De waterstofauto werd lang gezien als dé duurzame vervanger van auto’s die rijden op fossiele brandstoffen: geen schadelijke uitstoot, elektrisch en duurzaam. En 'gewoon' kunnen tanken. Toch lijkt dit concept serieus op zijn retour te zijn. De verkopen groeien niet meer en de laatste tijd neemt het aantal auto’s soms zelfs af, terwijl elektrische auto’s − hoewel er sprake is van enige stagnatie − hard doorgroeien. Hoe kan dat? Een groot deel van het antwoord zit in de complexe techniek, de beschikbaarheid en de prijs van waterstof.
Even een korte flashback om zaken in perspectief te zetten. Begin 2017 publiceerde KPMG de resultaten van een onderzoek onder mensen in de autobranche: autofabrikanten, toeleveranciers, dealers en bazen van autoverhuurbedrijven. Er reden toen nog geen 25.000 accuelektrische auto’s op de Nederlandse wegen, dus we zagen ze nog niet zo vaak als nu. Waterstofauto’s ook niet, maar daar hadden de ondervraagden wel veel meer vertrouwen in. Maar liefst 78 procent van de deelnemers dacht dat waterstofauto’s de standaard zouden worden. En zo’n 62 procent was ervan overtuigd dat de elektrische auto niets zou worden. In april 2025 reden er 588.935 volledig elektrische auto's rond en dat aantal groeit maandelijks nog steeds met duizenden. Tel je de 414.841 plug-inhybrides daarbij op, dan rijden er op dit moment een miljoen auto's met een stekker rond. Het aantal waterstofauto's bedraagt momenteel 634 stuks en groeit zo goed als niet meer. Het marktaandeel staat steevast op 0,0 procent.
Een deel kan worden toegeschreven aan de complexe techniek, zoals het ontwerp, de benodigde onderdelen, de infrastructuur, het transport en de productie. Waterstofauto's, fuel cell electric vehicles (fcev's), en accuelektrische auto's, battery electric vehicles (bev's), verschillen in de basis niet zoveel van elkaar. Een waterstofauto is namelijk ook een elektrische auto. Hij heeft dus geen verbrandingsmotor en gebruikt een elektromotor voor de aandrijving. Het verschil zit hem vooral in de manier waarop energie wordt opgeslagen.
Gastanks
Wie zich technisch niet echt verdiept heeft in de materie, kan denken dat een waterstofauto redelijk vergelijkbaar is met een benzine- of dieselauto, want je kunt immers gewoon tanken. Maar er zijn grote technische verschillen. Waterstof is namelijk een gas en geen vloeistof, en dat maakt alles meteen een stuk ingewikkelder. In theorie kan het ook vloeibaar worden gemaakt, maar daar is dan een temperatuur van -253°C voor nodig. Dat maakt het lastig werkbaar én transporteerbaar.
Waterstofgas kan niet opgeslagen worden in een vrije vorm, maar vereist stevige cilindrische tanks, omdat dat de sterkste vorm is om de hoge druk van 700 bar te weerstaan. Ter vergelijking: een lpg-tank in een auto staat onder een druk van ongeveer 8 bar, terwijl een gevulde duikfles een druk heeft van circa 200 bar. Dit enorme drukverschil maakt dat de tanks extreem sterk moeten zijn en uit meerdere lagen koolstofvezel en kunststof bestaan om de waterstof veilig vast te houden. En omdat waterstof het kleinste molecuul is, kan het makkelijk ontsnappen als de tanks niet volledig luchtdicht zijn. Waterstofmoleculen zijn namelijk zo klein dat ze door de kleinste kieren en poriën kunnen sijpelen.
Eén tank is niet genoeg, dus een waterstofauto heeft er meerdere die weggewerkt worden in de auto. De Toyota Mirai en Hyundai Nexo hebben er bijvoorbeeld drie. Dat is nodig voor voldoende bereik, maar die tanks nemen wel flink wat ruimte in beslag. Niet alleen door hun vorm, maar vooral door het volume dat nodig is om genoeg waterstof mee te nemen. Daardoor zijn waterstofauto’s per definitie vrij groot. Een compacte auto zou automatisch betekenen dat het bereik ook veel kleiner zou worden, simpelweg omdat er minder ruimte is voor de grote gastanks. En dat merk je ook in het interieur en de bagageruimte.
