Waterstof gaat de 'traditionele' elektrische auto niet vervangen
Nu het ‘vullen’ van een elektrische auto duurder is geworden dan een auto op benzine en diesel al langer in het beklaagdenbankje zit, wordt het steeds lastiger om te beoordelen welke kant het op gaat met de duurzame auto. Wordt het dan toch de auto op waterstof, wat in feite ook een elektrische auto is? Een aantal vragen beantwoord.
Hoe werkt een waterstofauto?
Geen CO2-uitstoten, maar alleen water. Hoe werkt dat? Waterstof is een zeer vluchtig gas dat van nature niet op aarde voorkomt. Dit wordt geproduceerd door middel van bijvoorbeeld het proces van elektrolyse. Daarbij wordt er een elektrische stroom door water geleid, waarna de waterstof vrijkomt. Onder de motorkap van een auto op waterstof ligt daarvoor een brandstofcel. In het aandrijfsysteem komen zuurstof uit de buitenlucht en waterstof samen in de brandstofcel. Hierdoor ontstaat de elektriciteit die nodig is om de elektromotor te laten draaien. Uit de uitlaat komt vervolgens enkel water.
Een waterstofauto lijkt hiermee in de praktijk erg veel op een elektrische auto. De stroom komt bij een waterstofauto echter niet uit een batterij, maar uit een brandstofcel. Daar tank je de waterstof als een gas in. In de brandstofcel wordt de waterstof vervolgens omgezet in elektriciteit.
Wat zijn de voordelen van waterstof?
Als waterstof gewonnen wordt door elektriciteit door water te voeren, waarom diezelfde elektriciteit niet gewoon direct gebruiken om een auto van stroom te voorzien? De voornaamste reden is de accu die in een elektrische auto zit. Het accupakket is het duurste onderdeel van de elektrische auto en wordt over het algemeen niet op een milieuvriendelijke manier geproduceerd. Een brandstofauto is over het algemeen milieuvriendelijker te produceren dan een elektrische auto. Uit onderzoek blijkt dat elektrische auto’s pas na 85.319 kilometer gereden te hebben minder CO2-uitstoot genereren dan benzineauto’s. Doordat een waterstofauto geen accupakket bevat, is dit op papier een stuk minder belastend voor het milieu.
Een ander voordeel van waterstof is de actieradius, oftewel hoe ver je kunt rijden na een tankbeurt waterstof. Op een volle batterij kun je met de gemiddelde elektrische auto zo’n 150 kilometer rijden. Daarna moet de auto weer een tijdje aan de lader. Met een waterstofauto rijd je minimaal 500 kilometer en na een tankbeurt kun je meteen weer door.
Maar de batterijen in een elektrische auto ontwikkelen zich toch?
De ontwikkeling van elektrische auto’s staat inderdaad niet stil. De nieuwste modellen hebben vaak al een actieradius van meer dan 300 km. Dit is ruim voldoende voor de gemiddelde reisafstand die een Nederlander op een dag aflegt, die is normaal gesproken minder dan 100 km per dag. Bovendien kun je een elektrische auto ‘s nachts thuis of in je wijk opladen, waardoor je zelden onderweg hoeft bij te laden. En als dit dan toch nodig is, dan kun je gebruikmaken van snellaadstations aan de snelweg, waar je je autobatterij in ongeveer 20 minuten weer voor 80 procent kunt opladen. Het aantal openbare laadpunten voor elektrische auto’s is nu ongeveer 60.000 in Nederland en de Europese Commissie heeft aangekondigd in 1 miljoen laadpalen voor elektrische auto’s in de EU te gaan investeren. Waterstofauto’s daarentegen zijn nu nog afhankelijk van een handvol tankstations in Nederland.
Net hebben we de voordelen gehad, maar wat zijn de nadelen van waterstof?
Volgens berekeningen van Auke Hoekstra, mobiliteitsonderzoeker aan de TU Eindhoven, is er voor de productie van voldoende groene waterstof om 100 kilometer te rijden, maar liefst drie keer zoveel energie nodig dan een vergelijkbare elektrische auto direct op diezelfde stroom te laten rijden.
Bij het productieproces van waterstof met elektriciteit (elektrolyse) gaat ongeveer 20 tot 40 procent van de energie verloren. Bij het gebruik van waterstof in een personenauto gaat ongeveer 50 procent van de energie verloren. Grofweg zou je dus kunnen spreken van een rendement van 30 procent. Het rendement van een batterij-elektrische auto is met ongeveer 95 procent veel hoger. Een batterij-elektrische auto is dus om te beginnen veel efficiënter qua inzet van energie.
Een ander nadeel is dat je met een waterstofauto (net als bij benzine) afhankelijk blijft van de winning van waterstof door derden. Elektriciteit kun je tegenwoordig zelf opwekken door middel van zonnepanelen. Hierdoor ben je minder afhankelijk van (toekomstige) waterstofprijzen.
Een praktisch bezwaar voor een directe overstap op waterstofauto’s is dat er nog maar weinig waterstoftankstations zijn.
De productie van waterstof is nu ook nog relatief duur en concurreert niet met het directe gebruik van stroom. Tot 2040 moeten de energieprijzen van waterstof zwaar gesubsidieerd worden om te kunnen concurreren met fossiele brandstoffen. Daarnaast kost een waterstofauto veel meer in aanschaf, onderhoud en brandstof dan een batterij-elektrische auto.
Voor de enkele waterstofauto’s die in Nederland beschikbaar zijn, lag in 2019 de aanschafprijs van 75 tot 80.000 euro ver boven de gemiddelde batterij-elektrische auto (43.000 euro).
Hoe zitten de experts in dit verhaal?
Ondanks de voordelen van rijden op waterstof wordt door experts geen directe overstap van elektrisch naar waterstof verwacht. Door ontwikkelingen in het productieproces wordt verwacht dat batterijen op korte termijn veel milieuvriendelijker ontwikkeld kunnen worden. Ook wordt verwacht dat de actieradius de komende jaren flink zal blijven uitbreiden. Zolang er geen manieren worden gevonden om met minder stroom meer waterstof te winnen, zullen de huidige voordelen van waterstof dus waarschijnlijk geen stand houden.
Wat is nu de conclusie?
Al met al is waterstof geen geschikte brandstof om onze personenauto’s op te laten rijden. De toekomst voor personenauto’s ligt bij batterij-elektrisch rijden. Qua energierendement en de kosten van de energie is waterstof niet concurrerend met batterij-elektrisch rijden. Elektrisch rijden is efficiënter, goedkoper en beter beschikbaar. Om de klimaatdoelstellingen te halen en zo min mogelijk uitstoot van uitlaatgassen te realiseren, moeten we nu al zo veel mogelijk overstappen op elektrisch rijden. Er zijn wel andere waardevolle toepassingen voor het gebruik van waterstof, met name in zwaarder transport of in de industrie.