De grote belofte van waterstof

Het alternatief voor elektrisch rijden?

Tankstations

De werkwijze van een waterstoftankstation is anders dan die van bijvoorbeeld een lpg-tankstation. In de praktijk worden bij de huidige waterstoftankstations opslagtanks gebruikt die vergelijkbaar zijn met de tanks van de Toyota Mirai. Eén tank heeft een opslagcapaciteit van circa 60 liter, wat ruimte biedt aan 2,5kg waterstof bij 700 bar. Zo'n tank zelf weegt 88kg en heeft een wand van met koolstofvezel versterkt plastic. De Mirai heeft twee van dergelijke tanks aan boord; de andere biedt ruimte voor 62 liter.

Zo'n tank is vrij kostbaar om te maken. Je zou misschien denken dat het een kwestie is van het opschalen van dergelijke tanks om meer waterstof op te kunnen slaan, maar dat is een probleem vanwege de hoge druk. Een grotere behuizing vereist een sterker omhulsel. Er bestaan vrijwel geen bindingsmachines die koolstofvezel zo groot kunnen maken en als het al kan, is het erg duur. Bovendien is het veel lastiger om een groot volume op druk te brengen. Daarom worden momenteel vooral de kleine, 'Mirai-achtige' tanks gebruikt. Wat wel een optie is, is de waterstof op een lagere druk bewaren. Dan kun je grotere tanks gebruiken, maar zit je met het probleem dat de waterstof continu op druk moet worden gebracht voordat er kan worden getankt. Dat is op dit moment een beetje de achilleshiel van een waterstoftankstation.

Een waterstoftankstation van Shell

Interne druk

Bij iedere tankbeurt daalt de interne druk een beetje. Die druk moet dus worden hersteld nadat een paar auto's hebben getankt. Daardoor kan het voorkomen dat een volgende auto moet wachten totdat dit proces is voltooid en dat kan dertig minuten duren. Je moet dan wachten of doorrijden naar een volgend station. Als er in Nederland net zoveel waterstofauto's gaan rondrijden als het huidige aantal elektrische auto's, op het moment van schrijven 35.000 stuks, wordt de tankinfrastructuur een serieuze uitdaging.

Voor vrachtwagens en bussen geldt een vergelijkbaar probleem. Ook zij gebruiken niet één reusachtige tank, maar diverse kleine. Bij een bus liggen er bijvoorbeeld vijf tot tien daarvan op het dak. Vanuit praktisch oogpunt wordt meestal gekozen voor een druk van 350 in plaats van 700 bar. Daarmee kan een bus of vrachtwagen 40kg waterstof opslaan, waarmee hij ongeveer 400km kan rijden. Het voordeel van 350 bar is ook dat het tanken sneller gaat. Bussen en vrachtwagens op waterstof vereisen natuurlijk ook een bijpassende infrastructuur. Begin 2017 was dat nog een probleem; twee proefwaterstofbussen in Groningen moesten toen helemaal in Helmond tanken. Aangezien een retourreis op waterstof niet mogelijk was, of weinig zinvol, werden de bussen tijdelijk met een oplegger naar Helmond gereden. Ondertussen is in Delfzijl een tankstation voor de bussen gerealiseerd.

De huidige openbare waterstofstations en de planning voor nieuwe stations (afbeelding: Waterstofwerkt.nl)

Spreiding tankstations

Er zijn meer dan 4200 reguliere tankstations in Nederland. Er staan momenteel 18 waterstofstations in de planning, waarvan er 4 gerealiseerd zijn: in Rhoon (bij Rotterdam), Arnhem, Delfzijl en Helmond. In België staat er sinds 2016 een H2-tankstation in Zaventem en werd er afgelopen oktober een geopend in Halle.

Het is ook een beetje een kip-eisituatie; er worden pas meer waterstofauto's verkocht als er een betere infrastructuur is en er komen pas meer tankstations als er meer auto's op de weg rijden. Er zijn naar schatting 100.000 tot 200.000 waterstofauto’s in Nederland nodig om H₂-tankstations commercieel interessant te maken. Volgens ramingen van de overheid uit 2017 zou dat moment ergens tussen 2025 en 2030 zijn, maar de huidige realisatie loopt achter bij de verwachtingen. In 2017-2020 zouden er volgens de oorspronkelijke schatting 1500 tot 2000 waterstofauto's rondrijden en 50 tot 100 bussen.

Lokale waterstofproductie

Waterstof kan lokaal geproduceerd worden, zoals gebeurt bij enkele waterstoftankstations. Met het huidige aantal H₂-auto's werkt dat prima, maar het is niet schaalbaar. Een concreet voorbeeld is een waterstoftankstation in Rotherham in het Verenigd Koninkrijk. Dit heeft een eigen Vestas 225kW-windmolen, die gemiddeld 1078kWh per dag aan energie oplevert. Daarmee kan 17,3kg waterstof geproduceerd worden via de on-site 270kW-elektrolyzer en met die capaciteit kunnen gemiddeld 3,5 auto's per dag tanken. Er zou dus een enorm windmolenpark naast een tankstation moeten staan om in de toekomst voldoende waterstof te produceren.

Het probleem is ook dat het bouwen en onderhouden van een H₂-tankstation een kostbare aangelegenheid is. Gemiddeld kost het bouwen van een H₂-tankstation op basis van 700 bar zo'n 1,5 miljoen euro per station. Volgens H2 Mobility zijn 100 tankstations nodig om 40.000 waterstofauto's te kunnen laten rijden, wat dus een investering van 150 miljoen euro vereist. Stel dat waterstof ooit alle fossiele auto's zou vervangen, dan zouden minstens 4000 tankstations nodig zijn, net zoveel als nu voor benzine en diesel. Dat zou een investering van 6 miljard euro vergen, die natuurlijk moet worden terugverdiend.

Het is veel goedkoper om laadpalen en snellaadpunten te bouwen dan volledige tankstations. Nederland loopt samen met de Skandinavische landen flink voorop. Er zijn al 45.000 openbare laadpalen, privépalen niet meegerekend, en meer dan 1200 snellaadpunten. Daar komt bij dat die infrastructuur snel groeit en dat (snel)laadpalen ook te realiseren zijn bij openbare parkeerplaatsen in plaats van aparte tankstations. Je bent bovendien niet afhankelijk van tankstations, maar kunt ook een regulier stopcontact gebruiken. Op die manier reed Wiebe Wakker geheel elektrisch naar Australië.

• Volgende pagina 6. Andere knelpunten