De drie gastanks zijn slim weggewerkt, maar nemen flink wat ruimte in beslag
Zuurstof, brandstofcel en accu
Een waterstofauto zuigt aan de voorkant zuurstof aan en filtert dit vervolgens, zodat viezigheid en onzuiverheden verdwijnen, wat noodzakelijk is voor de volgende stap. De gezuiverde lucht gaat namelijk naar de brandstofcel, die ondertussen waterstof uit een van de drie cilindrische gastanks aangevoerd krijgt. Daar reageert de zuurstof met de waterstof en ontstaat elektrische energie, met water als restproduct.
Die vrijgekomen energie wordt opgeslagen in de accu, die meestal achterin zit − boven de elektromotor. De meeste waterstofauto’s gebruiken een kleine accu als een tijdelijke energiebuffer, net zoals bij een hybride. Dat komt omdat de brandstofcel niet direct de wisselende vermogensvraag van de elektromotor kan bijhouden. De accu vangt piekbelastingen op bij accelereren en levert een stabiele energievoorziening bij constante snelheid. Bovendien is het dankzij de accu mogelijk om remenergie op te slaan, net als bij een accuelektrisch voertuig.
:strip_exif()/i/2003557276.jpeg?f=imagenormal)
Maar er zijn uitzonderingen. Mercedes biedt in Duitsland een waterstofauto aan met een grotere accu. De GLC F-Cell is namelijk een plug-inhybridewaterstofauto en deze heeft een accucapaciteit van 14kWh. Dat is een stuk meer dan de circa 1,5kWh van de Toyota Mirai en de Hyundai Nexo, de enige twee waterstofauto’s die in de Benelux beschikbaar zijn. In tegenstelling tot de Mercedes kun je de accu daarvan dus niet zelf opladen. Daardoor heb je met de Mercedes altijd een back-up, want met 14kWh kun je al best een eindje rijden.
Brandstofcel
Om de waterstof om te zetten naar elektrische energie wordt gebruikgemaakt van een brandstofcel. Die wordt ook gebruikt in de industrie, maar dat is een ander type. Bij auto’s gaat het om een protonenuitwisselingsmembraanbrandstofcel, of proton-exchange membrane fuel cell (pemfc). Dat is een type brandstofcel dat werkt bij relatief lage temperaturen en die snel kan reageren op veranderingen in belasting.
Zo’n brandstofcel bestaat uit twee poreuze koolstofelektrodes met platina, gescheiden door een membraan. Waterstofgas wordt bij de anode in waterstofionen en elektronen gesplitst. De ionen gaan door het membraan naar de kathode, waar ze met zuurstof reageren en water vormen. De elektronen worden daarbij gedwongen om via een extern circuit te lopen − en dát is de elektrische stroom waarmee de accu wordt opgeladen of de elektromotor wordt aangedreven.
Modellen
Wat ook niet helpt voor de verkopen, is dat het aanbod van waterstofauto's vrij beperkt is. Er zijn al vele jaren slechts twee modellen te koop. Als we twee oudere modellen meerekenen, rijden er in totaal vier modellen in de Benelux. De Hyundai ix35 Fuel Cell was in 2013 een van de eerste en werd in 2018 opgevolgd door de Nexo. In 2014 zag de Toyota Mirai het levenslicht. Deze werd in 2021 opgevolgd door een nieuwe versie.
