Vorige week werden nog een aantal misverstanden over de hybride wagen behandeld, dat kon u hier lezen. Vandaag vragen we ons eens af wat er eigenlijk gaande is met de waterstofcel als alternatief.
illustratie: rv pixabay
& Dirk Hünniger, CC BY-SA 3.0/wikimedia commons
In principe is een wagen op waterstof eveneens een elektrische wagen, alleen wordt de elektriciteit opgewekt door een motor die wordt aangedreven door waterstof. De brandstofcel maakt het mogelijk de waterstof om te zetten in elektriciteit. Dat is, kort door de bocht, het principe.
Er zijn talloze voordelen aan het gebruik van waterstof als brandstof. Waterstof is het meest voorkomende element in het heelal, en in principe, onuitputtelijk! Bovendien is het net als bij elektrische wagens, aan de uitlaat van de motor, volledig emissievrij. Het wolkje dat men ziet aan de uitlaat is… waterdamp. Het laat toe om snel te tanken, net als met benzine kan men in enkele minuten een tank vullen die goed is voor ruwweg 600 kilometer. En net als elektrische wagens zijn de waterstofwagens stil. Dus… waar wacht men nog op?
Grote energiedichtheid maar weinig efficiënt…
Het grootste voordeel van waterstof ligt in de energiedichtheid. Waterstof levert 39 kWh per kilo (benzine 13 kWh en elektriciteit 0.2 kWh). De problemen met waterstof als brandstof liggen echter op een ander vlak. In tegenstelling tot elektriciteit is waterstof veel kwistiger met energie wat betreft de productie en vervoer. Waterstof, als element, komt niet vrij in de natuur voor. Het zit steeds in gebonden vorm, bijvoorbeeld in water. Gasextractie (een proces dat ook CO2 uitstoot genereert) is uitgesloten en elektrolyse (uitgaande van reeds geproduceerde elektriciteit) is de manier om te werken. Als we een heel hoofdstuk aan wetenschappelijke becijfering willen overslaan, dan moet u geloven dat “waterstof-om-te-tanken” uiteindelijk voor slechts 45% energie-efficiënt is. De rest van de energie die waterstof kan leveren gaat verloren aan productie (elektrolyse), vervoer (compressie), opslag en distributie (“tankstations”). Ter vergelijking, de energie-efficiëntie van elektriciteit komt uit op…93%. Reken dan nog eens aan een verlies van 25% bij de energie-omzetting in de motor en dan komt waterstof als brandstof op een heel laag pitje terecht.
Money makes the world go round
Doorslaggevend element is de kost. Een waterstofcel wagen haalt (dit zijn cijfers van diverse bronnen uit 2019) een kleine 600 kilometer uit 5.5 kg aan waterstof, eenheidsprijs 15 euro. Per kilometer wordt dat een goede 20 cent. Een Tesla 3 model laadt men voor 3 cent per kilometer. Een patstelling die pas doorbroken zal worden als de vraag naar waterstof groter wordt en grote bedrijven het aandurven om “à la Tesla” te investeren in zowel de voertuigen als de energiebron.
Schepen en vliegtuigen
Is de waterstofcel dan nutteloos als energiebron? Wel, neen, niet helemaal. De energiedichtheid van waterstof maakt dat er eenvoudig kan worden uitgebreid in actieradius. Net als bij benzine kan men verder rijden, met een grotere tank. Het vergroten van de actieradius van elektrische wagens vergt meer batterijen, en dus meer gewicht, wat ten koste gaat van de efficientie. Waterstof lijkt dus eerder geschikt om niet de personenwagens, maar wel de vrachtwagens aan te drijven, of schepen en vliegtuigen…
