Allemaal aan de waterstofauto?

De tijd dringt, we moeten iets verzinnen. Dat is het besef wat op dit moment bij veel wetenschappers en klimaatdeskundigen overheerst. In het nieuws word je doodgegooid met woorden en kreten als klimaatdoelstellingen, elektrisch rijden, de waterstofeconomie en het sluiten van de kolencentrales. Maar wat is er écht gaande op het gebied van de energietransitie? Als autoliefhebber ben ik vooral benieuwd naar hoe we onze mobiliteitsbehoefte in de toekomst gaan inrichten. In deze serie spreek ik daarom met vooraanstaande wetenschappers, autofabrikanten en deskundigen om te peilen waar we staan en vooral waar we naartoe gaan. In het eerste artikel praat ik met prof. dr. Ad van Wijk, hoogleraar Future Energy Systems aan de TU Delft, over iets wat volgens sommigen het ei van columbus is: de waterstofauto.

Bij elektrische auto’s of auto’s op nieuwe vormen van aandrijving stelt men vaak de vraag: “Kan ik ermee op vakantie?” Het antwoord van Ad van Wijk was een volmondig “ja”. Zijn er volgens hem onlangs dan nog spectaculaire ontwikkelingen geweest die maken dat de massa binnenkort de overstap kan gaan maken naar waterstof? “Die zijn er, maar dan moet je toch even over onze grenzen heen kijken”, aldus Van Wijk. “Duitsland is al anderhalf á twee jaar bezig om 400 tankstations voor waterstof neer te zetten. Die moeten er voor 2023 staan en worden neergezet door een consortium waar Shell en Total de partijen zijn die de tankstations bouwen, maar het is een samenwerking waar ook alle grote Duitse, Japanse en Zuid-Koreaanse autofabrikanten aan deelnemen, bijvoorbeeld BMW, Volkswagen, Mercedes, Toyota en Hyundai. De helft van de investeringen wordt betaald door de overheid, maar het is ook een gepland programma, zodat je dus in 2023 in staat bent om door Duitsland te rijden zonder dat je bang hoeft te zijn dat je niet kunt tanken binnen een zekere afstand.”  

Dit klinkt als een werkbaar plan, waarbij ook nog eens veel respectabele bedrijven betrokken zijn. Zien die het waterstof dan op middellange termijn als de toekomst van het autorijden? “Ja, en wat je dus zult zien, is dat de autofabrikanten in 2020-2021 echt op de markt komen met hun modellen op waterstof. Want het is natuurlijk wel zo dat je eerst moet kunnen tanken voordat je zo’n auto koopt. Het is dus geen kwestie van de 'kip of het ei'. Eerst moet de infrastructuur neergezet worden, daarna kan er pas begonnen worden met het leveren van auto’s. Dit zie je ook in Californië, uiteraard in Japan en in Zuid-Korea, maar inmiddels ook wel in Frankrijk, Denemarken en de UK. Nederland is wat dat betreft toch wel weer de achterloper.” Het valt op dat ons land niet voorkomt in het rijtje dat Van Wijk opsomt. “Nederland heeft vooral een pre-occupatie op batterij-elektrisch rijden die je eigenlijk amper ziet in de rest van de wereld. Dit komt omdat wij een klein en vlak land zijn. In Nederland denkt men dat elektrisch rijden overal in de wereld heel hard gaat. Dat gaat het ook, maar niet alleen op batterijen. Bij batterij-elektrisch rijden komt de elektriciteit uit de batterij en bij waterstof-elektrisch rijden komt de elektriciteit vrij door waterstof in de brandstofcel om te zetten in elektriciteit. Het is dus niet zo dat alle elektrische auto’s alleen maar batterij-elektrische auto’s zijn. Uit jaarlijks onderzoek van accountants- en consultancykantoor KPMG onder CEO’s uit de auto-industrie blijkt bovendien dat waterstof de laatste jaren bovenaan staat als het gaat om de belangrijkste ontwikkeling voor de komende periode.”

Maar waarom is de Nederlandse overheid dan tóch zo gebrand op het batterij-elektrisch rijden? De NOS kopte onlangs: “Iedereen aan de elektrische auto, 6.000 euro subsidie in 2021”. Deze subsidie zit dan met name op het batterij-elektrisch rijden. Moet de Nederlandse overheid volgens Van Wijk misschien verder kijken dan haar neus lang is? “Ja, dat zou ik een hele verstandige vinden. Je hoeft niet eens zo heel ver te kijken, naar Duitsland bijvoorbeeld. Ik ben er eigenlijk voor dat we bij het ministerie gewoon een vertaalbureau inhuren, dat het Duitse programma eens vertalen en hetzelfde gaan doen. Daar krijg je ook subsidie bij de aanschaf van een elektrische auto: 4.000 euro. Maar dat ‘elektrische’ slaat daar zowel op het waterstof- als batterij-elektrische rijden. Ik vind het prima om een aankoopsubsidie voor de elektrische auto te geven, maar alleen als je beide varianten ook elektrisch noemt en niet alleen het batterij-elektrisch rijden daaronder verstaat.”