Bij de nieuwste Toyota Mirai moest Toyota een nieuwe indeling bedenken, omdat het platform niet exclusief voor waterstofauto’s is ontwikkeld, maar eigenlijk een benzineauto is. De Mirai staat namelijk op hetzelfde platform als de Lexus LS en LC, maar dan een ingekorte variant. Ten opzichte van de eerste Mirai moesten de waterstoftanks ook op een andere manier worden geplaatst. De brandstofcel zat aanvankelijk onder de voorstoelen, maar nu onder de motorkap. Daardoor was er ruimte in het interieur om een grote gastank van voor naar achter te plaatsen en een tweede zijwaarts onder de achterbank. De twee grootste gastanks zijn dus in een T-vorm opgesteld: één tank loopt van voor naar achter door het midden van de auto. Dat heeft wel als nadeel dat deze voor de achterpassagiers merkbaar aanwezig is als middentunnel, waardoor het onpraktisch is om een derde volwassene achterin te laten plaatsnemen. De tweede gastank ligt overdwars achter de achterstoelen en een kleinere derde zit onder de kofferbak.
De Hyundai Nexo is een suv en heeft daardoor meer ruimte om de tanks kwijt te kunnen. Hierdoor blijft de bagageruimte beter behouden en is er minder impact op het interieur dan bij een sedan zoals de Mirai. Toch blijft een fcev in de praktijk minder efficiënt met ruimte dan een bev van vergelijkbare grootte. Een elektrische suv zoals de Hyundai Ioniq 5 of Tesla Model Y heeft een vlakke vloer en vaak een frunk met extra bagageruimte. Omdat er geen grote gastanks nodig zijn, bieden deze modellen meer ruimte dan de Nexo.
:strip_exif()/i/2001760983.jpeg?f=imagenormal)
Waterstofproductie
Waterstof in de industrie
Waterstof wordt momenteel al op grote schaal gebruikt in de industrie, zoals voor olieraffinage en kunstmestproductie. In Nederland gaat het om 800 miljoen kilogram waterstof. Deze waterstof wordt voor het overgrote deel op basis van aardgas geproduceerd middels steam methane reforming (smr). Dat is veel goedkoper dan via elektrolyse. Hiervoor wordt circa 4 miljard kubieke meter aardgas gebruikt, wat resulteert in 13 miljoen ton CO2 per jaar. Er zijn plannen om de CO2 in de toekomst af te vangen en onder de grond op te slaan, onder andere via het NortH2-project.
Veel waterstof wordt momenteel op basis van aardgas geproduceerd middels steam methane reforming (smr). Maar dat is vervuilend, dus in de toekomst moet dat groene waterstof worden. Dat kan geproduceerd worden op basis van elektrolyse en water. Daarvoor kun je niet zomaar kraan- of zeewater gebruiken, maar moet je dit eerst zuiveren. Elektrolyse vereist volledig gedemineraliseerd water, anders raakt de elektrolyse-installatie vervuild en neemt de efficiëntie af. En voor het splitsen van waterstofmoleculen (H2) in afzonderlijke waterstofatomen is een aanzienlijke hoeveelheid elektrische energie nodig.
Efficiëntie
En daarmee komen we bij een andere achilleshiel: de efficiëntie. Hoewel een brandstofcel dus efficiënter is dan een verbrandingsmotor, blijft een fcev nog steeds ver achter bij een bev als het gaat om energiegebruik. De reden is simpel: het hele proces van waterstofproductie, transport, opslag, compressie en omzetting in de auto leidt in totaal tot best grote verliezen.
Bij een waterstofauto begint het met elektrolyse: ongeveer 30 tot 40 procent van de energie uit groene stroom gaat al verloren bij de omzetting van water naar waterstof. Vervolgens moet de waterstof gecomprimeerd worden tot 700 bar of zelfs vloeibaar worden gemaakt, wat nog eens 10 tot 20 procent verlies oplevert. Daarna volgt transport en opslag, waarbij wat verdamping en lekverliezen optreden. Tot slot zet de brandstofcel in de auto waterstof weer om in elektriciteit, met een rendement van 50 tot 60 procent. Al die stappen samen betekenen dat slechts 25 tot 35 procent van de oorspronkelijke groene stroom daadwerkelijk bij de wielen terechtkomt.
