoe het proces werkt

In de reformer reageert methaan aan een katalysator met hete waterdamp. Daarbij ontstaan koolmonoxide en waterstof: CH₄ + H₂O → CO + 3 H₂. Deze reactie is sterk endotherm, ze vraagt dus voortdurend warmtetoevoer. Typisch zijn temperaturen van ongeveer 700 tot 1.000 graden Celsius en drukken van circa 3 tot 25 bar. Als katalysator wordt meestal nikkel op een keramische drager gebruikt. De reactie vindt plaats in veel buizen die met katalysator zijn gevuld. Deze buizen hangen in een oven en worden van buitenaf verwarmd door branders.

Daarna volgt de watergas-shiftreactie. Daarbij reageert het koolmonoxide met extra waterdamp tot koolstofdioxide en extra waterstof: CO + H₂O → CO₂ + H₂. Deze reactie komt slechts weinig warmte vrij. Tot slot wordt de waterstof meestal gezuiverd door drukwisseladsorptie. Daarbij worden CO₂, restmethaan, koolmonoxide en andere bijmengsels afgescheiden, zodat vrijwel zuivere waterstof overblijft. Het afgescheiden restgas is nog brandbaar en wordt doorgaans in de reformeroven meeverbrand.

Vereenvoudigd geldt in totaal: CH₄ + 2 H₂O → CO₂ + 4 H₂. Een deel van de waterstof is dus afkomstig uit het water. De vergelijking toont ook een fysische ondergrens: alleen al uit de koolstof van het ingezette methaan ontstaat rekenkundig ongeveer 5,5 kilogram CO₂ per kilogram waterstof. Daar komt het CO₂ uit de verbranding bij, die de proceswarmte levert. Deze verbranding gebeurt meestal met aardgas en restgas.

Onderscheid met elektrolyse

Stoomreforming is een thermochemisch proces en geen elektriciteitsgebaseerd proces. Daarin verschilt het van elektrolyse, waarbij water met elektrische energie wordt gesplitst in waterstof en zuurstof. De kosten van stoomreforming hangen vooral af van de aardgasprijs, de investeringskosten, de CO₂-prijs, de gasleveringsketen en eventueel de CO₂-afvang. Bij elektrolyse tellen daarentegen vooral de elektriciteitsprijs, de benuttingsgraad, de netaansluiting, de beschikbaarheid van hernieuwbare elektriciteitsproductie en de regels voor de erkenning als groene waterstof.

Betekenis voor de huidige waterstofvoorziening

Volgens het Internationaal Energieagentschap (IEA) bedroeg de wereldwijde waterstofvraag in 2024 bijna 100 miljoen ton. Bijna de hele hoeveelheid kwam uit fossiele bronnen zonder CO₂-afvang, vooral uit stoomreforming van aardgas en uit kolenvergassing. Emissiearm geproduceerde waterstof was goed voor minder dan een procent. Deze waterstof wordt tot nu toe nauwelijks als energieopslag gebruikt. Ze dient vooral als grondstof in raffinaderijen, bij de productie van ammoniak en methanol en in andere chemische processen. In debatten moet men daarom een onderscheid maken: moet bestaande fossiele waterstof worden vervangen, of gaat het om extra vraag voor nieuwe toepassingen zoals staal, transport of elektriciteitsopslag? Afhankelijk van het antwoord ontstaan andere hoeveelheden, infrastructuren en klimaateffecten.

Emissies: grijze waterstof

Wordt het ontstane CO₂ niet afgevangen, dan spreekt men meestal van grijze waterstof. Emissies ontstaan daarbij op drie plaatsen: door de koolstof in het ingezette gas, door de verbranding voor de procesWarmte en in de voorketen, dus bij winning, bewerking, transport en opslag van het aardgas. Daar is vooral ontsnappend methaan klimaatrelevant. De directe emissies van de installatie worden vaak opgegeven als ongeveer 9 kilogram CO₂ per kilogram waterstof. Met de voorketen komt men, afhankelijk van installatie en leveringsketen, op ongeveer 10 tot 12 kilogram CO₂-equivalent. Ter vergelijking: de EU hanteert voor fossiele waterstof een referentiewaarde van 94 gram CO₂-equivalent per megajoule. Dat komt, gerekend op de onderste verbrandingswaarde, overeen met ongeveer 11,3 kilogram CO₂-equivalent per kilogram waterstof.

Blauwe waterstof en CO₂-afvang

Als blauwe waterstof wordt waterstof uit fossiele grondstoffen aangeduid waarbij een groot deel van het CO₂ wordt afgevangen en duurzaam geologisch opgeslagen. Wordt het CO₂ daarentegen gebruikt in producten waaruit het later weer vrijkomt, dan is het klimaatvoordeel duidelijk kleiner. Bij stoomreforming is de CO₂-afvang moeilijker dan de kleurterm doet vermoeden. Het CO₂ in het procesgas na de shiftreactie staat onder druk en is relatief geconcentreerd, daarom kan het vrij goedkoop worden afgescheiden. Het CO₂ uit de verbranding is daarentegen sterk verdund in het rookgas en kan slechts met aanzienlijk meer inspanning worden afgevangen. Wordt 90 procent van een deelstroom opgevangen, dan betekent dat dus nog geen hoge reductie voor de hele installatie. Voor de klimaatbalans tellen bovendien de methaanverliezen in de gasketen, de energiebehoefte van de afvang en de duurzaamheid van de opslag.