Het is echter volgens Van Wijk wel te verklaren waarom de Nederlandse overheid zich met name richt op het batterij-elektrisch rijden. Ons kleine, vlakke land leent zich namelijk ook nu al prima voor deze technologie. Zelfs wanneer je van Delfzijl in Groningen naar Vaals in Limburg rijdt, leg je nog steeds minder dan 400 km af op een enkele reis. In landen als Duitsland ligt dat anders. Niet alleen de afstanden zijn groter, maar de gemiddelde snelheid ligt ook hoger. Dit heeft een weerslag op de actieradius van de batterij-elektrische auto. “In heel veel landen die groter zijn dan Nederland zul je zeker ook wel batterij-elektrische auto’s zien, maar minder dan in Nederland omdat de afstanden simpelweg groter zijn. Voor de lichtere, kleinere en vooral ook de tweede auto is batterij-elektrisch rijden wel een goede oplossing. Niet voor de eerste auto. Ik heb zelf in Duitsland een aantal bedrijven gehad. Mensen die in Keulen werkten, woonden bijvoorbeeld in Hamburg. Wat doen die mensen; die komen op zondagavond naar Keulen, daar hebben ze een pensionnetje en op donderdagavond gaan ze terug. Dan heb je het algauw over afstanden van meer dan 400 km enkele reis. Die mensen willen nooit onderweg een halfuur moeten gaan opladen aan de snellader. Dat is niet zo. Dat gaat niet gebeuren. Dat gaat dus niet in Duitsland gebeuren, in Frankrijk niet, in de UK niet, maar ook in Zweden niet.”

Het grote voordeel van de waterstofauto is dan ook dat je hem in hetzelfde tijdsbestek voltankt als een brandstofauto. Dat de auto zelf emissieloos is, staat eveneens buiten kijf. Maar hoe zit het met het productieproces? Er zijn twee soorten waterstof: ‘grijze’ en ‘groene’ waterstof. Grijze waterstof wordt met behulp van aardgas gemaakt en is daarmee dus niet geheel emissieloos. Als de waterstof echter geproduceerd wordt met behulp van duurzame energie, kan het gekwalificeerd worden als groene waterstof. “De bron bepaalt of het schoon of emissieloos is of niet. Dat geldt zowel voor elektriciteit als voor waterstof.”, aldus Van Wijk.

Er is dus meer duurzame energie nodig, willen we het elektrisch rijden op zowel batterijen als waterstof werkelijk emissieloos maken. Onder meer de windmolens op de Noordzee zijn hiervoor een noodzakelijk kwaad. Maar voor waterstof geldt dat het niet per definitie lokaal geproduceerd hoeft te worden. “Waterstof kan je bij wijze van spreken ook uit heel goedkope zonnestroom uit Australië maken. Dan heb je dus de zonneparken in Australië, je zet de elektriciteit om in waterstof, dat kan je in een schip stoppen om vervolgens naar Rotterdam te varen.” Waterstof kan dus geïmporteerd worden vanuit plekken waar duurzame energie voor het oprapen ligt. Breekt de CO2-uitstoot van zo’n schip dan het hele voordeel niet af? Van Wijk zegt dat dit wel meevalt: “Als je dan naar de kosten kijkt, dan zie je dat dat (de import) zeker ook gaat opwegen tegen het hier zelf maken”.

