Is waterstof het gas van de toekomst?

Gepubliceerd op 15 oktober 2021

Veel wetenschappers en bedrijven zien waterstof als dé oplossing voor ons energieprobleem en voor het terugbrengen van onze CO₂-uitstoot. Maar wat zijn de voordelen van een waterstofauto en hoe zit het met de ontwikkelingen op dit gebied?

 

Onder de motorkap van een waterstofauto ligt een brandstofcel.

Waterstof – een nieuwe generatie van elektrisch aangedreven auto’s – is een technologie met een enorme potentie. Toch rijden er relatief nog weinig auto’s op waterstof rond. Waarom is dat? De redactie van Green Light dook in het onderwerp en sprak met studenten van de Technische Universiteit Delft. Zij zijn op dit moment een prototype van een kleine, lichte, op waterstof aangedreven stadsauto aan het ontwikkelen. Onze belangrijkste vraag: hoe is de waterstofauto van de toekomst te recyclen?

Page image

De door waterstof aangedreven Toyota Mirai is 100% elektrisch rijden zonder op te hoeven laden en 0% emissie.

Je rijdt 100 procent elektrisch, maar dan zonder stekker. In drie tot vijf minuten is je auto weer volgetankt en kun je weer verder rijden
Page image

Volgens president-directeur van Shell Nederland, Marjan van Loon, kan waterstof een belangrijke rol spelen in de Nederlandse energietransitie.

Voordelen van rijden op waterstof

  • Je rijdt 100 procent elektrisch, maar dan zonder stekker. In drie tot vijf minuten is je auto weer volgetankt en kun je weer verder rijden.
  • De actieradius van een waterstof auto is groot. Vaak wel 500 kilometer. Met de Toyota Mirai haal je zelfs 650 kilometer volledig elektrisch.
  • Nul procent schadelijke emissies; er komt in tegenstelling tot auto’s die op fossiele brandstof rijden alleen water uit de uitlaat.
  • Er is groene, grijze en blauwe waterstof. Als je kiest voor groene waterstof, waarbij bij de winning gebruikgemaakt wordt van hernieuwbare energie, zoals wind- en zonne-energie, is zelfs het productieproces emissievrij.
  • Waterstof kan lokaal geproduceerd worden. Zo kan ons gasnetwerk omgebouwd worden voor het gebruik van waterstof.
  • De verbranding van waterstof is circulair: het element (H) wordt weer water (H2O). Er zal dus altijd voldoende waterstof zijn ook als we massaal overstappen op de waterstofauto.
  • Je betaalt geen motorrijtuigenbelasting.
  • Voor zakelijke rijders was de bijtelling voor waterstofauto’s in 2020 acht procent over de volledige aanschafwaarde.
Er zijn visionairs die denken dat een landelijke dekking van waterstoftankstations slechts een kwestie van tijd is

Kleinere milieu-impact bij recyclen

Een ander voordeel van een waterstofauto ten opzichte van een normale elektrische auto is dat het batterijpakket van een waterstofauto veel kleiner is dan van een elektrische auto en dat daardoor de recycling minder impact op het milieu heeft. Er is immers ook minder energie nodig om een kleine batterij te recyclen dan een groot batterijpakket. Uiteraard vindt recycling van een waterstofauto pas plaats als de batterij ook geen tweede leven meer kan hebben in bijvoorbeeld een stationaire toepassing.

Page image

De Hyundai NEXO is uitgerust met drie waterstoftanks van ieder 52,2 liter.

Nadelen van een waterstofauto

De nadelen van een waterstofauto hebben niet zozeer met actieradius, duurzaamheid of recycling te maken, maar met name met het beperkte aantal waterstoftankstations. Toch zijn er visionairs die denken dat een landelijke dekking slechts een kwestie van tijd is. Ook de prijs aan de pomp is nog niet iets wat de consument direct over de streep trekt; die ligt rond de € 10,- à € 12,- per kilo. Wel is de verwachting dat hoe groter de vraag naar waterstof wordt, de prijs van waterstof snel gaat dalen.

Page image

De huidige generatie Toyota Mirai heeft een tankinhoud van 5,6 kilo. Op een kilo waterstof kan gemiddeld 100 kilometer worden gereden.

Hoe werkt een waterstofauto?

Waterstof is een zeer vluchtig gas dat van nature niet op aarde voorkomt, maar door middel van elektrolyse geproduceerd wordt. Het komt erop neer dat er een elektrische stroom door water wordt geleid, waarna de waterstof vrijkomt. Onder de motorkap van een waterstofauto ligt een brandstofcel. In het aandrijfsysteem komt zuurstof uit de buitenlucht en waterstof samen in de brandstofcel. Hierdoor ontstaat de elektriciteit die nodig is om de elektromotor te laten draaien. Wat de uitlaat verlaat, is enkel water en warmte. Dit maakt een waterstofauto heel duurzaam. In Nederland zijn momenteel twee waterstofauto’s te koop: de Hyundai Nexo en de Toyota Mirai. Wel zijn andere automerken er mee bezig. Zo is in de Verenigde Staten de Honda Clarity Fuel Cell verkrijgbaar en in Duitsland kun je de Mercedes GLC op waterstof leasen.

