De Hyundai Nexo rijdt op waterstof

[jozef]

135 kW - Max. snelheid 179 km/h - 5 minuten om genoeg waterstof te tanken voor iets meer dan 500 km - prijs ca. 60.000 €

https://www.youtube.com/watch?v=CzU1UPBzYuk

[JC]

Waterstof gebruiken als brandstof voor voertuigen is energetische onzin!

Er zijn momenteel twee manieren om op grote schaal waterstof te produceren aan een aanvaardbare kost. De eerste manier is het kraken van aardgas. De energie-efficiëntie van dit proces, na compressie van het waterstof tot 800 bar is ongeveer 60%. Door transport en verliezen gaat er nog meer energie verloren. Vergeet niet dat waterstof uit elk vat zal lekken omdat het een zeer klein molecule is. Aan het tankstation zal men het gas ook nog eens moeten compresseren, bv. wanneer de voorraadtanks halfvol zijn, moet er terug naar 800 bar worden gecompresseerd. Onder zeer gunstige omstandigheden zal in dit geval 50% van de oorspronkelijke energie als waterstof in de auto gepompt kunnen worden. De tweede methode is electrolyse van water is ongeveer even efficiënt. Ook hier zal er slechts 50% van de oorspronkelijke elektrische energie als waterstof in de auto worden getankt.
De volgende stap in de auto is de omzetting van waterstof in water met behulp van luchtzuurstof in de brandstofcel. Dit proces is weer slechts 50% efficiënt. Deze elektriciteit wordt gebruikt in de elektrische aandrijflijn en voor het laden van een kleinere bufferbatterij. Er komt dan maximum 25% van de oorspronkelijke energie op de wielen terecht!

Wanneer men het aardgas dat gebruikt werd om waterstof te produceren direct in een CNG-wagen had getankt was de energie-efficiëntie hetzelfde geweest. Bovendien was de dure infrastructuur om waterstof te verdelen niet nodig geweest. Een waterstoftankstation is erg duur! Had men de elektriciteit die men voor electrolyse heeft gebruikt direct gebruikt om een batterij te laden dan was tot 90% van de energie op de wielen terecht gekomen. Als de elektriciteit door het net moet om tot bij de auto te geraken heeft men ongeveer 1/3 verlies. Dan nog is de energie-efficiëntie van de waterstofauto dubbel zo slecht als de batterij elektrische wagen.

600 km range met de waterstofauto is natuurlijk mooi, maar dat is ook maar een inschatting. Deze 600 km ligt trouwens nauwelijks boven de range van van een Tesla Model S100D of een Model 3 long range. Aan de huidige prijzen van waterstof kost die 600 km je trouwens 60 euro. Het is goedkoper met een benzine te rijden! De elektrische wagen komt in België toe met zo'n 4 à 4,5 euro/100 km, minder dan de helft dan de waterstofauto. Dit voordeel van de elektrische auto krijgt de waterstofauto niet weggewerkt! De inefficiëntie van het proces om waterstof aan te maken staat dit in de weg.

Veruit de meeste chauffeurs zullen zelden meer dan 400 km per dag rijden, een range die de elektrische auto's op het moment bereiken. De huidige snelle laadpalen geven je weer 400 km range na zo'n 40 min. Na 3 à 4 u rijden op de snelweg moet je dus een pauze inlassen van zo'n 40 min maximum. Voor mij is dit net genoeg om een kleinigheid te eten en mijn benen even te strekken. Er komen trouwens snellere oplossingen op de markt. CCS zou laden tot 350 kW toelaten en wordt momenteel uitgerold. Momenteel zijn er nog geen auto's die deze vermogens aankunnen, maar die komen er nu snel aan.

Het promoten van waterstofauto's is een krampachtige poging van de petrochemische industrie om toch vol te houden aan hun oude business modellen, nl. het verdelen van brandstoffen. In de toekomst zullen de elektrische voertuigen vnl. thuis laden, al dan niet gebruik makende van lokaal opgewekte elektriciteit (photo-voltaïsche panelen, mini warmtekrachtkoppeling, kleinschalige windkracht, …). Slechts zelden zal er buitenshuis moeten geladen worden. Deze petrochemische firma's zullen dus veel minder energie/brandstof kunnen verkopen. Slaagt de petrochemische industrie er echter in om ons toch met waterstof te laten rijden dan hebben zij hier nog controle over. Het is weliswaar mogelijk om een kleinschalige electrolyseoplossing thuis te zetten, maar door de inefficiëntie hiervan heb je meer PV, wind, … nodig. Bovendien zal men niet zomaar toelaten dat men thuis grotere hoeveelheden waterstof opslaat, daar is dit goedje veel te explosief voor! Thuis tanken zal er dus niet bij zijn. Waterstof zal je moeten tanken aan een tankstation waar de overheid vlot nog wat accijns bovenop de waterstofprijs kan aanrekenen. Trap niet in de val van waterstof als brandstof voor voertuigen!

