Alles over de waterstofauto

Geschreven door Robert Veltkamp op woensdag 12 februari 2020
De leestijd is ongeveer 5 min
Bekijk het aanbod

In een auto rijden terwijl er alleen waterdamp en water uit de uitlaat komen, dat klinkt ideaal, toch? Samen met elektriciteit lijkt waterstof de ‘brandstof’ van de toekomst te worden. Maar wat is waterstof en hoe werkt een waterstofauto eigenlijk?

Waterstof-auto

Uitleg over waterstofauto’s

Waterstof mag dan volgens sommigen de brandstof – eigenlijk energiedrager – van de toekomst zijn, het is al veel ouder dan je misschien denkt. In 1671 werd het door de Iers-Engelse chemicus Robert Boyle ontdekt. Het is een reukloos, kleurloos en zeer licht ontvlambaar gas. In tegenstelling tot bijvoorbeeld aardgas wordt waterstof niet uit de grond gehaald, maar moet het geproduceerd worden. Dat gebeurt onder meer door middel van elektrolyse: een chemisch proces onder invloed van elektriciteit, waarbij water zich splitst in zuurstof en waterstof.

Waterstof heeft een zeer lage energiedichtheid. Om in een auto toch voldoende actieradius te bieden, wordt waterstof onder zeer hoge druk in een speciale tank opgeslagen. Die druk is rond de 700 bar. Ter vergelijking: de druk in bijvoorbeeld een LPG-tank bedraagt slechts 8 bar.

Hoe werkt een waterstofauto?

Maar hoe kan een waterstofauto op waterstof rijden? In waterstofauto’s is een zogenoemde brandstofcel gemonteerd. Daarin wordt waterstof met zuurstof uit de lucht weer omgezet in water. Daarbij ontstaat de elektriciteit waarmee de elektromotor in de auto wordt gevoed. Het enige restproduct is water(damp) en warmte. Feitelijk rijdt een waterstofauto dus ook elektrisch, net als een batterij-elektrische auto. Maar in plaats van dat je de batterij moet opladen aan een laadpaal, tank je waterstof. Dat gaat net zo snel als benzine tanken met een conventionele auto met verbrandingsmotor.

Net als een conventionele auto heeft een waterstofauto ook een uitlaat, waaruit echter alleen water en waterdamp komt. De waterstofauto rijdt dus emissievrij. Is de waterstofauto dan beter voor het milieu dan een elektrische auto? Daar zijn de meningen over verdeeld. Voor de productie van waterstof is namelijk elektriciteit nodig. En die wordt veelal nog niet duurzaam opgewekt.

Welke auto’s rijden op waterstof?

Het aanbod volledig elektrische auto’s is de afgelopen jaren al flink gegroeid, dat van waterstofauto’s echter niet. Hoe dat komt? Waterstoftechnologie wordt nog niet op grote schaal toegepast en er zijn slechts enkele autofabrikanten die zich actief met waterstoftechnologie bezighouden. Verder is ook de infrastructuur nog niet toereikend. Er zijn slechts vier waterstofstations in Nederland (2019), al is de verwachting dat daar snel verandering in komt. Want BENEFIC, een Europees project voor laad- en tankinfrastructuur voor alternatieve brandstoffen, wil meer dan duizend waterstoftankstations in Nederland en België plaatsen. Als er eenmaal een solide infrastructuur is, zal ook het aanbod waterstofauto’s stijgen.

In november 2019 zijn er 159 waterstofauto’s in Nederland. De allereerste productieauto met een brandstofcel was in 2013 de Hyundai ix35 FCEV. Die had een vermogen van 100 kW (136 pk) en een actieradius van 594 kilometer (volgens de oude NEDC-cyclus). Daarvan zijn uiteindelijk veertig exemplaren in Nederland verkocht.

Krap een jaar na het verschijnen van de Hyundai ix35 FCEV presenteerde Toyota ook een waterstofauto: de Mirai. Die is uitgerust met een 114 kW (155 pk) sterke elektromotor, een brandstofcel en twee waterstoftanks. Op papier heeft de auto een actieradius van ongeveer vijfhonderd kilometer. De vanaf-prijs bedraagt 80.935 euro (2019). Een grootafnemer van de Toyota Mirai is Noot Personenvervoer in Ede. Dat bedrijf zet sinds juni 2019 vijfendertig Toyota’s Mirai in. Sinds de introductie van de Mirai in 2014 heeft Toyota wereldwijd ruim 10.000 exemplaren van zijn waterstofauto verkocht. Daarmee is de Mirai de succesvolste waterstofauto tot nu toe.