Voor de EU bestaat hiervoor sinds kort een bindende maatstaf. Gedelegeerde Verordening (EU) 2025/2359 legt de methode vast waarmee de broeikasgasbesparing van koolstofarme brandstoffen wordt berekend. Ze vult de Gasmarktrichtlijn (EU) 2024/1788 aan, is op 21 november 2025 in het Publicatieblad verschenen en is volgens EUR-Lex sinds 11 december 2025 in werking. Als koolstofarm geldt waterstof uit niet-hernieuwbare bronnen wanneer ze over de levenscyclus minstens 70 procent minder broeikasgassen veroorzaakt dan de fossiele vergelijkingswaarde van 94 g CO₂-eq./MJ. Maximaal toegestaan is daarmee ongeveer 28,2 g CO₂-eq./MJ, dus circa 3,4 kg CO₂-eq. per kilogram waterstof. Een stoomreformingsinstallatie met CO₂-afvang haalt deze drempel alleen als ze zeer veel CO₂ afvangt, de methaanslip laag houdt en een emissiearme gasvoorketen heeft. De regels gelden voor productie in de EU en voor invoer.

Kleurbegrippen juist plaatsen

De waterstofkleuren grijs, blauw, groen of turkoois zeggen niets over de chemische samenstelling, want het molecuul is altijd H₂. Ze beschrijven productieroutes en emissiebalansen en zijn juridisch niet eenduidig vastgelegd. Daaruit ontstaan vaak misverstanden. Blauwe waterstof is niet automatisch klimaatneutraal alleen omdat een installatie CO₂ afvangt. Groene waterstof vervangt fossiele waterstof op haar beurt niet zonder neveneffecten, want ze creëert extra elektriciteitsvraag, die gekoppeld is aan de uitbouw en de tijdelijke beschikbaarheid van hernieuwbare elektriciteitsproductie.

Betekenis voor het elektriciteitssysteem

Voor het elektriciteitssysteem is stoomreforming vooral een vergelijkingsmaatstaf. Vervangt elektrolyse grijze waterstof, dan dalen de fossiele procesemissies, maar de elektriciteitsvraag stijgt. Een voorbeeld: voor één kilogram waterstof heeft elektrolyse vandaag grofweg 50 tot 55 kilowattuur elektriciteit nodig. Beslissend is echter niet alleen de jaarhoeveelheid. De extra vraag heeft een tijdsprofiel en vereist netaansluitingen. Wordt een elektrolyse-installatie flexibel bedreven, dan kan ze helpen wind- en zonne-energie te integreren. Draait ze daarentegen bijna continu, dan heeft ze ook in uren met weinig hernieuwbare elektriciteit energie nodig. Dan moet ze worden afgedekt via opslag, leveringscontracten en herkomstcertificaten.

Economische positie en regulering

Dat stoomreforming ondanks hoge emissies zo wijdverbreid is, heeft economische redenen. De technologie is op grote schaal beproefd, de installaties leveren betrouwbaar de klok rond en bij lage gasprijzen is de waterstof relatief goedkoop. Zolang fossiele waterstof goedkoper is en haar emissies niet volledig zijn beprijsd, blijft ze de maatstaf waaraan alternatieven zich moeten meten. Beleidsinstrumenten grijpen precies aan op deze kostenkloof. Daartoe behoren de emissiehandel, quota voor hernieuwbare brandstoffen, certificeringssystemen en klimaatbeschermingscontracten.

Voor een stoomreformingsinstallatie zijn meerdere rechtsgebieden bevoegd. De installatie zelf valt onder industrie- en immissiebeschermingsrecht. Haar CO₂-emissies kunnen, afhankelijk van omvang en indeling, onder de EU-emissiehandel vallen. De gasvoorziening raakt de gasmarkt, invoerinfrastructuur en methaanregulering. Voor blauwe waterstof komen daar CO₂-transport en -opslag bij, met vergunning, monitoring en langetermijnaansprakelijkheid.

Verwante processen

  • Autotherme reforming: Ze combineert partiële oxidatie en stoomreforming in één reactor. De warmte ontstaat in de reactor zelf, daarom komt het CO₂ overwegend geconcentreerd in het procesgas vrij. Dat maakt het proces aantrekkelijk voor CCS-concepten.

  • Partiële oxidatie: Koolwaterstoffen reageren met te weinig zuurstof om volledig te verbranden. Het proces zet warmte vrij, verloopt sneller en vraagt kleinere reactoren. Per eenheid brandstof levert het aanvankelijk echter minder waterstof dan stoomreforming.

  • Methaanpyrolyse: Methaan wordt gesplitst in waterstof en vaste koolstof. Een klimaatvoordeel ontstaat alleen als de koolstof duurzaam gebonden blijft en de voorketen emissiearm is. Op grote schaal is het proces nog niet gevestigd.

  • Kolenvergassing: Ook deze produceert synthesegas en waterstof, maar gebruikt kolen als grondstof en veroorzaakt meestal aanzienlijk hogere CO₂-emissies per kilogram waterstof.

Duiding

Stoomreforming is een bepaalde fossiele productieroute en staat niet voor waterstof als geheel. Ze vormt vandaag de basis van de industriële waterstofvoorziening en is daarmee de maatstaf voor elektrolyse, blauwe waterstof en nieuwe waterstofmarkten. Wie alleen naar de prijs aan de uitgang van de installatie kijkt, ziet CO₂-kosten en methaanemissies over het hoofd. Wie alleen naar de emissies kijkt, ziet leveringszekerheid, de inbedding in bestaande industriële processen en de vraag hoe snel alternatieven kunnen worden uitgebouwd over het hoofd. Het begrip wordt pas nauwkeurig wanneer grondstof, procesWarmte, CO₂-afvang, voorketenemissies en gebruiksdoel samen worden beschouwd.

Bronnen

Gerelateerde begrippen

Edited by eCMS on 11.11.2026 18:26

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