Een auto op waterstof klinkt als het perfecte verhaal: Je auto kunnen aandrijven met het meest voorkomende element in het universum (dit feitje wordt dan ook in vrijwel elk artikel over auto’s op waterstof benadrukt) en dat ook nog eens klimaatneutraal. Al decennia lang wordt de adoptie van de waterstofauto binnen 5 tot 10 jaar verwacht. Hoe zit dat nu eigenlijk, is de waterstofauto’s de toekomst?

Auto’s op waterstof zijn niet de toekomst. Het probleem van auto’s met een brandstofcel is dat ze minder efficiënt zijn dan elektrische auto’s en bovendien nog veel duurder in aanschaf. Hierdoor lijkt de auto op waterstof zijn kans om door te breken definitief gemist te hebben.

Niet iedereen is daar overigens van overtuigd. In dit artikel zal ik dieper ingaan op de techniek, de tekortkomingen, de voordelen en wat nu bepaalt of een techniek doorbreekt of niet. Zo kun je aan het eind van het artikel aan de hand van alle informatie je eigen mening vormen over de toekomst van de waterstofauto. 


Navigeer direct naar:

Wat zijn de voordelen van een waterstofauto ten opzichte van een EV?

Tanken

Het tanken van een FCEV (fuel cell electric vehicle) duurt gemiddeld vijf minuten. Dat is een stuk sneller dan het opladen van een elektrische auto op batterijen waarbij je minimaal 20 minuten kwijt bent om van 20% naar 80% te laden. Dit is voor de meesten de voornaamste reden om naar waterstof te kijken boven een gewone elektrische auto.

Bijtelling (2021)

Voor elektrische auto’s geldt een bijtellingspercentage van 12% tot €45.000 en 22% voor alles daarboven, als je de auto ook meer dan 500 km privé wil gebruiken. Bij een waterstofauto is de bijtelling 12% over het volledige bedrag zonder limiet.

Geen actieradius degradatie

Een batterij verliest door de jaren heen wat opslagcapaciteit (meer over batterijen en de degradatie vind je in dit artikel). Zo kan het voorkomen dat je bij een elektrische auto na 10 jaar nog maar 250 km ver komt, terwijl je in het begin 300 km op een volle lading kon rijden. Bij een waterstof auto heb je dit probleem niet. 

Ook zijn de fluctuaties van de actieradius veel minder significant bij wisselende omstandigheden zoals extreme kou of hitte. Bij een EV kan dat in extreme gevallen 30-40% van je actieradius afhalen (hier meer over de actieradius van een elektrische auto in de praktijk).

Energiedichtheid

Waterstof heeft een enorme energiedichtheid per gewichtseenheid. Dat betekent dat je veel energie kunt opslaan in een kilo waterstof. Hierdoor draagt je auto amper meer gewicht mee na een tankbeurt, wat de efficiëntie ten goede komt.



Misvattingen over auto’s op waterstof

Waterstof is er in overvloed op aarde

Het is een geliefde quote als het op waterstof aankomt ‘Waterstof is het meest voorkomende element in het heelal’, maar wat hebben we daar op aarde aan en wat wil dat überhaupt zeggen? 

Om een brandstofcel aan te drijven heb je pure waterstof nodig. Het probleem van waterstofmoleculen (H2) is dat ze zich direct aan zuurstofmoleculen (O2) binden als ze daaraan blootgesteld worden. Twee waterstofmoleculen en één zuurstofmolecuul vormen samen water (H2O). 

Om bruikbare waterstof te krijgen moet je de waterstof- en zuurstofmoleculen dus van elkaar scheiden en opslaan in een tank waar geen zuurstof bijkomt. Het klopt in principe dat waterstof in grote overvloed op aarde aanwezig is, maar dus niet in direct bruikbare vorm. Dat is wel een belangrijke nuance als je het wil gebruiken om je voertuig aan te drijven. 

Waterstof auto’s stoten enkel water uit dus zijn per definitie schoon

Zoals bij het punt hierboven aangegeven is waterstof niet zomaar beschikbaar. Het splitsen van de moleculen is een energie-intensief proces, waar vaak nog fossiele brandstoffen (veelal aardgas) voor gebruikt worden. Bij dit proces komt CO2 vrij, waardoor waterstof niet per definitie schoon hoeft te zijn. 

