ReportageFolschviller

Onder het saaie Franse landschap ligt zomaar een put met waterstof

Onderzoekers hebben bij toeval onder de Franse Lorraine-streek in een forse bel met waterstof geprikt. Frankrijk kan een pionier worden. Maar wie durft de schoonste brandstof ter wereld ook te exploiteren?

Eva Rammeloo 12 maart 2024, 20:54

De haspel zoemt. “Pas op je vingers!” roept iemand. Vier mannen trekken een pijp van zo’n anderhalve meter lang uit een smalle put. Vereende krachten. Gezucht en gesteun. Hoe hoogwaardig de technologie ín de pijp ook is, uiteindelijk zijn er spierballen nodig. De pijp is een sonde, speciaal ontwikkeld voor deze missie. Deze week ging hij 850 meter de grond in, en nu komt hij er weer uit vol gasmonsters.

Wilt u elke week de Duurzaamheid & Economie nieuwsbrief van Trouw ontvangen via e-mail?

Het lapje asfalt waar de put ligt, ligt verloren tussen troosteloze lintdorpen en industrieterreinen. Verlaten mijnschachten herinneren aan de tijd dat dit een welvarend mijngebied was.

Terwijl in de verte de Duitse windmolens draaien, wordt aan de Franse kant van de grens een energierevolutie gestart. De eerste vonk kwam een aantal maanden geleden, toen Jacques Pironon en Philippe De Donato maar liefst 20 procent waterstof aantroffen in de monsters die ze van 1250 meter diepte haalden. Sindsdien zijn aan het controleren of de vonk écht is.

Met schwung lepelt hij de technische details op

De Donato is de chemicus, en Pironon de geoloog. Beiden zijn verbonden aan het nationale centrum voor wetenschappelijk onderzoek CNRS. Het duo is goed op elkaar ingespeeld. Voor duiding moet je bij de wat bedachtzamere Pironon zijn, terwijl De Donato met schwung de technische details oplepelt van wat er onder de grond allemaal gebeurt.

De vondst was een toevalstreffer. De wetenschappers waren op zoek naar methaan tussen de steenkoollagen van de Lorraine-streek. Tot ieders verrassing vonden ze op 600 meter diepte 1 procent waterstof. “We waren even verbaasd”, zegt Philippe De Donato terwijl hij met arendsogen in de gaten houdt hoe de sonde op schragen wordt neergezet. “Maar zo bijzonder was dat nou ook weer niet.”

Het percentage waterstof in de bodem bleef toenemen. Van 6 procent op 800 meter, tot 14 procent op duizend meter. De klapper kwam op 1200 meter: 20 procent waterstof bevatten de monsters. Het begon de wetenschappers te dagen dat er een ‘significante hoeveelheid natuurlijke waterstof’ in de bodem zit. Hun schatting ligt tussen de 46 en de 260 miljoen kubieke ton. Ter vergelijking: wereldwijd wordt nu jaarlijks 70 miljoen kubieke ton waterstof geproduceerd met behulp van andere brandstoffen.

Met hulp van een fles allesreiniger

De pijp is besmeurd met vet, modder en andere prut uit de aardbodem. Met blauwe vingers van de kou en met hulp van een fles allesreiniger boenen jongens in neongele werkjassen de sonde schoon. Iedereen die staat te klappertanden naast de put, doet dat met een opmerkelijke vrolijkheid.

De toevalstreffer geeft extra energie aan de operatie. Wie is nog geïnteresseerd in methaan – de oorspronkelijke opdracht – als onder deze kale bodem mogelijk een oplossing ligt voor energietekorten, CO₂-uitstoot en afhankelijkheid – problemen die de hele wereld bezighouden?

Waterstof is de schoonste brandstof die er bestaat want bij verbranding komt alleen water vrij. Zeker voor industrie waar hoge temperaturen nodig zijn, of voor transport over lange afstanden, is waterstof een uitkomst. En het kan bijvoorbeeld ook dienen als grondstof voor kunstmest. Schoon of niet – eigenlijk zocht nooit iemand ernaar. Oliebedrijven zoeken naar olie, aardgasbedrijven naar gas. Van waterstof werd gezegd dat het verdampt zodra het in de lucht komt. Het kón niet in de vrije natuur bestaan, dus had het geen zin er naar te zoeken.

Het zou handig zijn als er meer over bekend wordt

Nu alles op alles wordt gezet om duurzamere energievormen te ontwikkelen, speelt het gas wél een rol. De mens is het zelf gaan maken: met behulp van een fossiele brandstof zoals aardgas wordt waterstof (H₂) gehaald uit methaan (CH₄) of water (H₂O). Bij dat proces komt dus nog steeds CO₂ vrij. Voor de productie van zogeheten ‘groene waterstof’ wordt dan wel groene energie gebruikt, maar in dat proces gaat een kwart van de energie verloren voordat het eindproduct, waterstof, er is.

