Luister hieronder naar de audioversie van dit artikel


0:00
7:58

ANALYSE – Ooit zag de toekomst van de waterstofauto er veelbelovend uit, maar om de een of andere reden moest dit type elektrische auto het veld ruimen voor een ander type: de BEV (Batterij Elektrisch Voertuig).

Op papier lijkt de waterstofauto in vrijwel alle opzichten de perfecte opvolger van de brandstofauto’s die nu nog in het straatbeeld overheersen. Toch lijkt de stekkerauto met accu’s de strijd tussen de twee aandrijflijnen te hebben gewonnen.

Maar dat betekent niet dat waterstof helemaal is weggevaagd. De inzet van waterstof als energiedrager lijkt juist weer aan de rand van een opleving te staan. De vraag is dan ook wat de stand van zaken is van waterstof als energiebron voor elektrische auto’s. Kunnen we in de nabije toekomst nog een waterstofauto kopen?

Die vraag is niet makkelijk te beantwoorden. Waarom? Omdat het niet alleen om de aandrijflijn in de auto gaat. Als we ons tot dat onderdeel zouden beperken, dan kun je al snel concluderen dat we allemaal op waterstof gaan rijden.

De voordelen zijn groot, want je kunt tanken zoals je gewend bent met je benzineauto, je hebt geen problemen met een zwaar accupakket en loopt ook geen gevaar dat deze na beschadiging in de fik vliegt. Ook heb je geen problemen met temperatuurverschillen die impact hebben op je de actieradius; en die reikwijdte is vrijwel altijd groter dan die van een vergelijkbare BEV.

Toch kantelt dat beeld vrijwel volledig als we naar de infrastructuur rondom de auto's gaan kijken. Dan komen de gebreken van waterstof snel aan het licht. Neem bijvoorbeeld het tanken: dat kan in Nederland nog maar bij een handvol stations. Niet erg praktisch.

Met een stekkerauto kan je in Nederland vrijwel overal laden. Een bezoekje aan de IKEA? Daar kan je de accu optoppen. Een boodschap doen of shoppen? Bij het winkelcentrum is vast een parkeerplek waar je de auto aan de lader kunt hangen.

Waterstof moet nog getankt worden bij tankstations. Foto: Toyota
Waterstof moet nog getankt worden bij tankstations. Foto: Toyota

Het winnen van waterstof

En als we dan nog een stapje verder gaan naar het winnen en transport van de energie die nodig is voor een waterstofauto en een BEV, dan worden de verschillen nog groter.

Waterstof mag dan het meest voorkomende element op aarde zijn, maar het moet wel bruikbaar gemaakt worden. Dat betekent dat het gewonnen moet worden. Dat kan op meerdere manieren, maar voor nu beperken we ons tot slechts één variant: elektrolyse. Dat is op dit moment de enige milieuvriendelijke manier van waterstofwinning (mits de energie voor dit proces uit groene bron komt).

Helaas is elektrolyse niet perfect, want tijdens dat proces verlies je 20 procent van de stroom die je erin steekt. Vervolgens verlies je ook nog eens wat om de waterstof onder druk te zetten en te vervoeren (van en naar tanks). Vervolgens gaat er ook nog wat energie verloren bij het terug omzetten naar stroom, waardoor je effectief maar 25 tot 35 procent van de initieel ingezette stroom kunt gebruiken in de aandrijving van de auto. Niet bepaald efficiënt.

Bij een accu-auto is die verhouding heel anders. Daar gaat het vanaf de energiecentrale via het netwerk naar de auto die het gebruikt. Verlies? Ja, in het slechtste geval blijft er 70 procent over. Aanzienlijk beter dan waterstof.

Dan komt er nog een minpunt bij voor waterstof, want de energie die nodig is om het te winnen kunnen we eigenlijk niet missen. Dat betekent dat waterstof eigenlijk alleen milieuvriendelijk gewonnen kan worden op de momenten dat er weinig stroomverbruik nodig is om de wereld draaiende te houden. Dat is nogal een beperking.

Niet genoeg stekkerauto's

Daarmee lijkt het graf voor waterstof gegraven, toch? Niet helemaal. Het lijkt namelijk onmogelijk om iedereen in een stekkerauto te krijgen. Simpelweg omdat het er steeds meer op begint te lijken dat er niet genoeg grondstoffen voor gewonnen kunnen worden. Althans, als we uitgaan van de samenstelling van batterijen op dit moment. Daarnaast worden schaarse grondstoffen als kobalt en nikkel niet alleen steeds lastiger verkrijgbaar en duurder, ook worden ze niet bepaald milieuvriendelijk gewonnen.