Page image

Waterstof tanken duurt ongeveer net zo lang als diesel of benzine tanken. Je plaatst het vulpistool op de vulopening en binnen een paar minuten zit de waterstoftank weer vol.

‘Het is onze missie om mensen te inspireren en te activeren. Wij focussen ons op de mobiliteitssector, omdat die wereldwijd verantwoordelijk is voor 25 procent van de CO₂-uitstoot’

Ontwikkeling prototype van de waterstofauto ‘Ecorunner’

In Delft werkt een studententeam van de Technische Universiteit Delft hard aan de ontwikkeling van de – volgens hen zelf – meest geavanceerde op waterstof aangedreven stadsauto: de Ecorunner.

Teammanager Axel Stroeve: “We zitten in een klimaatcrisis. Het is onze missie om mensen te inspireren én te activeren. Wij focussen ons op de mobiliteitssector, omdat die wereldwijd verantwoordelijk is voor 25 procent van de CO₂-uitstoot.”

 

Page image

Het dreamteam van de Technische Universiteit Delft dat werkt aan de Ecorunner.

Waterstof is een essentieel onderdeel van de toekomst

Het ‘dreamteam’, zoals ze ook genoemd worden binnen de universiteit, heeft twee keymessages. De eerste is: waterstof is een essentieel onderdeel van de toekomst. Stroeve benadrukt dat hij en zijn medestudenten waterstof niet als dé oplossing voor alles zien, maar dat het net als elektrisch rijden met een batterijpakket een van de alternatieven is voor fossiele brandstoffen. “Wij geloven dat met name groene waterstof de toekomst heeft, maar het zal een samenspel moeten worden van verschillende alternatieve groene brandstoffen.” De tweede keymessage van de studenten is: efficiëntie is de toekomst van mobiliteit. “We moeten niet alleen overstappen op groene brandstof, maar ook minder brandstof gebruiken. Dit betekent dat we comfort zullen moeten inleveren; auto's moeten lichter worden. Als we onze twee keymessages materialistisch maken, komen wij uit bij onze auto: een kleine lichte waterstof aangedreven stadsauto.”

'We moeten niet alleen overstappen op groene brandstof, maar ook minder brandstof gebruiken. Dit betekent dat we comfort zullen moeten inleveren'

Recycling brandstofcel

Het studententeam ziet de grotere actieradius als een van de voordelen van de waterstofauto. Als nadeel noemen ze het gegeven dat er, als je de geplande laadstations meeneemt, er eind dit jaar nog maar zestien stations zijn in Nederland. “Maar dit kunnen er in de toekomst natuurlijk makkelijk meer worden, als er ook meer waterstofauto’s in Nederland rondrijden. Wij denken dat we op het randje zitten en dat het niet lang meer zal duren voordat het zal ‘exploderen’ en het net zo normaal wordt om op waterstof te rijden als elektrisch of hybride.” Een ander voordeel is volgens de studenten de recycling van een brandstofcel ten opzichte van een batterijpakket. “Ons is verteld dat een brandstofcel beter is voor het milieu dan een grote lithiumbatterij. Hij bevat relatief weinig moeilijk recycleerbare stoffen en de metalen kunnen teruggewonnen worden.” Hoe lang een brandstofcel meegaat, vinden ze moeilijk te zeggen. “Tussen de 5.000 en 40.000 uur, maar dat is ook afhankelijk van de toepassing en hoe hard je bijvoorbeeld met een waterstofauto rijdt.”

 

Page image

De studenten willen met hun prototype waterstofauto laten zien hoe efficiënt, veilig en groen je kunt rijden op waterstof.

Uitbreiding aantal waterstoftankstations

Ons land krijgt er de komende tijd minimaal vijf openbare waterstoftankstations bij. Drie tankstations zitten inmiddels in de bouwfase, de overige twee in de ontwikkelfase. De tankstations komen door het hele land en leveren een flinke bijdrage aan de landelijke dekking. Het eerste nieuwe tankstation dat wordt geopend is in Groningen. Holthausen bouwt hier samen met de Century Autogroep een waterstofvulpunt. Het nieuwe tankstation gaat in november open. TotalEnergies bouwt in Breda het tweede nieuwe waterstoftankstation. Als partners zijn Berkman en Tigchelaar van MobilityHUB Breda bij het project betrokken. Ook dit tankstation gaat in november open. Half december opent Kuster Energy een groot waterstoftankstation in Doetinchem en vanaf april 2022 kan er waterstof worden getankt in Alkmaar. Het vijfde openbare waterstoftankstation tot slot komt in Emmen; Shell is daarvoor bezig met de voorbereidingen.