Het gaat dus net als bij een elektrische auto voor een deel ook om hoe de energie opgewekt wordt. Waterstof wordt vaak als een energiebron gezien, maar in FCEV’s dient waterstof meer als energieopslag. De bron van de energie is de energie die gebruikt wordt om de moleculen te splitsen. Waterstof is dus de output, niet de bron van de energie.   

Waterstofauto’s hebben een grotere actieradius dan elektrische auto’s

De ontwikkeling van batterijen van elektrische auto’s gaat zo hard dat ze qua actieradius niet hoeven onder te doen voor auto’s op waterstof. Sterker nog, op dit moment zijn er elektrische auto’s met meer range dan de FCEV met het meeste rijbereik.

Daarbij moet ik wel aanmerken dat de EV’s met meer range op dit moment nog duurder zijn, maar een vergelijkbare actieradius in een gelijke prijsklasse is zeker mogelijk. Daarnaast is er bij auto’s op waterstof maar weinig keuze, waardoor verschillende segmenten lastig te vergelijken zijn. Om je een idee te geven: bij een auto op waterstof kom je met het huidige aanbod ongeveer uit op 560-640 km rijbereik tegen vanaf prijzen van €65.000-85.000. Meer smaken zijn er momenteel niet.

Zoals bij de voordelen besproken heeft waterstof een enorme energiedichtheid, maar daarbij moet wel een kanttekening geplaatst worden. Waterstof is van nature energiedicht per kilo, maar niet per inhoudsmaat (waterstof is nota bene het lichtste gas dat we kennen). 

Dus om een grote hoeveelheid energie in een tank te krijgen moet de waterstof gecomprimeerd worden. Dit heeft twee gevolgen: het proces kost energie en er is een sterke (en dus relatief zware) tank nodig om de hoge druk aan te kunnen. Daarmee levert waterstof weer wat in van het voordeel van de energiedichtheid per kilo als je kijkt naar het hele systeem dat je nodig hebt in je auto.


Hoe duurzaam zijn auto’s op waterstof?

Om de duurzaamheid van een auto te bepalen, dien je naar drie dingen te kijken:

  • Hoeveel CO2 wordt er uitgestoten tijdens het fabriceren van de auto?
  • Hoeveel CO2 wordt er in totaal uitgestoten tijdens de gebruikersfase van de auto?
  • Hoeveel CO2 wordt er uitgestoten bij het recyclen van de auto?

Om met die eerste te beginnen: Volgens een onderzoek van Fraunhofer wordt bij de productie van een auto op waterstof ongeveer twee keer zoveel CO2 uitgestoten als bij de productie van een dieselauto. Een waterstofauto is op zijn beurt weer 50% duurzamer dan een BEV (Battery Electric Vehicle) in het productieproces. Dit is gebaseerd op gemiddelden die van gelijke omstandigheden uitgaan en kunnen redelijk afwijken per fabrikant, zeker in het geval van bijvoorbeeld een energiebewuste startup ten opzichte van een traditionele autobouwer.

Als we gaan kijken naar de CO2 uitstoot voor de brandstof, dan wordt het een stuk complexer. Bij de huidige productie van waterstof komt vaak nog veel CO2 vrij. Er liggen plannen om dit in de toekomst te gaan verminderen en uiteindelijk helemaal af te bouwen naar nul, maar dat proces is momenteel nog lang niet kostenefficiënt. 

Aangezien auto’s op waterstof efficiënter met energie omgaan dan benzine- en dieselauto’s, zijn ze wel sowieso duurzamer in het verbruik. Ze springen echter een stuk minder efficiënt met energie om dan gewone elektrische auto’s, waardoor je altijd meer CO2 zal uitstoten als de bron van de energie hetzelfde is, totdat de bron volledig groen is. Aangezien de bron over de gebruiksduur van de auto wel groener zal worden, zal je dus wel positiever uitkomen dan wanneer je projecties maakt op basis van de huidige situatie (dit wordt nog veel te vaak over het hoofd gezien in projecties helaas).

De inefficiëntie is echter wel een groot nadeel voor de portemonnee. De energie die wel nodig is om de waterstof te produceren, maar die je niet kunt gebruiken om je auto te laten rijden moet uiteindelijk wel gewoon betaald worden. Deze kosten zullen dus in de waterstofprijs verwerkt worden.