In oktober 2019 presenteerde Toyota de tweede generatie Mirai. Die verschijnt in de loop van 2020 in zowel Japan, Noord-Amerika als Europa op de markt. De nieuwe generatie is niet alleen een stuk sportiever gelijnd, maar moet volgens Toyota ook ruim zeshonderd kilometer op één tank kunnen rijden.

De grote concurrent van de Toyota Mirai is de Hyundai Nexo, de opvolger van de ix35. De Nexo is uitgerust met een 120 kW (163 pk) sterke elektromotor en drie waterstoftanks van 52 liter per stuk. De actieradius bedraagt 665 kilometer (WLTP). De Nexo kun je niet bij elke Hyundai-dealer bestellen. Er zijn zes dealers in Nederland die deze waterstofauto verkopen. De vanaf-prijs bedraagt 82.142 euro (2019).

Behalve Hyundai en Toyota werkt ook Honda aan auto’s met brandstofceltechnologie. In 2008 startte Honda in Europa, Japan en Californië een proefproject met de Honda FCX Clarity. Uitsluitend geselecteerde proefpersonen konden de waterstofauto leasen.

De actieradius van de Honda FCX Clarity bedraagt 390 kilometer (volgens de oude NEDC-cyclus). Mede door het ontbreken van een waterstofinfrastructuur werden slechts tien exemplaren in Japan en tien exemplaren in Europa geleased. In Californië werden in totaal 48 exemplaren geleased. Ondanks het geringe succes presenteerde Honda in 2017 de tweede generatie Clarity. Die is uitsluitend in Californië en Japan te koop. De actieradius bedraagt 589 kilometer en daarmee was de Clarity tot de komst van de Nexo de waterstofauto met de grootste actieradius. Honda bracht van de Clarity in Japan en de Verenigde Staten ook plug-inhybride en volledig elektrische versies op de markt.

Toekomst van waterstofauto

Maar hoe ziet de toekomst van de waterstofauto eruit? Wordt het een strijd met de batterij-elektrische auto? Daarover zijn de meningen verdeeld. Hyundai gelooft dat waterstof de oplossing is voor bijvoorbeeld vrachtauto’s die zware ladingen over grote afstanden vervoeren. Voor zwaar transport lijkt een batterij-elektrische aandrijflijn dan niet de oplossing, want een groot accupakket neemt ook veel ruimte in beslag en legt veel gewicht in de schaal. In oktober 2019 presenteerde Hyundai zijn eerste concept-waterstofvrachtauto: de DHC-6-Neptune.

Andere automerken – onder meer Toyota – zien juist de oplossing in de combinatie van verschillende oplossingen, zoals hybride, volledig elektrisch en waterstof. Zij geloven dat modellen als de Mirai binnen enkele jaren goedkoper zijn dan auto’s met hybrideaandrijving. Ondertussen storten ook veel nieuwe autofabrikanten zich op brandstofceltechnologie. Het Chinese Aiways bijvoorbeeld ontwikkelt in samenwerking met het Deense Blue World Technologies een methanol-brandstofcel. Volgens beide partijen is een brandstofcel voor methanol efficiënter, milieuvriendelijker en gebruiksvriendelijker dan een brandstofcel met de bestaande waterstoftechnologie.

Ook Bosch – een van de grootste toeleveranciers van de auto-industrie – gelooft in waterstof, al benadrukt het bedrijf dat in 2030 hoogstwaarschijnlijk nog altijd driekwart van de nieuwe auto’s op benzine of diesel rijdt. Zelf investeert Bosch al vijftien jaar in waterstoftechnologie, maar is het van mening dat de definitieve doorbraak ook afhangt van de verkrijgbaarheid van goedkope en groene waterstof.

Zijn er ook tegenstanders? Jazeker. Tesla-topman Elon Musk verklaarde in 2016 dat hij waterstofauto’s ‘ongelofelijk dom’ vindt. Volgens hem is het een stuk efficiënter om elektriciteit te produceren dan om waterstof te produceren. Verder waarschuwde hij voor de gevaren van waterstof, dat bij een lek onzichtbaar is en extreem ontvlambaar is. Ook heeft waterstof een onzichtbare vlam, waardoor je het niet ziet branden.

Hoe brandstofceltechnologie zich in de toekomst zal ontwikkelen is op dit moment nog niet bekend. Het is geheel afhankelijk van de ontwikkeling van de infrastructuur, van milieuvriendelijke grondstoffen, kosten, het transport én uiteraard de mening van de consument.

Robert Veltkamp

Robert Veltkamp is Manager Online Marketing bij viaBOVAG.nl

Robert is verantwoordelijk voor de online marketing van viaBOVAG.nl en draagt zorg voor het online uitbouwen van het merk viaBOVAG.nl. Hij is ondernemend, houdt van data en heeft een passie voor auto's.

Robert Veltkamp