Veelbelovende waterstofauto komt eraan, maar blijft-ie?

Welles-Nietes

Iedereen heeft het nu over de waterstofauto. Maar kan hij het nog winnen van de gewone batterij-auto?

Een fabrieksarbeider installeert waterstoftanks in de Toyota Mirai. Aziatische fabrikanten investeren fors in de waterstofauto.
Een fabrieksarbeider installeert waterstoftanks in de Toyota Mirai. Aziatische fabrikanten investeren fors in de waterstofauto. Foto Tomohiro/Ohsumi/Bloomberg

Waarom is de Segway nooit echt doorgebroken, maar duikt de elektrische step ineens wel overal op? Wat als gloeilampuitvinder Thomas Edison het had gewonnen van Nikola Tesla en gelijkstroom de norm was geworden voor het elektriciteitsnet? Waarom tikken we op het QWERTY-toetsenbord en niet op dat van Dvorak? En wat is er eigenlijk gebeurd met de hovercraft?

Over twintig jaar kan er een nieuwe vraag in dit wat-als-rijtje: waarom heeft de waterstofauto het gewonnen van de batterij-auto? Of toch misschien andersom: waar is de waterstofauto, in 2019 nog zo veelbelovend, gebleven?

Was de waterstofauto voor fabrikanten lang een experimenteel zijpad, nu is het ineens een ding waar een ingrijpende investeringsbeslissing over genomen moet worden. Elk jaar vraagt KPMG aan zo’n duizend leidinggevenden in de auto-industrie naar de belangrijkste trends op hun terrein. Van de elf trends zoals ‘autonoom rijden’ en ‘big data’ zetten de ondervraagden in 2018 ineens de waterstofauto bovenaan. De elektrische auto met batterij zakte naar plaats drie. Iedereen heeft ’t erover.

Voor de goede orde: een waterstofauto ís een elektrische auto en op de weg tellen ze allebei als ‘nulemissie’. Maar waar de gewone elektrische auto de stroom uit een batterij haalt, komt die bij de waterstofauto uit de brandstofcel. Daarin wordt ter plekke stroom gemaakt uit de omzetting van getankt waterstofgas en zuurstof uit de lucht naar zuiver water.

De techniek werkt en wordt snel goedkoper. Consumenten kunnen bij de dealer gewoon een Hyundai Nexo aanschaffen voor 70.000 euro, of een Toyota Mirai voor 80.000 euro, met een bereik van ruim boven de vijfhonderd kilometer op een volle tank. Maar kan de waterstofauto het nog winnen van de gewone batterij-auto? Een welles-nietes-discussie.

Lees ook: Uitstootnormen dwingen autobouwers tot keuze

Welles. „De waterstofauto komt er echt aan.” Daar is energie-ondernemer en bijzonder hoogleraar energiesystemen aan de TU Delft Ad van Wijk volledig van overtuigd. Of hij het ook gaat winnen van de batterij-auto, dat weet hij niet, maar de waterstofauto zal het wel schoppen tot een volwaardig alternatief voor fossiel of batterij. „Veel Aziatische fabrikanten zoals Honda en Toyota, en ook Chinese fabrikanten, ontwikkelen nu parallel modellen met batterij én op waterstof.”

De omslag is een paar jaar terug geweest, zegt Van Wijk. Toen kwamen er vier dingen samen. „Eén is die brandstofcel. Die heeft pas de afgelopen vijf, tien jaar een echte ontwikkeling doorgemaakt. Het vermogen, het formaat en de efficiëntie moesten beter, en de hoeveelheid platinum is nu zover teruggebracht dat–ie betaalbaar wordt.” Twee is dat de tank waar onder hoge druk waterstofgas in moet, goed genoeg is geworden. Drie, zegt Van Wijk, is het vormen van de ‘Hydrogen Council’ in 2017, een snel groeiende coalitie van grote autofabrikanten als BMW, GM en Toyota en energiebedrijven als Shell die de waterstofeconomie willen promoten. Dat stimuleert enorm, denkt hij. En vier is het feit dat er steeds meer goedkope duurzame energie beschikbaar zal komen om klimaatneutrale ‘groene’ waterstof te maken.

Nietes. „Bullshit”, en „ongelooflijk stom”, zo noemde Tesla-baas Elon Musk de waterstofauto vijf jaar terug nog. Het was geen verrassend standpunt voor iemand die batterij-auto’s bouwt, batterij-fabrieken opent en zonnepanelen fabriceert die groene stroom voor die batterijen kunnen opwekken.

