Uitfasering brandstofmotoren: nog maar negentien jaar te gaan.
De omschakeling naar rijden op waterstof maakt nieuwe businessmodellen mogelijk en biedt de Nederlandse industrie veel kansen. Ondanks de wenkende perspectieven zijn er nog wel de nodige technologische (en politieke) hobbels te nemen, zo leert een rondje langs experts. Intussen geeft China flink gas. De Europese energiesector en automotive moeten dus wel doorpakken.
- ‘Dankzij waterstofcel zie ik auto’s een hele sprong maken.’
- ‘China voorop in elektrisch rijden – batterijen én brandstofcellen.’
- ‘Alleen kansrijk als het breed wordt opgepakt, liefst Europees.’
- ‘Bij rijden op waterstof blijven de pompstationhouders in beeld.’
- van de
Nederlandse Waterstof en Brandstofcel Associatie
- (NWBA) weet het zeker: rijden op waterstof heeft de toekomst. ‘Kijk naar de afspraken in het Energieakkoord en van de klimaattop. Vanaf 2035 moeten alle verkochte auto’s nul-emissie zijn of kunnen zijn, dus batterij- of brandstofcel-elektrisch. Dat is nodig om in 2050 de afgesproken zestig procent CO
2
- -reductie te realiseren. We hebben dus nog negentien jaar om alle brandstofmotoren uit te faseren. Alleen heeft de industrie, bij de huidige zeer betrouwbare technologie en lage olieprijs, geen enkele reden om te veranderen. Dus moet de overheid de regie op zich nemen.’
Ook Dick de Jongste, mede-eigenaar/ceo van Teesing Industrial Systems in China, stelt dat niemand wil betalen voor schone energie. ‘Er is alleen belangstelling als er subsidie op zit. We zitten nu in de fase tussen hemel en aarde. Mensen moeten nog veel geld neertellen voor een waterstofauto. Anderzijds zijn alle autofabrikanten ermee bezig en zijn er al enkele commerciële voertuigen beschikbaar. En er komt steeds meer aandacht voor de benodigde technologie en infrastructuur. Toch heeft rijden op waterstof alleen kans van slagen als dit breed wordt opgepakt, liefst Europees.’ Van der Meer beaamt dit. ‘In feite staat alles klaar, nu moeten de auto-industrie en de oliemaatschappijen gaan investeren.’
De doelstelling in het Actieplan van het Energieakkoord luidt: twintig tankstations en 2.000 auto’s in 2020. Inmiddels is er een gecertificeerde standaard en veilige technologie, waarbij is gekozen voor waterstof op 700 bar voor personenauto’s en 350 bar voor vrachtwagens en bussen. Teesing Group ontwikkelde samen met de Tongji Universiteit in Shanghai een technologie om efficiënt waterstofauto’s te vullen met 700 bar waterstof. De Jongste stelt dat China vooroploopt in elektrisch rijden – batterijen én brandstofcellen. ‘De komende vijf jaar staan 12.000 laadstations en 4,8 miljoen laadpunten gepland om de voorziene vijf miljoen batterij-elektrische auto’s te kunnen bedienen. De overheid subsidieert die ontwikkeling zwaar en zet in eerste instantie in op goedkope voertuigen met 350-barsystemen. Wij zoeken dan ook naar Chinese partners om onze technologie verder te brengen.’
Energiedragers
Nul emissie is niet het enige voordeel van rijden op waterstof. ‘Het is geluidloos, je trekt op als een lier en verbruikt nog maar de helft van de energie vergeleken met de energiezuinigste auto’s nu. En met elektronica kun je de auto zo comfortabel maken als je wilt. Wat dat betreft zie ik auto’s een hele sprong maken’, zegt Van der Meer van NWBA. ‘Daarbij moet Europa in mijn ogen op termijn streven naar energieonafhankelijkheid. Per dag importeren we nu voor één miljard euro aan olie en gas; een aardig budget om nieuwe waterstoftechnologie in te voeren.’
Carlo van de Weijer, director strategic area Smart Mobility aan de TU Eindhoven (TU/e), wijst
op deels terechte kritiek uit de VS op rijden op waterstof. ‘Het kost door dubbele omzetting drie keer zo veel energie als rijden op batterijen, het systeem van Tesla. Voor de langere termijn hoeft dat geen probleem te zijn, vanwege de verwachting dat elektrische energie bijna gratis zal worden. Verder worden batterijen momenteel snel goedkoper, maar dat kan op termijn ook gebeuren met brandstofcellen. Rijden op waterstof is alleen een alternatief voor de lange afstand en voor zwaardere voertuigen, zoals vrachtwagens, schepen en vliegtuigen die niet makkelijk op batterijen zullen gaan rijden. Daar heb je energiedragers voor nodig.’ Vandaar dat de TU/e inzet op het ‘knutselen’ aan alternatieve moleculen om groene energie op te slaan. ‘We kijken met name naar mierenzuur en methaan, die makkelijker zijn op te slaan dan waterstof.’ Afgelopen najaar ontvingen TU/e-studenten 50.000 euro van technologiestichting STW om een auto te bouwen die rijdt op mierenzuur, dat in de auto wordt omgevormd naar waterstof voor een brandstofcel.