Als we gaan kijken naar de recycling dan komen we weer in het midden uit. BEV’s hebben een grotere negatieve impact, terwijl benzineauto’s het er beter vanaf brengen. Er wordt hard gewerkt om de verschillen enorm te verkleinen en op dat vlak zijn de laatste jaren ook al veel stappen gezet. Aangezien een auto gemiddeld minimaal 15 jaar meegaat, dien je te kijken naar de CO2 op het moment van recyclen en niet hoeveel CO2 dat nu zou kosten. Dan kun je concluderen dat dit component een stuk minder van invloed is op de totale CO2 uitstoot over de gehele levensduur dan een tegenstander van de techniek je vaak wil doen laten geloven. 

Waarom kan de auto op waterstof wel/niet doorbreken?

Veel mensen met een benzineauto zien in waterstof de ideale opvolger, omdat alles vrijwel gelijk blijft met hoe het nu is. Geen angst voor een lege batterij en gewoon binnen vijf minuten weer een volle tank, en dat alles in potentie ook nog CO2 neutraal. 

Dat klinkt in principe als een goede waardepropositie, maar daar zitten helaas wat haken en ogen aan. Voordat een techniek kan doorbreken en de oude techniek kan verdrijven, moet het voor de gebruiker heel duidelijk zijn waarom hij/zij voor de nieuwe techniek moet kiezen. Zelfs als de nieuwe techniek een klein beetje beter lijkt, is dat voor de gemiddelde consument de gok voor het onbekende niet waard bij een serieuze aankoop als een auto.  

Het enige voordeel dat waterstofauto’s hebben ten opzichte van benzine auto’s is dat ze duurzamer zijn. Nu zijn idealen leuk en aardig, maar in de praktijk zijn er maar weinig mensen waarbij dat het belangrijkste component is van een aankoopbeslissing.

De nadelen ten opzichte van een benzineauto zijn er volop:

  • FCEV’s zijn veel duurder in aanschaf
  • Waterstof is duurder dan benzine
  • Je komt minder ver op een volle tank
  • Er is nog amper een infrastructuur om te tanken

Het is een beetje een kip en een ei verhaal. Alle opgesomde obstakels kunnen overwonnen worden door de techniek verder te ontwikkelen, maar om het verder te ontwikkelen moeten meer auto’s op waterstof verkocht worden. Het probleem is echter dat elektrische auto’s ook op het toneel verschenen zijn en je die nu opeens ook moet verslaan in de strijd. 

De techniek van elektrische auto’s is momenteel veel verder ontwikkeld en deze zijn zelfs al winstgevend te produceren. In het middensegment is het zelfs al economisch gezien een goede keuze als je naar de totale kosten over de levensduur van de auto kijkt, terwijl de aanschafprijs in sommige gevallen ook al erg in de buurt komt van traditionele auto’s.

Die achterstand lijkt met dit tempo niet meer in te halen. Auto’s op waterstof zullen altijd het nadeel houden van de inefficiëntie. Een kilometer rijden zal daardoor altijd duurder blijven dan bij een elektrische auto, dit nadeel zal dus ergens anders goed gemaakt moeten worden. Ook zal de infrastructuur van waterstof altijd een stuk duurder zijn, doordat elektrische auto’s gebruik kunnen maken van bestaande en minder complexe infrastructuur. Deze kosten zullen altijd bij de gebruiker uitkomen.

Waterstof tanken zal waarschijnlijk altijd sneller blijven dan een batterij opladen, maar het ziet er wel naar uit dat de tijd van het opladen nog redelijk naar beneden gebracht kan worden in de toekomst. Als je over 10 jaar 300-400 km kunt bijladen in 10-15 minuten, hoe groot is het voordeel van vijf minuten tanken dan nog? Bij een lange rit is elke paar uur 15 minuten stilstaan vaak eerder een luxe dan een last, terwijl je je auto bij kortere ritten thuis gewoon in 10 seconden in steekt om op te laden. In vergelijking met thuisladen lijkt wekelijks waterstof gaan tanken opeens een last. 

Natuurlijk zal niet iedereen het daarmee eens zijn, maar voor waterstof om door te breken moet de meerderheid het daarmee oneens zijn. Zelfs zo erg oneens dat ze daar ook extra voor willen betalen. Dat zie ik zelf gewoon als een onrealistisch scenario. Zeker niet omdat het verschil in kosten in de eerste jaren exorbitant zijn.

Er zullen vast auto’s op waterstof zijn, maar deze zullen waarschijnlijk voor erg specifieke toepassingen gebruikt worden. Toepassingen waarbij de nadelen wél opwegen tegen de voordelen. De kans is ook groter dat waterstof in andere type voertuigen doorbreekt, maar voor de meeste type voertuigen zullen de meeste nadelen ook gelden. 