Dit is een duidelijke case voor waterstof. Soms gaan er echter verhalen de ronde dat waterstof zeer explosief is en dat het dus veiligheidsrisico’s met zich meebrengt. Hoe zit het met de veiligheid? Volgens Ad van Wijk is het een broodje-aapverhaal: “Waterstof is niet uit zichzelf explosief, zoals Semtex. Kijk, als jij met waterstof rondrijdt, dan zit dat in een tank waar het onder een druk van 700 bar in zit. Wat gebeurt er als je een ongeluk krijgt met zo’n auto? Er komt bijvoorbeeld een scheur in de tank, de waterstof spuit eruit en er komt een vlam bij. Ten eerste, die vlam kan niet in de tank tegen die druk in. Waterstof is het lichtste element, dus dat stijgt met een gigantische snelheid de lucht in. Die vlam wordt meegezogen met de waterstofstroom de lucht in. Net zoals je een kaars uitblaast, zo blaas je die vlam uit. Als een batterij in brand raakten er komt een vlam bij, dan fikt die batterij uit. Maar hier heb je dat niet. Dus eigenlijk is het heel veilig. Niet helemaal veilig, want stel, je rolt over de kop en er komt toch wat van die waterstof onder je kuipstoeltje, het gaat dan een mengsel vormen en er komt een vlam bij, dan vormt het alsnog een ontploffing. Je moet er nog steeds wel veilig mee omgaan. Ook fabrikanten kijken er naar, want ze willen niet meer ontwerpen met allerlei hoekjes en gaatjes waarin de waterstof opgesloten kan worden.”Waterstof is volgens de hoogleraar dus best wel veilig, zeker omdat fabrikanten er in het ontwerpproces rekening mee houden.

Het bovenstaande maakt wel dat de ontwikkelingskosten voor de waterstofauto in eerste instantie hoog zullen zijn. Dat is ook terug te zien in de prijs van de waterstofauto’s die nu op de markt zijn. De Hyundai Nexo kost bijvoorbeeld ruim 70.000 euro. Uiteindelijk zal deze prijs omlaag gaan, maar daarvoor moet de tank-infrastructuur er zijn en dienen de verkoopcijfers te stijgen, zodat de ontwikkelingskosten terugverdiend kunnen worden. De aandrijflijn van waterstofauto’s leent zich perfect voor een modulaire bouwwijze, zodat een fabrikant voor een ander model binnen het gamma de aandrijving niet compleet opnieuw hoeft te ontwikkelen. “Dat zie je als je bijvoorbeeld kijkt naar hoe Toyota zijn waterstofbussen maakt. In die bus zitten twee brandstofcellen en tien tankjes die in de Mirai zitten. De Mirai is de waterstofauto van Toyota. Dus je ziet dat het eigenlijk heel modulair opgebouwd kan worden. Dat maakt het ook mogelijk dat je het ook snel en goedkoop voor bussen en trucks kunt krijgen, want die profiteren van de massaproductie van de brandstofcellen die je voor de auto’s maakt.”

De techniek om en masse op waterstof te gaan rijden is er dus en heeft bovendien potentie om goedkoper te worden. Wel dient daarvoor de nodige infrastructuur aangelegd te worden. Van Wijk denkt dat dit uiteindelijk vanzelf gaat gebeuren: “Uiteindelijk overkomt dit Nederland toch ook wel hoor. Want als de Duitsers de infrastructuur eenmaal voor elkaar hebben - je hebt daar 400 tankstations staan en er worden tienduizenden of honderdduizenden auto’s verkocht per jaar - dan komen er hier vanzelf ook tankstations en zul je ook vanzelf die auto’s kunnen kopen.” Uiteindelijk is het dus vooral de markt die bepaalt hoe snel waterstof zijn intrede doet. Financiële prikkels van overheidswege kunnen dat proces eventueel versnellen. In Zwitserland is zijn de effecten van een dergelijk beleid volgens Van Wijk goed te zien: “Hyundai gaat daar nu duizend brandstofceltrucks leveren voor logistieke bedrijven. De drijfveer daarvoor is dat de Zwitserse overheid een heffing heeft ingevoerd voor dieseltrucks, afhankelijk van het gewicht en het aantal kilometers dat per jaar wordt gereden. Dan is de overgang naar waterstof opeens rendabel. Dit zie je nu in Zwitserland gebeuren, maar ook in Nederland zie je het wel. Er zijn een aantal partijen als Heineken en Ikea die tegen die vervoerders hebben gezegd: "Wij willen dat onze producten schoon vervoerd worden.”

De snelheid van de implementatie van de technologie zal dus afhangen van de vraag vanuit de markt, die eventueel gestuurd kan worden door financiële maatregelen vanuit de overheid. Waterstof zit nog maar in zijn opstartfase, terwijl de batterij-elektrische auto’s alweer een tijdje meedraaien in het straatbeeld en dus ook verder doorontwikkeld zijn. Het lijkt echter de goede kant op te gaan voor de waterstofauto. Ad van Wijk is in ieder geval optimistisch gestemd, hij heeft zelf een Hyundai Nexo besteld: “Het zal nog wel even wennen en uitzoeken zijn hoe ik dat nu allemaal moet doen met dat tanken, maar goed, ik kan toch niet achterblijven hè!”