De meesten hier weten dat ik helemaal geen voorstander ben van waterstof als brandstof voor voertuigen. De productie van waterstof is niet erg efficiënt en de brandstofcel is ook maar 50 tot 60% efficiënt. De well-to-wheel efficiëntie is hierdoor erg laag. Het is zonde om elektriciteit te gebruiken om via electrolyse waterstof aan te maken, een elektrische wagen komt met diezelfde elektriciteit een pak verder (tot meer dan dubbel zo ver).
Er is echter een andere praktische reden waarom waterstof als brandstof voor voertuigen nooit zal werken. Veel kan hier niet aan veranderd worden, het zijn de gevolgen van pure natuurkunde.
Eerst enkele feiten. Waterstof heeft een zeer hoge energiedensiteit per kg. Een kg waterstof bevat 140 MJ aan energie die beschikbaar komt na oxidatie (door verbranding of door oxidatie in een brandstofcel). Helaas is waterstof bijzonder licht waardoor de energie-inhoud per volume zeer laag is.
Waterstof zal getankt moeten worden in een tankstation en dit tankstation zal bevoorraad worden door waterstoftankers. Deze tankers gebruiken een aantal lange sigaarvormige tanks die gebundeld worden. De totale inhoud van deze bundels is maximum 500 kg. Deze hoeveelheid waterstof bevat 500 x 140 = 70.000 MJ aan energie. Een zelfde vrachrtwagen met met diesel of benzine zal ongeveer 25 ton kunnen laden!
We kunnen uitgaan van een efficiëntie van een waterstofvoertuig met brandstofcellen van ongeveer 50%. Het verbruik van die waterstofauto is ongeveer 20 kWh/100 km, waardoor er zo'n 40 kWh aan energie zal verbruikt worden uit de waterstoftank. 40x3,6=144 MJ. Laat ons uitgaan van 1 kg waterstof per 100 km (wat de fabrikanten van deze voertuigen ook opgeven). Die 500 kg in de waterstoftanker zijn dus genoeg om 50 000 km te rijden met waterstofauto's.
Vergelijken we dit met die 25 ton diesel. De dichtheid van diesel is ongeveer 0,84 waardoor 25 ton diesel in werkelijkheid 25000/0,84=29761,9048 l is, ronden we af naar 30 000 l. We gaan uit van een verbruik van 6 l diesel per 100 km (we rijden niet allemaal met zuinige eco-dieseltjes). In die vrachtwagen zit dan genoeg diesel om 30000/6=5000 keer 100 km te rijden of zo'n 5000 x 100 = 500000 km. M.a.w. met de brandstof in een tankwagen met diesel kom je 10x verder dan met de brandstof in een waterstoftanker.
Het stopt hier nog niet. Een tankwagen met een vloeistof wordt volledig leeggepompt bij levering van die brandstof. Dit gaat relatief eenvoudig, indien de tanker hoger staat dan het ontvangende reservoir zou het zelfs puur via de zwaartekracht kunnen. Gevolg is dat een vloeistoftanker relatief snel en volledig gelost kan worden. Bij een gastanker is dit anders. Als de druk in de tanker hoger is zal het gas wel naar het ontvangende reservoir stromen, maar dit zal stoppen bij gelijke druk. Let op dat bij een drukverlaging het gas zal afkoelen in de tanker waardoor de druk zal dalen! Uiteindelijk zal gepompt moeten worden om het gas in het ontvangende reservoir te krijgen. Omdat de drukken hier meestal hoog zijn (tot 800 bar) zal dit ook lang duren. Bovendien verbruikt een dergelijke compressor veel energie! In de praktijk worden gastankers nooit volledig leeg gepompt en blijft typisch zo'n 20% van de lading achter.
Overschakelen op waterstof voor het transport zal dus resulteren in minimum 10x meer brandstoftankers op de weg. Bovendien zijn dit tankers met een gevaarlijke lading. De kans op een ongeluk met een waterstoftanker neemt dan ook sterk toe. Zelfs de aanrijding tussen 2 waterstoftankers begint heel wat waarschijnlijker te worden, dit is iets wat we niet willen veronderstel ik.
Een alternatief zou transport via pijpleiding zijn. Helaas stoten we hier op dezelfde problemen. Door de lage densiteit van waterstof zal getransporteerd moeten worden bij hoge druk, hoge snelheid of moeten de pijpleidingen groot zijn. Een waterstofpijpleiding is wel wat anders dan pakweg een aardgasleiding. Waterstof ontsnapt uit elk vat omdat het molecule zo klein is. Bovendien tast waterstof vele metalen aan waardoor niet zomaar elke leiding kan gebruikt worden. Door de hoge druk en/of snelheid in de leiding zal het energieverbruik voor het transport door de leiding ook toenemen. Als we al deze hindernissen overwinnen moeten we ons nog de vraag stellen of we heel het land willen openleggen om deze pijpleidingen te leggen.
Waterstof voor voertuigen? Het lukt gewoon niet!