Bij een batterijelektrische auto is dat heel anders. Hier wordt elektriciteit direct vanuit het stroomnet in de accu geladen. Ook hier is sprake van omzettingsverliezen, vooral bij het laden en ontladen, maar in totaal komt 70 tot 85 procent van de energie bij de wielen terecht. Dit maakt een bev twee tot drie keer efficiënter dan een fcev.
Waterstofverbrandingsmotor
In plaats van een brandstofcel zou je in theorie ook een verbrandingsmotor op waterstof kunnen laten draaien. Dat concept bestaat al; BMW en Toyota hebben ermee geëxperimenteerd. Maar er is een groot nadeel: efficiëntie. Een waterstofverbrandingsmotor heeft een thermisch rendement van ongeveer 25 tot 30 procent. Dat is lager dan een moderne benzinemotor, die 35 tot 40 procent kan halen. Een brandstofcel haalt ongeveer 50 tot 60 procent rendement bij de omzetting van waterstof naar elektriciteit, wat dus een stuk beter is. Dat betekent dat een waterstofverbrandingsmotor bijna de helft van de energie uit waterstof verspilt als warmte, terwijl een brandstofcel een stuk zuiniger met de energie omgaat. En die is een stuk minder efficiënt dan een accuelektrische auto (bev).
Ter vergelijking: een benzineauto heeft een efficiëntie van slechts 20 tot 30 procent, omdat een groot deel van de energie in brandstof als warmte verloren gaat. Maar waar benzine altijd al een relatief goedkope energiedrager was, geldt dat niet voor waterstof. Groene waterstof zal altijd duurder zijn dan elektriciteit, omdat je er eerst elektriciteit voor nodig hebt − en daarbij dus al een fors deel van de energie verliest. Daardoor is waterstof geen logische keuze voor personenauto’s, maar eerder voor toepassingen waar accutechnologie te beperkt is, zoals in de scheepvaart, zware industrie en mogelijk langeafstandstrucks.
Een voorbeeld: om een kilo waterstof via elektrolyse te produceren, is zo’n negen liter zeer zuiver gedemineraliseerd water nodig plus 50kWh aan elektrische energie om de watermoleculen te scheiden. Met een kilo waterstof kan een waterstofauto ongeveer 100km rijden, waarbij we energieverlies door compressie en distributie voor het gemak maar even buiten beschouwing laten. Met diezelfde 50kWh aan energie kan een accuelektrische auto 250 tot 300km rijden. Zolang we geen goedkope energie in overvloed hebben, en in de toekomst misschien juist wel zuiniger met energie om moeten gaan, is dat iets om rekening mee te houden. Dit vertaalt zich bovendien door naar de kostprijs, want rijden op waterstof is niet goedkoop.
Cijfers
Waterstofauto’s zijn dus al jaren beschikbaar, maar de laatste jaren zien we wat geks. Al vanaf het begin was er een grote achterstand ten opzichte van bev's, maar de gedachte was dat dit met nieuwe modellen als de Nexo en de vernieuwde Mirai zou veranderen. Vanaf 2019 begon de groei van fcev's wel iets sneller te gaan, maar de verhouding bleef scheef: bev's werden met duizenden tegelijk verkocht, terwijl het aantal fcev's slechts met tientallen per kwartaal toenam. En wat heel opvallend is: vanaf 2023 is de groei van fcev's volledig gestagneerd en neemt het aandeel zelfs af. Het aantal fcev's is blijven steken rond de 600 stuks en in sommige kwartalen is er zelfs sprake van een lichte daling.
Het marktaandeel van fcev’s blijft over de hele linie achter, ook bij bedrijfsbusjes en vrachtwagens.
Hoewel sommige autofabrikanten plannen hebben voor nieuwe waterstofmodellen, blijft het aanbod voorlopig beperkt. BMW en Toyota hebben aangekondigd samen te werken aan de ontwikkeling van een nieuwe generatie brandstofceltechnologie, met als doel in 2028 een serieproductie-fcev op de markt te brengen. Maar andere fabrikanten zoals Honda hebben juist hun waterstofprogramma’s stopgezet. En dat zien we ook een beetje bij bedrijfsbusjes. Daar is er beduidend meer aanbod van waterstofvoertuigen, maar ook hier verdwijnen modellen regelmatig. Zo is Hyvia onlangs failliet verklaard. Dat was een joint venture van Renault en Plug Power. Ook bij bedrijfsbusjes, en zelfs zwaar vrachtvervoer, is het marktaandeel van waterstofvoertuigen vrij beperkt.