Hoe denken de bekende automerken over waterstof?

Het is een beetje verdeeld in twee kampen, enerzijds heb je Hyundai en Toyota die waterstofauto’s op de markt hebben en BMW die zich daarbij wil voegen (gebruikmakend van Toyota’s expertise). Anderzijds heb je Volkswagen Group (moederbedrijf van o.a. Volkswagen, Porsche, Audi en Seat), Honda en Mercedes die in de afgelopen jaren de stekker uit het project getrokken hebben.

Het tegen kamp

Mercedes gaf aan dat ze hun programma na 30 jaar schrapte omdat het te duur zou zijn. Op dit moment zou het Mercedes twee keer zoveel kosten om een waterstofauto dan een BEV te bouwen. 

Volkswagen Group richtte zich al langer op elektrische auto’s met een batterij voor de massa, maar wilde via hun dochtermerk Audi wel nog een FCEV als niche optie op de markt brengen dit jaar. Die plannen zijn echter vorig jaar geschrapt. In 2019 gaf de Volkswagen Group via een blog op haar eigen website al aan dat de beslissing om voornamelijk te focussen op BEV te maken had met schaalbaarheid en potentiële efficiëntie.

Het voor kamp

Toyota geeft op haar eigen website aan: ‘’Waterstof is het meest voorkomende element in het universum en heeft de hoogste specifieke energiedichtheid van alle niet-nucleaire energiebronnen. Het is onuitputbaar en niet giftig; het kan makkelijk gecreëerd worden uit verschillende bronnen, oneindig opgeslagen worden en relatief makkelijk vervoerd worden.’’ 

Ook op de website van Hyundai zie ik de trend terug, vooral de overvloed van waterstof lijkt van groot belang: ‘’Waterstof, het meest voorkomende element op aarde is een krachtige schone energiedrager wanneer het in een brandstofcel gebruikt wordt – hoogst efficiënt en flexibel, met als enige uitstoot elektriciteit, warmte en water.’ 

Nu bedoelen ze met op ‘aarde’ (waar zuurstof het meest voorkomende element is) waarschijnlijk ‘in het heelal/universum’, maar verder klinkt het als het zoveelste marketing praatje dat ik tijdens mijn onderzoek voor dit artikel tegengekomen ben. Vergeef me mijn cynisme, maar het is nogal misleidend om steeds de irrelevante overvloed aan te halen en het is in mijn ogen ook vrij inaccuraat om het efficiënt te noemen. 

Dat het een schone energiedrager is, is zoals eerder beschreven niet per definitie waar en momenteel zelfs eerder een uitzondering. Dat past natuurlijk niet in de boodschap die Hyundai probeert over te brengen. 

Conclusie

Auto’s op waterstof hebben zeker een interessante techniek, waar overigens al verschillende decennia aan gewerkt wordt. De ontwikkeling is te lang geremd om de oude techniek (benzine-/dieselmotoren) te beschermen, waardoor de kans om door te breken vanuit mijn perspectief voorgoed verkeken lijkt. Het zou interessant geweest zijn om te zien wat er gebeurd was als de waterstofauto 20 jaar geleden massaal doorgebroken was. Was de elektrische auto er dan ook geweest? Wellicht niet, de behoefte daaraan was dan sowieso een stuk kleiner geweest en de kans om door te breken daardoor dus ook.

Toch denk ik dat het voor de gemiddelde consument positief is dat de elektrische auto het uiteindelijk lijkt te winnen. De elektrische auto heeft een hoge energie-efficiëntie, kan thuis opgeladen worden voor dagelijks gebruik en keldert enorm in prijs. De vooruitzichten van elektrisch rijden zijn erg positief voor de portemonnee van de gemiddelde consument. De aanschafprijzen dalen elk jaar fors en de kosten van het gebruik (stroom en onderhoud) liggen al veel lager dan bij brandstof auto’s. Natuurlijk kleven er ook wat nadelen aan de transitie, waardoor niet iedereen er als winnaar uit zal komen. We gaan het zien welke techniek uiteindelijk dominant wordt, moge de beste winnen!

Vond je het artikel nuttig, deel het via de onderstaande buttons!

Is je vraag niet goed beantwoordt of heb je een aanvulling? Reageer in de comments hieronder!

Staat er een onjuistheid in het artikel of heb je een suggestie voor ons? Neem contact met ons op!

Gebruik @EVGuruNL om via Twitter met ons te communiceren!