Wachten op de waterstofauto

Waterstof is wellicht een oplossing voor de opslag van overtollige duurzame energie. Die hoeft dan niet meer gratis te worden weggeven, maar kan efficiënt worden opgeslagen als waterstof. Zo nodig kan waterstof weer worden omgezet in elektriciteit.

Diverse autofabrikanten experimenteerden in de jaren negentig van de vorige eeuw met waterstof. Onder andere BMW presenteerde zo’n tien jaar geleden een dikke 7-serielimousine met een twaalfcilinder benzinemotor die waterstof als brandstof gebruikte. De waterstofgasinstallatie daarvoor was vergelijkbaar met een lpg-ombouw.

In die richting zoeken de autofabrikanten het momenteel niet. Ze zijn bezig met de ontwikkeling van de brandstofcel. Een brandstofcel zet waterstof en zuurstof om in elektriciteit voor de elektromotor en het ‘afvalproduct’ water. Precies dat proces speelt zich af onder de motorkappen van de Toyota Mirai en de Hyundai Nexo. Het zijn de enige twee waterstofauto’s die op dit moment in Nederland verkrijgbaar zijn.

Waterstof is een vluchtig gas. Het transport ervan brengt veiligheidsrisico’s met zich mee. Op dit moment bestaan er drie waterstoftankstations in Nederland (in Rhoon, Maarn en Helmond). Het waterstof wordt er ter plekke gemaakt.

In totaal rijden er in ons land zo’n 300 voertuigen op deze brandstof, naast personenauto’s vooral vuilniswagens en bussen. Daarvoor voldoen de bestaande waterstoftankstations nog. Maar als de belangstelling voor deze brandstof toeneemt, zullen er aanzienlijk grotere installaties moeten worden gebouwd.

Groene elektriciteit

Op de Automotive Campus in Helmond staan containers met daarin de installatie die waterstof maakt. „Uit groene elektriciteit”, laat Stefan Neis van exploitant Waterstofnet weten. „Hier zitten geen grote tanks in de grond, anders dan bij een normaal tankstation voor benzine of diesel. Gemiddeld kunnen vanuit een volle voorraadtank zo’n drie auto’s worden gevuld. Daarna duurt het zo’n vijftien tot twintig minuten voordat de volgende klant kan tanken.”

Op uitnodiging van Hyundai maakte een aantal autojournalisten in Helmond kennis met de nieuwe Hyundai Nexo, een fors bemeten SUV op waterstof. Aan de buitenkant is aan niets te zien dat deze auto op een alternatieve brandstof rijdt. Linksachter zit gewoon een tankklepje. Daarachter gaat de vulnippel schuil die op het eerste gezicht nauwelijks afwijkt van exemplaar voor een lpg-installatie.

Er zijn verschillende vulpistolen voorhanden. De Hyundai Nexo beschikt over drie hogedruktanks die onder een druk van 700 bar gevuld moeten worden. Bussen en vrachtwagens hebben veelal tanks met een capaciteit van 350 bar. Neis: „Deze Hyundai kan wel met 350 bar worden getankt, maar dan kan de tank van de auto maar tot 50 procent worden gevuld.”

Het vullen gebeurt automatisch door het drukverschil. In de voorraad heerst een druk van 700 bar en in een lege tank 0 bar. Na een paar minuten is de tank vol. Er zit dan in theorie 6 kilogram waterstof in de Hyundaitanks. Die is onder een temperatuur van -40 graden Celsius in de tank gebracht. Het is daarom verstandig om de vulnippel bij het verwijderen van de slang niet aan te raken. Die is ijzig koud.

De verschillende tankstation geven nu nog eigen pasjes uit. Van standaardisering is geen sprake. En de prijs van waterstof? Door de geringe afname en de hoge investeringen voor de installatie is er nu nog geen sprake van een realistische kostprijs. Op dit moment rekenen klanten 5 euro per kilogram af, maar die prijs zal gaan zakken. Op een volledige vulling van 6 kilogram kan de Hyundai 550 tot 600 kilometer rijden. Dat betekent bijna 100 kilometer per kilogram. De brandstofkosten bedragen daarmee minder dan de helft van die van een benzineauto.

Netwerk

Particulieren kopen vooralsnog geen waterstofauto. Daarvoor zal er eerst een aanzienlijk groter netwerk aan tankstations moeten komen. De groei daarvan gaat uiterst langzaam. In Rhoon, Maarn en Helmond kan waterstof onder een druk van 700 bar worden getankt. In Arnhem is het mogelijk te tanken met 350 bar. Verder zijn er zo’n vijftien nieuwe locaties in voorbereiding die allemaal uiterlijk in 2020 open moeten gaan.

Is het al mogelijk om met een waterstofauto naar het buitenland te gaan? Dat hangt ervan af. Duitsland is hard op weg om het honderdste waterstoftankstation te openen. Maar wie naar België of Frankrijk wil, kan in de problemen komen. Parijs is bereikbaar omdat er zowel in Brussel als in de Franse hoofdstad kan worden getankt. De overige stations zijn schaars en leveren niet meer dan 350 bar, met als resultaat dus maar een halve actieradius.

Tweede generatie

Hyundai levert met de Nexo zijn tweede generatie waterstofauto’s. Eind 2012 werd de iX35 Fuel Cell aan de wereld voorgesteld. Daarvan rijdt er ook een aantal in Nederland, met name bij universiteiten en bedrijven uit de energiesector. Met de nieuwe Nexo zet het merk de volgende stap.