Een belangrijk argument tegen de waterstofauto is nog steeds dat hij niet groen is. Vooralsnog wordt waterstof uit aardgas gewonnen, wat het een fossiele brandstof maakt. Pas wanneer het met elektrolyse uit water wordt gemaakt, en dat op groene stroom gebeurt, is de waterstofauto echt CO2-vrij. Probleem: er bestaan nog geen grote elektrolysefabrieken voor dat doel, omdat die nog niet rendabel zijn.

Het helpt daarbij niet dat waterstofauto’s dan, bezien over de hele cyclus, veel méér stroom per kilometer zullen verbruiken dan batterij-auto’s. Bij het omzetten van water naar waterstofgas en terug, gaat veel energie verloren. Meerdere berekeningen laten zien dat van alle stroom die moet worden gemaakt, bij een batterij-auto circa driekwart echt overblijft voor het aandrijven van de elektromotor. Bij een waterstofauto is dat door alle omzettingen maar 22 tot 30 procent.

Welles. Ja hoor eens, zegt hoogleraar Ad van Wijk over dat groene argument. „Als we nu allemaal met elektrische auto’s gaan rijden, moet dat ook op stroom uit kolencentrales. Dan hebben we niet genoeg uit windmolens of zonnecellen.”

Het gaat niet alleen om de problemen hier en nu met duurzame energie en rendement, zegt Van Wijk. Je moet naar het hele systeem in de toekomst kijken. En dan heeft waterstof grote voordelen.

Een probleem waar energiebedrijven nu mee worstelen is de opslag en transport van groene stroom. Je kunt genoeg zonne-energie in de woestijn opwekken, maar wat doe je er dan mee? Met transport van stroom over grote afstand verlies je namelijk onderweg veel. Door de stroom in elektrolysefabrieken te gebruiken voor de productie van waterstof creëer je „verplaatsbare groene stroom”, zegt Van Wijk. „Dan kunnen we de Sahara volbouwen met zonnecellen, die daar drie keer zoveel stroom produceren als in het koude Nederland. En omgerekend ben je dan misschien wel efficiënter bezig dan met een batterij-auto.”

Waterstofgas is zonder rendementsverlies te vervoeren met tanks of door bestaande gasleidingen. Dit jaar begint in Groot-Brittannië een proef met het toevoegen van waterstofgas aan het aardgasnetwerk voor het verwarmen van huizen.

Nietes. Bij Transport & Environment, de groene organisatie die in Brussel lobbyt voor nulemissievervoer, zijn ze minder enthousiast. Julia Poliscanova van T&E: „We zijn niet tegen de waterstofauto, die heeft zeker een plaats. In zwaar vervoer, of op lange afstanden.” Maar de organisatie legt toch de nadruk op de batterij-auto. Poliscanova: „We zien de potentie van waterstof. Maar gebruik het dan eerst op plekken waar het rendementsverlies veel kleiner is dan in een brandstofcel. Voor het verwarmen van huizen of in de industrie bijvoorbeeld. Nu moet je voor een waterstofauto véél meer groene stroom produceren dan voor een batterij-auto, dat is gewoon niet optimaal.”

Critici van de waterstofauto wijzen er ook op dat de infrastructuur voor batterij-auto’s al bestaat – al verschilt die nogal per regio in kwaliteit. Bovendien kan iedereen thuis een lader installeren. Voor waterstof is die infrastructuur er nauwelijks. In Nederland kun je op dit moment nog maar op drie plaatsen waterstof tanken.

Welles. Maar die infrastructuur komt er, zeggen de voorstanders. De komende jaren moeten er zo’n tien tankstations bijkomen in Nederland. In Duitsland, waar er al tientallen zijn, moeten er in 2023 vierhonderd waterstoftankstations zijn.

Voordeel van waterstof is dat je niet een half uur stil hoeft te staan om te laden, maar binnen een paar minuten een volle tank hebt. De infrastructuur voor waterstof is daarom door veel meer automobilisten per uur te gebruiken.

Om die reden zullen de kosten uiteindelijk ook lager uitvallen, berekende het grote Duitse onderzoeksinstituut Jülich vorig jaar. Bij twintig miljoen elektrische auto’s met batterij kost de hele laadpaalinfrastructuur zo’n 51 miljard euro, calculeerden de onderzoekers. Bij twintig miljoen auto’s op waterstof kost het ‘maar’ zo’n 40 miljard.

Brandstofkosten zullen in de toekomst ook geen argument meer zijn, denken de onderzoekers van Jülich ook. Uiteindelijk zal de kilometerprijs voor beide types auto’s even hoog uitpakken, stelden zij vast: zo rond 4,5 cent per kilometer, ondanks het slechte rendement van waterstofauto’s. Van Wijk: „Er rijden in Nederland al bussen op waterstof, in Parijs rijden er taxi’s op waterstof. Het komt.”

    • Carola Houtekamer