In de Lorraine weten ze nu: natuurlijke waterstof bestaat wél – en het zou handig zijn als er meer over bekend wordt. Er zijn namelijk nogal wat misverstanden. “Dat je bijvoorbeeld laag bij de grond kringetjes ziet op plekken waar er veel van het gas in de aarde zit”, zegt Méderic Piedevache, die namens Solexpert, het bedrijf dat de sonde ontwikkelde, ter plaatse de leiding heeft. “Maar in de bovenste laag van de aarde eten bacteriën en planten de waterstof. Dus als je daar géén waterstof ziet bovenkomen, wil het niet zeggen dat er veel dieper in de aarde wél een gasbel zit.”

Eén piepklein dorpje in Mali is de enige plek ter wereld waar een waterstofbron wordt geëxploiteerd. Het dorpje Bourakébougou gebruikt het al jaren om lampen te laten branden. Het verhaal gaat dat een arbeider bij een put een peuk opstak en een steekvlam veroorzaakte die maar niet uitging. De inwoners van het dorp zijn sindsdien erg gelukkig met de brandstof die van enkele tientallen meters diepte wordt gehaald, blijkt uit een reportage van Afrique TV.

Frankrijk kan een pionier worden

De exploitatie van de Malinese waterstofbel wordt internationaal echter vooral gezien als rariteit, niet als inspiratie. De vondst bij het Franse dorpje Folschviller brengt daar misschien verandering in. In december kondigde president Macron aan dat hij financiële middelen ging vrijmaken om te onderzoeken wat de potentie is van natuurlijke waterstof. “Frankrijk kan een pionier worden in de productie van deze brandstof van de toekomst”, zei hij. “Volgens studies is Frankrijk een van de landen met de grootste voorraad waterstof ter wereld. Die kunnen we niet zomaar laten liggen.”

De revolutionaire toevoeging aan de energiemix zou het land ook nog eens zelfstandiger maken, minder afhankelijk van buitenlandse energieleveranciers zoals Saoedi-Arabië of Rusland. En toch heeft in de Lorraine nog geen politicus zijn gezicht laten zien. Dat zit de wetenschappers dwars, zo laten ze merken tijdens de lunch.

Het bewijs dat er diep onder de grond een enorme waterstofvoorraad zit, is gebaseerd op extrapolatie: als je de grafiek van de vondsten doortrekt, dan zit er al 40 tot 50 procent waterstof op drieduizend meter diepte. “Dat is echt niet zo’n gekke berekening hoor”, zegt De Donato. Hij schuift wat met de zout- en pepervaatjes op tafel, en grist er nog een paar van de tafel naast hem. “Eind van het jaar kan ik op drieduizend meter zitten”, laat hij zien in een geïmproviseerde grafiek. “De put is er al, er zijn geen technische obstakels om het te proberen. Nou ja, ik kan tot vierduizend meter gaan. Daaronder wordt het te heet.”

Minder intensief dan grootschalige gaswinning

Pironon en De Donato kunnen veel vragen beantwoorden. Ook die van bezorgde omwonenden bijvoorbeeld. Want hoe zit het met mogelijke verzakkingen en aardbevingen? Daar heeft dit mijnbouwgebied ook de nodige ervaring mee, al was het nooit zo ernstig als in Groningen. “We splijten geen grond, zoals in de VS gebeurt bij de winning van schaliegas. En we halen ook geen water uit de grond. Het is veel minder intensief dan grootschalige gaswinning”, verklaart De Donato.

Later verklaart de burgemeester van Folschviller, Didier Zimny, aan de telefoon dat het dorp achter de operatie staat. “We moeten dit doen, het is voor de toekomst van de volgende generatie.” Zimny verwacht dat de mijnwet ervoor zal worden aangepast, zodat de omwonenden kunnen meeprofiteren van de rijkdom en ontwikkeling van de regio. “Dat lijkt me logisch.”

In Parijs laat Anne-Sophie Corbeau net haar studenten uit haar klaslokaal aan de technische faculteit van Sciences Po, weggestopt in een hoekje van het Place Thomas Acquino. Als gasspecialist geeft ze hier colleges over energiezekerheid. “Wat de Franse regering gaat doen, is een goed idee. Kijken wat er in de grond zit, een stap terug doen en naar de data kijken.” Samen met collega’s bracht ze in kaart wat landen over de hele wereld van plan zijn op het gebied van waterstof. Het viel haar op dat ieder land hetzelfde probleem heeft. “We weten niet wat er in de grond zit.”

Als een project miljarden kost heb je kopers nodig

Het is een logische economische afweging om natuurlijke waterstof in de energiemix te brengen. Op dit moment worden de kosten geschat op drie tot vier euro per kilo. “Dat zou extreem interessant zijn.” De kosten stijgen momenteel echter voor de productie van álle duurzame energie, onder andere omdat de financiering duurder wordt.

