Engie Fleet sa/nv
Supporting your Fleet & Mobility R-Evolution with Expertise
Engie Fleet sa/nv - Supporting your Fleet & Mobility R-Evolution with Expertise

Waterstof, in de race om de ontwikkeling

Share on

1 juli 2019

Sinds een tiental jaren kunnen auto’s die rijden op waterstof mededingen met vergelijkbare auto’s met verbrandingsmotor. Nochtans zijn ze nog niet in groten getale te zien op onze autowegen… hoe komt dat? Is het nog te vroeg om te rijden met dergelijke voertuigen of is het al te laat?!

Werking

Er zijn twee types waterstofauto’s: enerzijds heb je het type met een waterstof-brandstofcel en anderzijds heb je auto’s met een verbrandingsmotor (de zogenaamde waterstofmotor).

Bron afbeelding

Brandstofcel

Om het simpel te houden kunnen we stellen dat een waterstofauto een elektrische auto is. Het opvallende verschil is dat de motor van de auto aangedreven wordt door een brandstofcel in plaats van een gewone batterij. Een waterstofauto is dus een elektrische auto die haar eigen elektriciteit produceert!

Er ontstaat een chemische reactie tussen waterstof (H) en zuurstof uit de lucht. De waterstof wordt in een brandstofcel met zuurstof omgezet in water waarbij elektriciteit geproduceerd wordt die de elektromotor aandrijft.

Verbrandingsmotor

Gezien de hoge ontvlambaarheid van waterstof als het in contact komt met zuurstof, wordt de waterstof verbrandt in cilinders die op hun beurt kinetische energie genereren. Bij de waterstofauto is waterstof dus de energiedrager en het werkt volgens hetzelfde principe als een klassieke verbrandingsmotor.

Voordelen

Deze motoren stoten alleen waterdamp uit ! Geen CO2 uitstoot en geen fijn stof…

Dit lijkt dus milieuvriendelijk maar dat klopt niet helemaal : waterstof als dusdanig komt bijna niet voor in geïsoleerde vorm en moet dus geproduceerd worden. De technieken die men hiervoor gebruikt genereren desondanks koolstofdioxide en koolmonoxide. We dienen dus rekening te houden met de impact hiervan op het milieu.

Het gemiddelde rendement van een waterstofmotor heeft een gemiddelde van 40 % tot 50 %, met andere woorden het dubbele van een klassieke verbrandingsmotor die slechts een rendement heeft van 20 tot 25 % (bij een dieselmotor ligt dit iets hoger dan bij een benzinemotor).

Nadelen

Aangezien waterstof in vrije vorm op aarde nauwelijks voorkomt, is het niet echt duurzaam te noemen. Er bestaan verschillende methodes om waterstof te produceren, waarbij de meest gebruikte methode gebaseerd is op het gebruik van koolwaterstoffen… Als we rekening houden met de vervuiling door de productie hiervan, kunnen we daarom aannemen dat een waterstofauto het equivalent van 100g CO2/km uitstoot. Dat is dus niet best… zelfs al presteert deze auto beter dan de meeste andere auto’s met een verbrandingsmotor. Er bestaan nochtans andere duurzamere productiemethodes maar deze zijn minder verbreid.

De aankoopprijs van een nieuwe auto is een behoorlijk struikelblok omdat een waterstofauto ongeveer 75.000 € kost. Deze hoge prijs wordt verklaard door de extreem hoge kostprijs van de brandstofcel.

Een andere groot probleem is het ontbreken van tankstations met waterstof: er zijn op dit moment twee pompen met waterstof in België, één in Halle en één in Zaventem. Als u dus niet in de buurt van deze stations woont, wordt het toch wel ingewikkeld om elke dag te tanken.

Wat de prijs betreft, een kilogram waterstof kost ongeveer 10 euro en heeft een actieradius van ongeveer 100 km. Dit is dus ongeveer hetzelfde als de kostprijs voor conventionele brandstoffen.

Tot slot, waterstofgas moet, ofwel onder zeer hoge druk, ofwel aan een zeer lage temperatuur opgeslagen worden. In beide gevallen moet men sowieso voorzien in opslagtanks van grote omvang wat een hele uitdaging wordt qua opzetten van de benodigde infrastructuur.

Verbruik

Naast de aankoopprijs van de auto, is de prijs voor een volle tank niet bepaald voordelig…

De prijs van waterstof ligt rond de 10 euro per kilogram. In een tank van een waterstofauto kan ongeveer 5 kg waterstof. De tank kan gevuld worden in 5 minuten. Dat is snel, maar niet zo goedkoop!

Een kilogram waterstof produceert weliswaar drie keer meer energie dan een kilogram benzine. Maar gezien het lage gewicht van de waterstofatomen, is er een enorme hoeveelheid nodig om die hoeveelheid te verkrijgen!

Explosiegevaar?

De hoge druk van de tanks en de aard van waterstof (vluchtig en licht ontvlambaar) vormen een reëel gevaar wat betreft risico op ontploffing bij ongevallen.

Het is duidelijk dat waterstof, zoals alle brandstoffen, kan ontvlammen of een explosie veroorzaken. Echter, de bestaande normen voor waterstofauto’s zijn vrij streng en zien er op toe dat er veilig gereden kan worden.

Conclusie

Het gebruik van waterstof, wat er ook gezegd wordt, is een niet onbelangrijke technologische doorbraak. In de race tussen duurzame brandstoffen staat waterstof op een goede positie maar loopt niet op kop. De waterstofmotor is ongetwijfeld een belangrijke stap in de zoektocht naar de ideale brandstof, maar de verontreiniging die de productie ervan met zich meebrengt, is een probleem waar rekening mee gehouden moet worden. Maar als er duurzamere productiemethodes ontwikkeld worden, door bijvoorbeeld gebruik te maken van zonne-energie, zou waterstof wel eens op toppositie kunnen staan en een uitstekend alternatief zijn. De wedloop in de ontwikkeling is dus gestart!

De vraag is of het de moeite waard is om miljoenen euro’s te investeren in een infrastructuur die kan voorzien in een toename aan waterstofauto’s ? Het lijkt een gewaagde gok zeker gezien er al andere technologieën zoals CNG beschikbaar zijn, die minder duur en « schoner» zijn.

De toekomst zal het uitwijzen of waterstof de sleutel is voor de toekomst van duurzame mobiliteit of toch de boot heeft gemist!

Bronnen:
• www.leblogdumono.be/glossaire/cng-lpg-lng-hydrogene/
• www.rtbf.be/info/societe/detail_voitures-a-hydrogene-les-reponse-a-sept-questions-que-vous-vous-posez?id=9936016
• www.futura-sciences.com/planete/definitions/developpement-durable-voiture-hydrogene-7277/
• moteur-hydro-tpe.e-monsite.com/pages/content/le-moteur-a-hydrogene/le-fonctionnement-du-moteur-a-hydrogene.html

Share on

Tips en trucs

Gedachten