De waterstofauto werd gepresenteerd als de auto van de toekomst. Daarmee is het een directe concurrent van de volledig elektrische auto. Revolutionair, duurzaam en een oplossing om reikwijdte te combineren met een milieuvriendelijke inslag. Maar eind 2018 reden er slechts 60 waterstofauto’s in Nederland. Daarentegen besloot de provincie Gelderland bijna 1 miljoen euro vrij te maken om het aantal waterstofauto’s te verdubbelen.
Wat is hier aan de hand? Staat de waterstofauto in de startblokken of is het een concept dat nooit echt voet aan de grond zal krijgen in Europa?
Wat is een waterstofauto?
Een waterstofauto is een elektrische auto die rijdt op waterstof in plaats van op een batterij. Een veelbesproken model bij de opkomst van de waterstofauto is de Toyota Mirai.
Hoe werkt een waterstofauto eigenlijk?
Door middel van een brandstofcel wordt de waterstof met zuurstof omgezet in water. Daarbij wordt elektriciteit geproduceerd, die gebruikt wordt om de motor aan te drijven.
Doordat de waterstofauto gebruik maakt van een brandstofcel wordt deze vaak een brandstofcelauto genoemd. In feite is de waterstofauto een auto die ook elektrisch rijdt. Het proces dat de werking van een waterstofauto beschrijft:
Waterstof en zuurstof worden beide naar de fuel stack (brandstofcel) gestuurd;
Hierdoor ontstaat een chemische reactie waarbij energie vrijkomt;
De energie wordt gebruikt om de motor aan te drijven en het water komt via de uitlaat uit de auto.
- Dat dit schoon water is, dat is meerdere malen bewezen. Er zijn tal van filmpjes waarin mensen een glas onder de uitlaat houden en het water drinken. De Mirai heeft een brede grill aan de voorzijde van de auto. Deze dient voor de toevoeging van lucht die nodig is voor de chemische reactie.
De grote voordelen van de waterstofauto
De waterstofauto wordt revolutionair genoemd met een goede reden. Het is namelijk dé manier om volledig CO2-neutraal te rijden. Waterstofgas en zuurstof komen in een chemische reactie samen waarna pure waterdamp uitgestoten wordt – vrij van CO2 dus. Ook is de reikwijdte van de auto’s veel beter wanneer gekeken wordt naar de ratio laadduur:bereik.
Een waterstofauto voltanken kost tussen de drie en vijf minuten. Hierna is het bereik gemiddeld 650 kilometer, al wordt er hard gewerkt om dit naar de 1000 kilometer of meer te krijgen. Ter vergelijking: het opladen van een elektrische auto kost minstens een uur met de sterkste laders en het bereik is gelijk aan of minder dan de 650 kilometer van de waterstofauto.
Een laatste voordeel dat niet gemist mag worden wanneer het gaat om de waterstofauto, dat is het feit dat de brandstof quasi-onuitputtelijk is. Concreet: waterstof kan altijd gewonnen worden uit water, waar aardolie of aardgas schaars is.
De nadelen van de waterstofauto
Uiteraard zijn er ook nadelen, maar deze zijn bijna uitsluitend gerelateerd aan de huidige stand van zaken. Zij kunnen (al dan niet eenvoudig) verholpen worden wanneer de techniek verder is.
Een veel genoemd nadeel is het feit dat het opwekken van waterstof veel energie kost. De efficiency van de waterstoftechnologie ligt volgens Wikipedia op dit moment op 30%, waar de meeste bronnen spreken van een efficiency tussen de 22 en 30 procent. Nu wordt nog vaak gebruik gemaakt van grijze energie om waterstof op te wekken, waardoor deze manier van rijden absoluut niet CO2-neutraal is. Maar dat is gemakkelijk op te lossen door energie te gebruiken uit hernieuwbare bronnen, zoals wind, water en zon.
Twee andere nadelen staan op dit moment wél bijzonder centraal en hier wordt hard aan gewerkt:
Het aantal laadpunten is veel te laag om een doorbraak te faciliteren voor de waterstofauto;
Waterstof heeft een lage energiedichtheid waardoor er grote tanken nodig zijn voor een grotere reikwijdte.
Het aantal laadpunten is in Nederland minst gezegd een drama. In Nederland waren er medio 2018 drie plekken om waterstof te tanken. En op dit moment staat de teller op … 4. In Duitsland zijn er nog steeds minder dan 50 waterstofstations. Shell is een van de bedrijven die hiermee aan het werk gegaan is. Door samen te werken met overheden en andere bedrijven wil ze eind 2023 ruim 400 waterstofstations hebben door heel Europa.
Op naar een groter bereik voor de waterstofauto
Er wordt gewerkt aan manieren om waterstof samen te persen. Hierdoor is er minder ruimte nodig voor de opslag in de auto en dat vergroot het bereik. Tegelijkertijd is het interessant om te kijken naar andere manieren om het bereik van de auto te vergroten – manieren die gelijk zijn aan de manieren waarop elektrische auto’s een groter bereik krijgen.
Hier heeft Nederland veel prijzen mee gewonnen onder de vlag van de Universiteit Twente. Ook op andere plekken wordt constant gewerkt om de weerstand te verlagen, maar niet zonder het autorijden onveilig te maken. Een auto die compleet geen frictie zou hebben met het wegdek zou de meest zuinige auto ooit zijn – en zou tevens een auto zijn die nooit gebruikt kan worden.
Daarom wordt er gezocht naar een balans. Minder wrijving bij de verschillende onderdelen en een verlaging van de rolweerstand op de banden zonder in te leveren op grip. Ook wordt er veel aandacht besteed aan de aerodynamica. Luchtweerstand vreet immers energie, ook bij de waterstofauto.
Wordt de waterstofauto de toekomst?
Elon Musk, de ‘visionair op het gebied van elektrisch rijden’, noemde de waterstofauto bullshit en stom. Tegelijkertijd heeft zijn Tesla maar liefst 8000 minder Model 3-types verkocht dan gepland. Het blijft een discussie: wordt de toekomst van onze mobiliteit elektrisch of toch waterstof? Een discussie waar we over een paar jaar antwoord op gaan krijgen.
Op dit moment zijn er veel hindernissen die overwonnen moeten worden door de waterstofauto en de achterliggende technologieën. Een rendement van ongeveer 30% bij waterstoftechnologie is laag in vergelijking bij de 70% van het elektrisch rijden. En ja, het is zaak dat de energie die gebruikt wordt ook daadwerkelijk op een groene manier gewonnen wordt.
Maar laten we eens denken aan het gemak, de haalbaar- en schaalbaarheid. Hoe waarschijnlijk is het dat we straks allemaal elektrisch rijden en massaal urenlang aan de laadpalen moeten terwijl we ook kunnen kiezen voor een waterstofauto die volgetankt is voordat je een broodje hamburger op kunt eten?