En die financiering is belangrijk om stappen te zetten naar exploitatie. “Als een project miljarden kost heb je kopers nodig. Een bank zal zeker willen weten dat er een contract ligt met een koper die heeft vastgelegd hoeveel hij gaat betalen.” Wat betreft de productiekosten, is natuurlijke waterstof geen panacee. “Het is niet goedkoop: een euro per kilo is het equivalent van vijftig euro per vat olie. Dat is nog steeds niet de Saoedi-Arabische prijs van vijf dollar productiekosten per vat. Je moet het dus gebruiken waar je het nodig hebt.”

Maar geld is niet alles. Natuurlijke waterstof kan een belangrijke bijdrage leveren aan de energiezekerheid én aan het verlagen van de schadelijke uitstoot. Corbeau doet niet aan kleurtjes, zegt ze. Grijze, groene of witte (natuurlijke) waterstof – uiteindelijk gaat het om de CO₂ die vrijkomt bij de exploitatie en gebruik ervan.

Grote bedrijven met de diepe zakken

De wetenschap kan nog zoveel onderzoeken, uiteindelijk zijn voor de exploitatie de grote energiebedrijven nodig, met meer capaciteit en dikke spaarpotten. Maar die hebben hun posities al ingenomen. In de jaren zeventig sloten de mijnen hier, en zette Frankrijk in op kernenergie. Na wat twijfel wordt nu weer volop ingezet op die energievorm – een schone energievorm, vindt Parijs.

In de energiewereld worden bovendien kapitalen geïnvesteerd in groene waterstof. Het politieke vertrouwen, geïllustreerd door de uitspraken van Macron, is één, de kunst is nu om de grote bedrijven met de diepe zakken te laten investeren in de exploitatie van waterstof. Alleen het kleine, lokale energiebedrijf Française de l’Energie heeft zich tot nu toe opgegeven om samen te willen werken. “Daarom praten we ook met de pers”, grinnikt Pironon tussen twee happen van zijn maaltijd. “Om interesse te wekken.”

Een beetje sceptisch vertelt hij dat hij het project vaak moet verdedigen tegen critici die menen dat waterstof een fossiele brandstof is. En niet geheel toevallig zijn dat vaak ook investeerders die veel geld hebben gezet op de productie van groene waterstof. “Maar waterstof is heel iets anders dan bijvoorbeeld schaliegas, wat wél een fossiele stof is.” Schaliegas is aardgas dat wordt gewonnen door gesteente te breken. Hoe enthousiast de wetenschappers ook zijn over hun project, Pironon vreest dat de energie-industrie er nog niet klaar voor is. “Het is een te grote breuk met waar ze meer bezig zijn. Ze durven nog niet.”

Watermoleculen vallen door straling uiteen

Er is echter ook een olifant in de kamer – een belangrijke vraag die beantwoord moet worden. De verbranding van waterstof kan nog zo schoon zijn, is het ook een duurzame energiebron? Oftewel: raakt de Noord-Franse bel leeg als waterstof boven de grond gehaald wordt, of wordt de voorraad aangevuld? De wetenschappers vermoeden dat de chemische reactie diep onder de grond gewoon doorgaat. Bijvoorbeeld door radiolyse, waarbij de watermoleculen door straling uiteenvallen. “Of een reactie tussen water en koolstof, als dat instabiel wordt op meer dan 200 graden”, suggereert Pironon. “In ons laboratorium proberen we of onze theorieën werken.”

In het weiland naast de put in het Noord-Franse niemandsland, staat een veel bescheidener laboratorium, geïmproviseerd in een container. Daar wordt deze middag onderzocht wat de inhoud is van het gas dat in de sonde omhoogkwam. Vooral methaan, wijzen de wetenschappers op het computerscherm. Dat was precies de verwachting op deze diepte, en op deze specifieke plek vlak naast een steenkoollaag.

Bij Pironon en De Donato geen spoor van koukleumerij aan de rand van de put. “Onze president heeft waterstof onlangs als prioriteit bevestigd. We zitten midden in een internationale race”, zegt Pironon. “Als er echt zoveel waterstof zit als wij denken, dan kan het zonder CO₂-uitstoot een belangrijke plek innemen in de energiemix. Deze ontdekking biedt veel hoop.”

Luister ook:

Is waterstof de toekomst?

https://omny.fm/shows/de-klimaatkwestie/is-waterstof-de-toekomst/embed

Lees ook:

Kan waterstof de groene belofte waarmaken?

Of de kansen van groene waterstof te verzilveren zijn, valt nog maar te bezien.

Is waterstof de toekomst?

Zonder waterstof zullen de klimaatdoelen niet gehaald worden, klinkt het in de politiek. Maar wat is het precies en wanneer gebruiken we het? Trouw gaat op zoek naar antwoorden in podcast de Klimaatkwestie.