Tegelijkertijd ontwikkelen bev’s zich juist hard door: de actieradius van waterstofvoertuigen was vroeger een van de belangrijkste pluspunten, maar ondertussen is het aanbod en de actieradius van accuelektrische personenwagens juist enorm toegenomen, terwijl de prijzen gedaald zijn. Dan blijft het tanken nog als bonuspunt over, maar ook dat snelheidsverschil wordt steeds kleiner. Zo komen er steeds meer EV’s met 800V die veel sneller kunnen laden. Vorig jaar reden we met de Lotus Emeya die al na ongeveer 14 minuten gereed is om zijn reis te vervolgen. En veel sneller is ook al gedemonstreerd.
Eigen beelden uit 2022. De tankprijzen zijn inmiddels hoger.
Tankstations
In Nederland zijn er ondertussen zeventien waterstoftankstations in gebruik. In België zijn er acht waterstoftankstations. Er staan wel meer waterstoftankstations in de planning − aangegeven als blauwe punten op de kaart. De groene stations zijn operationeel, de rode zijn tijdelijk niet beschikbaar, meestal vanwege een storing. Een aandachtspunt is het type station en het aantal bar. Sommige stations zijn alleen voor bussen en andere zijn zogenaamde slowfillstations, maar daar duurt het tanken dan 40 tot 70 minuten per voertuig.
:strip_exif()/i/2007328354.jpeg?f=imagemedium)
De groei van het aantal waterstoftankstations verloopt trager dan oorspronkelijk gepland. In het klimaatakkoord werd de ambitie uitgesproken om dit jaar vijftig waterstoftankstations operationeel te hebben, maar dat werd dus niet gehaald. Dit blijft echter een klein aantal vergeleken met de circa 4100 conventionele tankstations en 5500 snellaadpunten voor elektrische voertuigen.
Voor bestuurders van waterstofauto’s betekent dit waarschijnlijk dat ze vaak moeten omrijden om te kunnen tanken.
Bedrijven met een eigen vloot waterstofvoertuigen kunnen overwegen een slowfillstation te installeren. De kosten hiervoor bedragen ongeveer 200.000 euro, wat aanzienlijk goedkoper is dan de 1,6 miljoen euro voor een regulier waterstoftankstation. Maar het tankproces duurt dan dus wel veel langer.
Het tanken van waterstof lijkt een beetje op het tanken met lpg. Je voert een betaalpas en pincode in en selecteert het gewenste type waterstof. Naast de gangbare 700 bar voor personenauto’s zijn er ook 350 bar vulslangen voor bijvoorbeeld bussen en vrachtwagens.
Na het bevestigen van de juiste slang worden onder andere druk en temperatuur gemonitord en controleren sensoren op eventuele lekkages. Na het vastklikken druk je op de startknop. De auto en het tankstation communiceren met elkaar, waarna het tanken begint. De waterstof wordt vooraf op druk gebracht en bij -40°C opgeslagen. Het koppelstuk kan daardoor na het tanken behoorlijk koud aanvoelen.
Kosten
De prijs van waterstof varieert per tankstation. In Nederland ligt de prijs per kilogram momenteel tussen de 18,95 en 25 euro afhankelijk van de locatie. Dat is een stuk meer dan enkele jaren geleden, toen dit nog rond de 10 euro per kilo was. Dit komt mede door de opgelopen gasprijzen. Deze prijs is exclusief btw, dus dat komt er nog bovenop. Er zit nog geen accijns op, maar dat is tijdelijk. Als de waterstofauto bijna leeg is, past er circa 5 tot 6 kilo waterstof in. Dus reken maar uit, dat is best prijzig voor een bereik van ongeveer 500 tot 600km: zo'n 110 tot 150 euro.