[svenn]

Idd, waterstof is waanzin ...
Los van hetgeen JC al aanhaalde, kan ik nog de vraag stellen :

-waarom ze een waterstoftank in een auto willen steken die een veelvoud aan bar vereist van een lpg-tank.
Mijn ringtank was getest en gekeurd tot 30 bar ...

-hoe groot en zwaar zijn die tanks dan wel en hoeveel liter kan er in ?

-mogen ze een parkeergarage binnen ?
Want waterstof zijn veel kleinere moleculen dus lekken (zie uitleg JC)
Of zijn waterstofmoleculen lichter dan die "lpg"-moleculen (butaan/propaan)?

[JC]

Een waterstoftank in een auto kan typisch gevuld worden tot 800 bar. Waterstof heeft dan wel een gigantische energiedichtheid, ongeveer 4x hoger dan benzine per gewicht, maar het molecule is zeer licht. Het moleculair gewicht van watestofgas (H2) is 2. Onder normale omstandigheden weegt 22,4 l waterstofgas 2 g. 1 kg waterstofgas is dan 500 x 22,4 l = 11 200 l gas. Deze 11 200 l waterstofgas bevat dan wel 142 MJ!
Dezelfde oefening voor aardgas levert het volgende. 22,4 l aardgas weegt 16 g. 1 kg aardgas is dan 1400 l. Deze 1400 l aardgas bevat 55,5 MJ. Als je met aardgas 142 MJ energie wil opslaan heb je ongeveer 3600 l gas nodig of 3x minder dan waterstof.
Voor LPG is deze oefening wat moeilijker. LPG is een mengeling van twee gassen: propaan en buthaan. In de winter wordt typisch meer propaan toegevoegd, in de zomer is het eerder meer buthaan. Als we uitgaan van een 50/50 samenstelling dan weegt 22,4 l LPG 50 g en is de energieinhoud van 1 kg 46,4 MJ. 1 kg LPG is dan 448 l gas. Om weer dezelfde energieinhoud te hebben als 1 kg waterstof gas heb 1370 l gas nodig. Het kookpunt van buthaan en propaan stijgt met hogere druk en al bij relatief lage druk worden deze gassen vloeibaar. Alle gasvolumes hierboven bij 1 atmosfeer natuurlijk!
Een waterstoftank en een aardgastank bevatten gecompresseerd gas, een LPG-tank bevat vloeistof!

Al deze theorie hierboven om aan te tonen dat een waterstoftank onder hoge druk moet staan om een noemenswaardige hoeveelheid te bevatten.

Een ander voorbeeld:

Mijn Tesla Model X 90D heeft een batterij die 90 kWh kan opslaan. 1 kWh = 3,6. De totale energie-inhoud van de batterij is dan 90 x 3,6 = 324 MJ. Stel dat ik mijn wagen zou uitrusten met brandstofcel en waterstof ga gebruiken. Omdat de brandstofcel maar 50% efficiënt is heb ik dubbel zoveel energie nodig uit waterstof, dus 648 MJ, of 4,56 kg H2. 4,56 kg H2 is 51072 l gas bij 1 atmosfeer. Bij een druk van 800 atmosfeer wordt dat dan 64 l gas. Dat is toch al een behoorlijke tank in je koffer. Deze tanks zijn meestal gemaakt van met carbonvezel versterkte kunststof.
Dan heb je nog altijd maar een bereik van 300 à 400 km. Om de beloofde (maar niet noodzakelijke) grotere range te hebben mag je dit verdubbelen.

Wat betreft ondergrondse parkings. LPG auto's mogen hier niet in parkeren omdat LPG gas zwaarder is dan lucht. 22,4 l lucht bij 1 atmosfeer weegt ongeveer 30 g. Zoals hierboven vermeld is dit voor LPG 50 g. LPG gas zal zich dus op de bodem van de garage ophopen. CNG wagens mogen wel in ondergrondse parkings want 22,4 l aardgas (CNG) weegt slechts 16 g. Waterstof is helemaal geen probleem met slechts 2 g per 22,4 l. Mits voldoende ventilatie zal het waterstof onmiddellijk kunnen ontsnappen. Er zijn nog andere factoren waar rekening mee gehouden moet worden, bijvoorbeeld bij welke percentages H2-gas een explosie kan voorkomen, …