De Nexo is niet afgeleid van een bestaande auto, maar speciaal gebouwd als waterstofauto. De drie tanks liggen voor en achter de achteras onder de wagenvloer. Onder de motorkap bevindt zich de elektromotor met een vermogen van 163 pk en een koppel van 395 newtonmeter (Nm). Tussen dashboard en elektromotor hebben de ontwerpers de brandstofcel geplaatst. Ten opzichte van elektrische auto’s op batterijen heeft de brandstofcel het voordeel dat de actieradius nauwelijks terugloopt als het buiten koud is.

De Hyundai Nexo rijdt verder als iedere willekeurige elektrische auto. Een voordeel is dat waterstoftanks veel minder wegen dan een batterijpakket en daarmee weet het merk het totaalgewicht van de forse wagen te beperken tot zo’n 1900 kilogram.

Met een druk op de knop start de Nexo. Ook de automaat wordt met knoppen bediend. Iedereen rijdt er zo mee weg. De auto is mooi stil en presteert vlot. Op het gebied van rijcomfort biedt de Hyundai alles wat je van een grote SUV mag verwachten. Dat betekent dat technisch alles in combinatie met een brandstofcel mogelijk is. De auto wekt de verwachting dat autorijden ook in de toekomst een prettige bezigheid zal blijven.

Hyundai verkoopt de Nexo op dit moment voor 74.995 euro. De klant krijgt daarvoor een 4,67 meter lange SUV met ruimte voor 461 tot 1466 liter bagage en vijf volwassenen. De auto zit vol met futuristische details, zoals portiergrepen die automatisch naar buiten komen en de over de volle wagenbreedte doorgetrokken ledverlichting.

Voorlopig blijft de waterstofauto buiten het bereik van de particulier. Vanwege de aanschafprijs, maar ook vanwege de beschikbaarheid van waterstoftankstations. Ten slotte hangt de doorbraak van waterstof als brandstof voor auto’s vooral af van de uitbreiding van het netwerk aan tankstations.

----

China loopt voorop

In China neemt waterstof een hoge vlucht. Zo wil de Chinese Grove Hydrogen Automotive Company in Wuhan in 2025 marktleider zijn op het gebied van waterstofauto’s. De fabrikant wil nog dit jaar de eerste waterstofauto’s in China gaan verkopen. De rest van de wereld komt volgend jaar aan de beurt.

De vlotte coupéachtige Granite die de fabrikant aanbiedt, heeft een actieradius van 1000 kilometer. Dat dankt de Chinese wagen aan onder andere een superlichte carrosserie van aluminium en koolstofvezel, en computergestuurde regeneratie van remenergie.

Ellart de Wit, technisch directeur van de Arnhemse producent van waterstofinstallaties HyGear, stelde recent in Technisch Weekblad dat de westerse landen de Chinese techniek beter maar serieus kunnen nemen. „China wil echt iets doen aan de luchtkwaliteit in de steden. De snelheid waarmee het land waterstoftechnologie introduceert, is verbluffend.”

Uit een onderzoek van KPMG bleek in 2017 dat 78 procent van de ondervraagden uit de auto-industrie verwacht dat de waterstofauto het zal gaan winnen van de elektrische auto op accu’s. Toch ontwikkelen de Europeanen vooral elektrische stekkerauto’s. Maar hun Aziatische concurrenten wedden op beide paarden. Behalve hybride auto’s en elektrische auto’s met een stekker, bieden onder meer Hyundai, Toyota en Honda auto’s op waterstof aan. En er komen steeds meer Aziatische modellen voorzien van brandstofceltechniek bij.

Europese autofabrikanten voelen de hete adem van hun Aziatische concurrenten in de nek. Ze moeten ook iets met waterstof. Zo verwacht Audi volgend jaar de h-tron Quattro op de markt te brengen, een SUV die 600 kilometer ver komt op een tank waterstof. Audi werkt daarvoor samen met het Zuid-Koreaanse Hyundaiconcern. Mercedes-Benz laat klanten dit voorjaar kennismaken met de GLC F-CELL, een SUV die 450 kilometer ver komt op een tank. Ook BMW is bezig met een zogeheten FCEV, een elektrische auto op waterstof. Concrete modellen heeft de fabrikant nog niet gepresenteerd. Het Franse PSA-concern heeft plannen om in 2021 met een auto op waterstof te komen.

Of de inspanningen voldoende zijn om de verwachte vloedgolf aan elektrische auto’s uit China het hoofd te bieden, is de vraag. Zijn de Duitse autofabrikanten niet veel te laat met hun elektrische en waterstofauto’s? Onderzoeker Martin Gornig van het Deutsches Institut für Wirschaft in Berlijn vindt dat te voorbarig, liet hij eerder deze maand optekenen in Trouw. „De markt is nog jong, er is veel beweging.”

Intussen ontwikkelt China zich steeds meer tot leider op technologisch gebied, stelde de Duitse marktanalist Ferdinand Dudenhöffer onlangs in het AD. „Dankzij subsidies van de overheid zouden er dit jaar meer dan 2 miljoen e-auto’s in China verkocht kunnen worden. In 2020 zullen het er 3 miljoen zijn.” Chinese autoconcerns zoals Geely, BAIC en BYD produceren al jaren elektrische auto’s. Bovendien is zo’n 35 procent van het wereldwijde aanbod van accu’s voor elektrische auto’s Chinees.

Daarnaast is China wereldwijd de grootste producent van waterstof. Het land investeert volop in waterstoftechniek, en de ene na de andere autofabrikant komt met een auto op waterstof. De plannen liggen klaar om in 2030 5000 waterstoftankstations te hebben en 1 miljoen auto’s op waterstof te laten rijden.

Wachten op de waterstofauto

Wetenschap & techniek

RD.nl in uw mailbox?