Nu wordt vaak gedacht dat de prijs van waterstof in de toekomst flink zal dalen, bijvoorbeeld als er meer duurzame energie beschikbaar komt, wat weer leidt tot meer overschotten. Maar de prijs wordt niet alleen bepaald door de productiekosten, maar ook door vraag en aanbod. Wat wél vaststaat, is dat de vraag naar waterstof de komende jaren alleen maar zal toenemen, vooral in de industrie, waar het nu al op grote schaal wordt gebruikt voor bijvoorbeeld de productie van kunstmest en raffinage van olie.
Daarnaast zal het in Nederland en veel andere Europese landen altijd duurder zijn om groene waterstof te produceren dan in regio’s dichter bij de evenaar, zoals Noord-Afrika of het Midden-Oosten. Dit komt doordat daar de zonintensiteit hoger is en er meer ruimte is voor grootschalige zonne-energieopwekking, wat elektrolyse goedkoper maakt. In Nederland zijn de kosten hoger door relatief dure elektriciteit, beperkte ruimte en een minder gunstig klimaat.
Bovendien moet groene waterstof concurreren met grijze waterstof, wat geproduceerd wordt uit aardgas en daardoor veel goedkoper is. Dit vertraagt de transitie, omdat bedrijven niet zomaar overstappen zolang er geen sterke financiële prikkel of regelgeving is die groene waterstof bevoordeelt.
Sommigen zijn optimistisch over een toekomst waarin er door grote overschotten aan zonne- en windenergie extreem goedkope waterstof wordt geproduceerd. In theorie zou dat kunnen, maar in de praktijk is het de vraag of deze overschotten op grote schaal en langdurig beschikbaar zullen zijn. Opslag en transport blijven uitdagingen, en er zijn ook veel andere sectoren die goedkope duurzame elektriciteit nodig hebben − de elektriciteitsvraag is in 2050 vermoedelijk minstens drie keer zo hoog als nu, van 119TWh in 2019 tot zo'n 445TWh tot 552TWh in verschillende scenario's.
De toekomst van waterstof als betaalbare energiedrager voor mobiliteit blijft dus onzeker.
Tot slot
Als je tien jaar geleden mensen vroeg wat het ging worden: auto’s op basis van een accu of waterstof, dan koos een overgrote meerderheid voor waterstof. Maar tot nu toe heeft het anders uitgepakt. Wat personenwagens betreft is de achterstand van waterstof alleen maar verder toegenomen, ondanks de beschikbaarheid van nieuwe modellen en meer tankstations. Er rijden momenteel circa 630 waterstofauto’s rond en ruim een half miljoen volledig elektrische auto’s. Zowel het aanbod van modellen als de groei van tankstations valt tegen en de prijs van waterstof is bovendien flink gestegen.
Waterstof wordt in de toekomst steeds belangrijker om te verduurzamen, maar lijkt vooral van grote meerwaarde in sectoren waar eigenlijk geen alternatieven voor zijn, zoals de zware industrie. Voor personenwagens is dat niet aan de orde en zelfs voor bussen en vrachtwagens is dat de vraag, want ook daar is er sprake van een grote achterstand van waterstofvoertuigen ten opzichte van de accuelektrische varianten.
Groene waterstof is cruciaal om de zware industrie te verduurzamen, zoals de chemische industrie en staalbedrijven als Tata Steel. Maar zoals het er nu naar uitziet, zal het nog lang duren voordat er voldoende groene waterstof is om alle grijze waterstof te vervangen. Ook voor zwaar transport over lange afstanden, zoals schepen en vliegtuigen, lijkt waterstof onmisbaar. Misschien niet zozeer direct, omdat het zo lastig op te slaan en vervoeren is, maar bijvoorbeeld ook om e-fuels en ammoniak te maken.
Op dit moment is de conclusie dus simpel: waterstof is ontzettend belangrijk. Maar niet − of zeer beperkt − voor auto’s.
Redactie: Jeroen Horlings Video-opname: Mark van der Kruit Video-edit: Stijn de Wit Eindredactie: Monique van den Boomen