Energie als hobby

Archief voor februari, 2016

De waterstofauto gaat nooit echt wat worden

Op 10 december 2015 liep ik tijdens het EnergyNext Event in Dordrecht (dit congres is overigens een aanrader) Professor Future Energy Systems (TU Delft) Ad van Wijk tegen het lijf. Ad verzorgde tijdens dat congres een ronde tafel sessie met als onderwerp  “Toekomstige energiesystemen”. En als Ad het verteld, moet het waar zijn: Hij kan zo vol overtuiging vertellen dat je meteen alles geloofd van deze inspirerende spreker!

In mijn geval dan op één ding na: Ad beweerde dat over 10 jaar (eind 2025 dus) in heel Europa meer personenauto’s op waterstof rondrijden dan volledig elektrische personenauto’s. Hier geloof ik niets van en heb er dan ook maar gelijk een flinke weddenschap met hem op afgesloten: 1 krat bier.

Laat ik nu eens positief beginnen en alle voordelen van het rijden op waterstof met een Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV) opnoemen:

  • Bij de verbranding van waterstof (in een brandstofcel) komt uitsluitend water vrij. Er is dus (lokaal) geen sprake van uitstoot van schadelijke stoffen.
  • Een tweede (en tevens laatste) voordeel is dat een waterstofauto stil is. Een brandstofcel kent geen bewegende delen. Het enige bewegende deel is de elektromotor en die is zeer geluidsarm (maar dat geldt ook voor de volledig elektrische auto).

Nu de redenen waarom ik denk dat er maar een beperkte toekomst is weggelegd voor de waterstof personenauto:

  • Een waterstof tankstation kost 2,5 miljoen Euro.waterstof tanken
  • We beschikken in Nederland over de beste waterstof infrastructuur in Europa (je zou het als een voordeel kunnen zien). Desondanks kan je anno 2016 maar bij 3 tankstations in Nederland terecht met je FCEV: Rhoon (Rotterdam), Amsterdam en Helmond.
  • Het aanbod van FCEV’s is heel laag. In Nederland kan je uitsluitend de ix35 van Hyundai kopen. Voor de FCEV van Toyota, de Mirai, moet je naar Japan of de VS of nog minstens een jaar geduld hebben.
  • De aanschafprijs van circa € 70.000,- (€ 55.000,- ex. BTW) is, ondanks flinke subsidies, fors te noemen. En dan te bedenken dat de productiekosten van zo’n waterstofauto nog altijd circa € 140.000,- zijn.
  • Er is een enorm grote hoge druk cilindervormige brandstoftank nodig: Soortelijke massa (ρ) van waterstof is 0,09 kg/m³, 14x lichter dan lucht. In 1 kg waterstof zit 33,3 kWh ofwel 120 MJ aan energie. Dit is natuurlijk veel, maar waterstof is helaas ook erg volumineus (heeft een erg lage dichtheid). 5,6 kg aan waterstof (een volle tank waar dan maximaal 600 km mee kan worden gereden) is dus gelijk aan 62 m³ onder atmosferische druk.  Om die 62 m³ in een 90 liter tank te krijgen, moet het gas tot 700 Bar druk worden gecomprimeerd!
  • De brandstofkosten zijn minimaal 12 €ct/km: Waterstof kost € 12,50 per kg aan de pomp, een volle tank (5,6 kg) dus € 70, waar – als je zuinig rijdt – net 600 km mee gereden kan worden. Een vergelijk met een volledig elektrische auto ook wel Full Electric Vehicle (FEV): 2,6 €ct/km.
  • Bij de productie van waterstof komt CO2 vrij! Bijna alle waterstof wordt gemaakt door het kraken (reforming) van aardgas. Op hoge temperaturen (tot 1.100°C) wordt een reactie van stoom (H2O) en aardgas (CH4) veroorzaakt: CH4 + H2O → CO + 3 H2 – 191.7 kJ/mol. Hierna wordt via water-gassplitsing de koolmonoxide met stoom omgevormd in kooldioxide en waterstof: CO + H2O → CO2 + H2 + 40.4 kJ/mol. Een proces waar dus ook nog eens 20% energie ingestopt moet worden. Elektrolyse van water is vele malen duurder en zal om economische redenen de komende decennia dus niet op grote schaal worden toegepast voor de productie van waterstof.
  • Levensduur brandstofcel laat (nog) te wensen over. Na zo’n 3.000 bedrijfsuren is het ding kapot. De brandstofcel zal dus niet langer functioneren boven de 150.000 km.
  • Laag energetisch rendement: 41% (van net naar wiel). Ter vergelijking: elektrische auto meer dan het dubbele: 86%.FEV vs FCV (efficienty)

En voor de optimisten onder ons die denken dat we straks bij een overschot aan wind- of zonnestroom heel goedkoop via elektrolyse waterstof kunnen produceren: Fuel Cell

Helaas, die gaat niet op. Het produceren van waterstof door elektrolyse kan alleen als continue ofwel basislast proces. Waterstof productie aan en uit zetten wanneer er respectievelijk goedkope of dure elektriciteit beschikbaar is, is dus helaas geen optie.

 

Oja, bijna vergeten: Ad, mijn favoriete merk is Hertog Jan.

Advertenties