Collega-studenten van de Universiteit Twente doen als Green Team Twente mee aan de Eco-marathon van Shell met een zelfgebouwde waterstofauto. Hiervoor heeft het team vorig jaar samen met het Duitse Zentrum für Brennstoffzellentechnik een waterstofcel ontwikkeld. De auto komt uit in de urban concept class, wat betekent dat ie zo realistisch mogelijk de stadsauto van de toekomst moet verbeelden. Kristel de Groot, hoofd externe betrekkingen Green Team Twente: ‘Er zitten dus spiegels op, ruitenwissers, een claxon. Om de zuinigheid te meten, rijd je acht rondjes en moet je na elke ronde volledig tot stilstand komen en weer optrekken. Verder moet je binnen de tijdslimiet binnenkomen. Vervolgens wordt gekeken welke auto het minste brandstof heeft verbruikt.’ De waterstofcel is speciaal voor het Green Team Twente ontwikkeld. ‘Het hoefde voor ons doel geen krachtige cel te zijn, het gaat vooral om zuinigheid en efficiëntie’, aldus De Groot, die de indruk heeft dat waterstof voor Shell interessanter is dan elektrisch. ‘Bij elektrisch rijden laden mensen toch vooral hun auto thuis op, terwijl bij rijden op waterstof de pompstationhouders in beeld blijven.’
Vraagbundeling
Volgens Ad van Wijk, bijzonder hoogleraar Future Energy Systems aan de faculteit Werktuigbouwkunde van de TU Delft, geven de voordelen van rijden op waterstof toch de doorslag. ‘Allereerst de actieradius. Met vijf kilo waterstof kan een auto vijfhonderd kilometer rijden; daar heb je 400-500 kilo aan batterij voor nodig. Daar komt bij dat je in twee tot drie minuten je tank volgooit, net als bij benzine of diesel. Opladen duurt zes tot acht uur en bij de snellader van Tesla ben je minimaal dertig minuten kwijt om weer driehonderd kilometer verder te kunnen. En tot slot kun je in geval van waterstof gebruikmaken van de bestaande infrastructuur, kwestie van een pomp bijplaatsen. Als je overal laadstations wilt neerzetten, zul je fors moeten investeren in zwaardere elektriciteitskabels.’ In ons land rijden momenteel zeven Hyundai waterstofauto’s, dit jaar worden dat er zestien. De bestuurders zijn afhankelijk van twee tankstations, in Rhoon en Helmond. ‘Dan zie je dat Nederland geen autoproducerend land is. In Duitsland, economisch voor een derde afhankelijk van de auto-industrie, trekken Mercedes en BMW samen op met Shell en Total om een tankinfrastructuur te bouwen’, vertelt Van der Meer van NWBA. ‘Ons voorstel is dan ook: doe aan vraagbundeling. Als een pomphouder zeker weet dat hij 100-150 klanten heeft, is de investering exploitabel te krijgen.’
Ook de waterstofproductie moet nog vergroend worden. Momenteel is Nederland de grootste producent van Europa, vooral vanwege Rotterdam, waar raffinaderijen waterstof gebruiken om fossiele brandstoffen te zuiveren. ‘Dat gebeurt met aardgasgestookte installaties, zowel energetisch als financieel een effectieve methode. In de toekomst moet overgeschakeld worden naar wind- en zonne-energie’, zegt Van der Meer. Dat is precies het werkterrein van Van Wijk. ‘Wind- en zonne-energie kun je door middel van elektrolyse omzetten in waterstof. Bijvoorbeeld de overschotten die je niet kwijt kunt aan het net. Maar je kunt ook denken aan grote drijvende windturbines ver op zee, vanwaar de geproduceerde waterstof per schip naar land wordt getransporteerd. Hierover hebben we contact met een aantal offshorebedrijven. Verder heeft IJsland veel waterkracht. De overtollige energie laten ze nu weglekken, maar die zou je ook kunnen gebruiken om voor nul cent waterstof te produceren.’
Groeipotentieel
De omschakeling naar rijden op waterstof biedt de Nederlandse industrie veel kansen, stelt Jan Piet van der Meer. ‘Alle bedrijvigheid rond auto’s, zoals bouwers van installaties, tankstations, vrachtwagens en generatoren, kan vol aan de bak. Via het Nationaal Waterstofplatform zijn we bezig alle ketens aan elkaar te krijgen voor een zo efficiënt mogelijke aanpak. Er zijn nog hobbels te nemen en dat moeten we samen doen.’ Borit, in het Belgische Geel, is een van de bedrijven die als componentenmaker profiteert van de opmars van de brandstofcel. ‘Voor de komende vijf jaar verwachten we meer dan honderd procent groei in deze markt en ook de markt voor elektrolyseapparaten kent een hoog groeipotentieel’, zegt industrial projectmanager Leo Oelbrandt, die wijst op de vele samenwerkingsverbanden tussen autofabrikanten, de aanstaande introducties van commerciële waterstofauto’s en andere toepassingen zoals de elektriciteitsvoorziening van huizen.
Ook Ad van Wijk noemt de brandstofcel als energieleverancier voor de eigen woning. ‘Als je auto’s uitrust met tien kilo waterstof, levert dat 250 kWh op; genoeg om een hele woonwijk één dag van stroom te voorzien. De huidige elektriciteitscentrales leveren in totaal 20.000 MW. Als je nagaat dat we jaarlijks 400.000 nieuwe auto’s aanschaffen die gezamenlijk goed zijn voor 40.000 MW, dan zijn die elektriciteitscentrales straks overbodig.’ Van Wijk’s verwachting is dat de transport- en energiesector steeds nauwer verweven raken. ‘Dat Eneco een autoleasebedrijf wordt, zeg maar. Dat leidt tot heel andere businessmodellen, helemaal als die auto’s ook nog eens zelfrijdend worden.’ Ook voor Dick de Jongste is de waterstofeconomie een lonkend vergezicht. ‘Nu is bij schone opwekking de opslag van overcapaciteit nog een probleem. Slagen we erin die langer te bewaren en waterstof in plaats van aardgas door de pijpen te laten stromen, dan is brede toepassing in industrie en huishoudens mogelijk.’