Een auto op waterstof heeft hier minder last van. Ja, er zit naast een waterstoftank ook een accu in dit soort voertuigen, maar die is niet groter dan je tegenkomt in een huidige gemiddelde hybride auto. Die in de Toyota Mirai heeft een capaciteit van 1,2 kWh. Er zijn dus minder schaarse en milieuvervuilende grondstoffen nodig om dit soort auto's bij de massa te krijgen.

Waterstofaandrijflijn Toyota Mirai. Foto: Toyota
Waterstofaandrijflijn Toyota Mirai. Foto: Toyota

Maar dan komen we weer terug op dagelijks gebruik, want een stekkerauto mag dan op papier onhandiger zijn dan een waterstofauto, in de praktijk is hij voor de gemiddelde automobilist juist wel handig.

Als je overal kunt laden terwijl je bezig bent met de dingen die je moet doen, hoef je theoretisch nooit meer naar een tank/laadstation. Uitgezonderd die lange reizen van 400 kilometer of meer. Maar zelfs dan valt er te beweren dat je na 400 kilometer sturen best even een uurtje pauze kunt nemen en je dus ook hier geen last hebt van de langere laadtijden.

De nadelen van de BEV wegen in dit geval dus niet op tegen de voordelen van het dagelijks gebruik en de efficiëntie ervan. Zeker als straks de solid state-batterij op grote schaal geproduceerd gaat worden en alle bijkomende voordelen daarvan beschikbaar komen (in dit artikel kan je meer lezen over de solid state-batterij). Zo bezien wordt de meerwaarde van een waterstofauto wel zeer gering.

Waterstof voor langeafstandsvervoer

Bij het grotere langeafstandsvervoer is het aantal zware accu's dat nodig is voor een BEV compleet onhandig. Denk hierbij aan vrachtwagens, bussen en schepen. Het toegevoegde gewicht van de accu's, de benodigde ruimte hiervoor en de lange oplaadtijden zorgen ervoor dat deze technologie simpelweg geen optie is voor deze tak. Ook is de afnemende capaciteit van accu's door de vele laadcycli uiterst onhandig, evenals het wisselende vermogen door verschillen in temperatuur.

Tanks met waterstof zijn vele malen lichter en zijn binnen enkele minuten bij te vullen. Ook is de energiedichtheid van waterstof groter waardoor er minder ruimte nodig is. Dat vertaalt zich naar langere afstanden zonder tanken/laden en minder inlevering van vrachtruimte.

Waterstof lijkt dus de perfecte oplossing voor vliegtuigen en schepen die grote afstanden moeten afleggen zonder te kunnen tanken of laden. Maar dat is het mogelijk ook voor voertuigen die continu in bedrijf zijn zoals de stadsbus die dag en nacht moet rijden, of de ambulance die op elk moment van de dag klaar moet staan. Die kunnen het niet af laten weten omdat ze nog aan de oplader staan.

Toyota's Fuelcell in de Mirai. Foto: Toyota
Toyota's Fuelcell in de Mirai. Foto: Toyota
Toyota

En daarmee komen we aan bij het kip-ei-verhaal

Een personenauto op waterstof is prima mogelijk en haalbaar. Dat bewijst Toyota al met bijvoorbeeld de Mirai. Maar de adoptie hiervan loopt vast op het gebrek aan infrastructuur. Iets wat er in grote lijnen al is voor stekkerauto's.

Door de lage adoptie is de waterstoftechnologie ook nog erg duur. Het lukt niet om de prijs omlaag te krijgen doordat er niet op grote schaal geproduceerd kan worden.

Daarnaast zou je kunnen beargumenteren dat een auto op waterstof voor korte afstanden door de inefficiëntie van waterstof simpelweg niet te verantwoorden is.

Dat zijn geen problemen voor groot langeafstandsvervoer. Dat tankt toch vaak op vaste plekken waardoor infrastructuur relatief makkelijk uit te breiden is. Ook zijn de hoge kosten van de technologie niet per se een probleem omdat dit soort voertuigen minder vaak worden aangeschaft en in z'n geheel meer kosten.

Belangrijker nog: ze maken de inefficiëntie van waterstof goed doordat er voor hen nog geen andere goede manier is om zich uitstootloos voort te bewegen.

En als de adoptie van waterstof in het langeafstandsvervoer toeneemt, groeit de waterstofinfrastructuur automatisch mee. Ook wordt dan de technologie langzaam maar zeker goedkoper. Daarmee wordt het gebruik van een personenauto op waterstof ook steeds logischer, zeker voor mensen die vaak grote afstanden moeten rijden.

Het is dan ook zeker geen kwestie van welke technologie beter is, of welke er gaat winnen. Het is eerder een kwestie van welke technologie we waar, wanneer en waarvoor gaan inzetten. En naargelang beide aandrijflijnen verder ontwikkeld worden, zullen we beide op steeds meer plekken tegen gaan komen. Ook in personenauto's.

Lees meer over waterstof: