Na wat gestoei speelden we GigaWatt, een bordspel over de energietransitie

Waarom zet Toyota in op waterstof?

De Toyota Mirai was een van de eerste waterstofauto’s in 2014. In 2021 kreeg hij een nieuw model. Prijs vanaf 67.350 euro, bereik op een volle tank zo’n 500 kilometer. Woordvoerder Guido Roozekrans legt me uit waarom Toyota inzet op waterstof, naast andere manieren om duurzaam te rijden. Hij begint over netcongestie. Als iedereen elektrisch zou rijden, dan kan het stroomnet dat helemaal niet aan. Dat biedt mogelijkheden voor auto’s met alternatieve brandstoffen. Dat het net uit zijn voegen barst door de enorm stijgende vraag naar stroom, is een feit. Niet voor niets trekken netbeheerders aan de bel. Er zijn nu miljarden nodig om ervoor te zorgen dat we over een paar jaar nog een werkend stroomnet hebben. Maar: het gaat dan voor een deel over de piekbelasting, als iedereen thuiskomt en een warm huis en eten wilt hebben. Elektrische auto’s liggen steeds vaker aan slimme laadpalen, en laden dan alleen ’s nachts op, als de stroomvraag veel lager is. “Maar vooralsnog zijn er niet veel auto’s die alleen ’s nachts laden en dan helemaal vol kunnen laden”, werpt Erwin Jongh, waterstofexpert bij Toyota, tegen.Grondstoffenschaarste voor batterijen Er kleven meer nadelen aan de batterij, zegt Jongh. “Een tekort aan grondstoffen voor batterijen is een mogelijke bottleneck als we grootschalig batterij-elektrisch rijden. Voor een EV-batterij is circa 75 maal meer van het schaarse en intussen extreem dure lithium en nikkel nodig dan bij een waterstof-elektrische auto. En een batterijpakket laat zich minder makkelijk recyclen dan een waterstofsysteem.” Bovendien: in Nederland hebben we makkelijk praten. We zijn een klein landje met de meeste laadpalen per vierkante kilometer. Dan is het makkelijk op een batterij rijden. In grote landen - China, maar vooral de VS - rijdt men veel grotere afstanden. Een batterij levert dan misschien niet genoeg kilometers. Voor dat soort situaties kan waterstof uitkomst bieden. En wat te denken van zwaar transport, dat ook maar moeizaam op batterijen kan rijden? Als een truck elke nacht uren moet opladen, gaat dat van de winstgevendheid van een transportbedrijf af. Lees ook: Wat is de beste manier om een autobatterij te recyclen?Waterstofauto als pilot Voor Toyota zijn dat redenen om waterstof in ieder geval serieus te onderzoeken. De Mirai is vooral bedoeld om de techniek om elektriciteit te maken uit waterstof verder te ontwikkelen, de markt op te schalen en de technologie nog goedkoper te maken. En uiteindelijk toe te passen in busjes en vrachtwagens, treinen, boten en generatoren. Stadsbussen met Mirai-technologie komen nu op de markt. Roozekrans vertelt over de brandstoftanks. De Mirai heeft er drie. “De ontwikkeling daarvan duurde ongeveer net zo lang als het maken van de apparatuur die waterstof in stroom omzet (de fuel stack)”, vertelt hij. Er zijn filmpjes dat de waterstoftanks vanuit een hijskraan op de grond worden gegooid en onbeschadigd tegen de grond stuiteren. Dat is belangrijk, want de tanks zitten vol waterstof onder hoge druk. Een serieus explosiegevaar, als je de tank niet stevig genoeg maakt. De tanks bestaan onder meer uit versterkte koolstofvezel, waaraan Toyota's R&D-afdeling jarenlang heeft gewerkt.BMW klopt aan Ook de fuel stack, het apparaat dat stroom maakt van waterstof, is een huzarenstukje, weet Roozekrans. Toyota en BMW hebben een strategische alliantie en BMW zal deze techniek ook gaan gebruiken in een personenauto. Dat laat zien hoe de autowereld verandert. Vroeger waren de Duitse automerken onverslaanbaar. Ze hadden de beroemde voorsprong door techniek. Nu kloppen ze aan bij de Japanners voor de techniek van de toekomst. Sowieso is de Mirai van 2021 een sprong voorwaarts ten opzichte van het 2014-model. Jongh: “Deze is groter en heeft het onderstel dat is afgeleid van de Lexus LS. De fuel stack werkt beter, de techniek heeft grote stappen gemaakt. En toch is dit model goedkoper dan het vorige; 67.350 euro versus 81.000 euro.” En Toyota gebruikt de waterstoftech nu ook voor andere voertuigen. Vooral in het zware transport: vrachtwagens in de VS, bussen in Nederland en zwaardere bestelbusjes in Japan. Lees ook: Nieuwe energiecentrale: elektrische vrachtwagens op een bergGroene waterstof Niet iedereen is optimistisch over waterstof voor zwaar transport. Het gerenommeerde Fraunhofer-instituut becijferde dat waterstof voor vrachtwagens een long shot is. Voor personenauto’s is het al helemaal niet relevant. De reden? Waterstof is harder nodig in andere toepassingen, vooral de industrie. De tegenwerping van Toyota: de waterstofauto is een van de weinige technieken waar waterstof nu al nuttig gebruikt kan worden. De auto kan het vliegwiel op gang brengen zodat de groene waterstof later ook zijn weg kan vinden naar zwaar transport en industrie. Vandaag de dag is er voldoende groene waterstof beschikbaar voor mobiliteit, aldus Roozekrans. De problemen rond waterstof houden Toyota niet tegen. Wat helpt is dat Toyota een Japans bedrijf was. De kernramp van Fukushima zorgde ervoor dat regering de pijlen op een alternatieve, duurzame brandstof richtte. De zomerspelen van 2020 zouden in het teken moeten staan van waterstof: Japan zou laten zien hoe je de duurzame brandstof overal toe kan passen. Een waterstofdorp, bussen op waterstof voor de spelers, noem maar op. Covid-19 gooide roet in het eten, maar Japan sloot wel een deal met Australië om waterstof te leveren. Veel van die waterstof is niet groen; in Australië maken ze de brandstof met fossiele energie, afkomstig uit bruinkool. Op termijn moet de waterstof in Australië ook groen worden. Lees ook: Een Tesla rijdt 1200 kilometer op één lading, hoe kan dat?Batterij en waterstof Volgens de voorstanders van batterij-elektrisch rijden heeft de waterstofauto een niet in te halen achterstand. Qua techniek (de brandstofcel is nog kleinschaliger en dus duurder dan de batterij), qua infrastructuur (meer laadpalen dan waterstoftankstations) en qua algehele kosten. Batterijen worden al jaren goedkoper; zelfs als de prijs van waterstof uiteindelijk ook daalt, blijft de technologie duurder. Al is het maar omdat je groene stroom (met verliezen) nodig hebt om waterstof te maken. Dan kun je die beter direct in een batterij laden. De CEO van Volkswagen rekende het voor: van elke kilowattuur stroom houd je maar 33 procent over als je op waterstof rijdt. Voor batterij-elektrisch is dat meer dan 70 procent. Jongh nuanceert deze berekening wel; hij is deels gebaseerd op oude aannames en op ideale omstandigheden voor batterijen. “Belangrijk is dat waterstof en batterijen naast elkaar kunnen bestaan voor auto’s.” En daar komt bij dat die dalende kosten van de batterij niet vanzelfsprekend zijn; de materialen lijken door schaarste duurder te worden, met alle gevolgen van dien.Hybride auto's Op termijn zou het kunnen dat netcongestie en grote afstanden waterstof een extra boost geven. Dat is waar Toyota op hoopt. Maar door deze focus lieten ze de batterij-elektriciteit voor personenauto’s een beetje liggen. Voor een bedrijf dat de allereerste ter wereld was die met een hybride auto kwam, is het opvallend dat de batterijtech aanvankelijk geen verdere toekomst kreeg. Verrassend genoeg is het wagenpark een van de schonere van Europa. Roozekrans: “Collectief stoten onze wagens relatief weinig CO2 uit.” Dat komt vooral omdat Toyota een aantal kleinere wagens heeft die erg populair zijn: de Aygo en de Yaris. Deze zijn zuinig en stoten dus minder CO2 uit. En omdat bij Toyota circa 70 procent van alle verkochte auto’s een hybride is, die aanzienlijk lagere CO2-emissies uitstoten dan hun directe concurrent met conventionele brandstofmotoren. Hierdoor heeft het merk de laagste gemiddelde CO2-uitstoot van de nieuw verkochte auto’s in Europa.” Daar komt bij dat Toyota wel degelijk aan batterij-elektrische auto’s werkt. Dit jaar verschijnt de eerste batterijwagen van het merk op de markt. Ruim later dan de meeste concurrenten, maar het laat zien dat de focus niet alleen op waterstof ligt. In de EU mogen (hybride) benzine- en dieselauto’s in ieder geval vanaf 2040 niet meer verkocht worden. Als Toyota zijn hegemonie als grootste automerk ter wereld wil bewaken, moet het op korte termijn wel met meer volledig elektrische modellen komen. Want met alleen de Mirai komt het bedrijf er niet; te duur en te groot voor de meeste mensen. Tenzij de ontwikkelingen in waterstof zo snel gaan dat er over twaalf jaar meerdere betaalbare H2-modellen zijn. Dat lijkt een rat race die niet dicht te lopen is. Maar als er een bedrijf is dat het kan, zou het gigantische Toyota zijn: de CEO, Akio Toyoda, zei eind vorig jaar dat er 30 batterij-elektrische modellen aankomen. Een waterstofauto, hoe rijdt dat? In 2014 verscheen de eerste versie van de Mirai. Een paradepaardje voor Toyota. In 2021 kwamen ze met een geheel vernieuwd model. Dat nieuwe model mag ik lenen. De auto straalt me knalblauw blinkend tegemoet bij het Nederlandse hoofdkwartier van Toyota in Raamsdonksveer. Straatwaarde: 75000 euro. Bereik op een volle tank: zo’n 500 kilometer. Het is een gigantische auto. Voor eenieder die niet gewend is om in dure, royaal uitgevoerde wagens te rijden voelt deze knalblauwe kolos als een log stalpaard. Maar dat is een kwestie van smaak, en de auto rijdt comfortabel. Je rijdt zo een tank waterstof leeg zonder moe te worden. Omdat de aandrijving eigenlijk dezelfde is als bij een elektrische auto, heeft hij ook alle voor- en nadelen van zo’n wagen. Je zit binnen no-time op 100 kilometer per uur. Als je niet oplet, rij je snel veel te hard. Invoegen en inhalen zijn veel makkelijker dankzij de hoge acceleratie. Nu weet ik best wat van de aandrijflijnen en duurzaamheid, maar ‘rijgevoel’ en de markt voor auto’s die meer kosten dan 10.000 euro, dat is mij vreemd. Ik vroeg een autogekke bekende (hij liet een traan toen Max Verstappen won) om mee te rijden. De snufjes konden bekoren; vooral de achteruitkijkspiegel, die beeld uit de achtercamera toont in plaats van dat hij letterlijk als spiegel werkt, had hij nog niet eerder gezien. Maar na een uur rijden rond Utrecht had hij een sobere conclusie: voor dit geld zijn er betere auto’s. Mensen die 75.000 euro aan een auto uit kunnen geven, kunnen ook 10.000 meer spenderen voor grotere, luxere auto’s. Die rijden dan niet op waterstof, maar dat is voor velen eerder een pre dan een contra, gezien de beperkte beschikbaarheid van waterstofpompstations. Voor mijn boomlange bijrijder zat de Japanse wagen bovendien net te krap, was de afwerking hier en daar net niet goed en viel de manier waarop de auto reed tegen. Waterstof tanken, hoe werkt dat? Tanken is het enige dat écht anders is dan bij een benzine, diesel of elektrische auto. Aan de rand van Nieuwegein, vlak bij mijn woonplaats, opende onlangs een groen waterstoftankstation. Bij een verlaten parkeerterrein staan twee onopvallende tankmodules. Ernaast, achter hekken, de elektrolysers die groene waterstof maken met zonne-energie. Het tanken is passiever dan bij benzine. De ‘slang’ sluit aan op de tank, een praat met deze tank. Zo weet het systeem zeker dat de druk goed zit en kunnen er geen ongelukken gebeuren. Vervolgens pompt de slang de drie tanks in de Mirai in een paar stoten vol. Met pauzes tussendoor, ook heel anders dan bij benzine tanken. In 3 minuten is hij vol. Ondertussen loopt de prijs op de teller op tot schrikbarende hoogten. Omdat het hier groene waterstof betreft, moet ik 14 euro per kilo afrekenen. Met bijna 5 kilo in de tank (volgens de auto zelf goed voor een paar honderd kilometer rijden) betaal ik net zoveel als voor een volle tank in mijn kleine benzinewagentje. Alleen rij ik dan 700 kilometer in plaats van 400.Luchtvervuiling De Mirai is ‘een auto die de lucht reinigt terwijl hij rijdt’, zoals de ronkende advertenties ons vertellen. En het is technisch gezien waar. In de auto zit zelfs een metertje dat bijhoudt hoeveel lucht je met de auto reinigt. Per gereden kilometer reinig je op deze manier zo’n 680 liter lucht. Die wordt in het systeem ontdaan van fijnstof en andere vervuiling en komt als schone waterdamp uit de uitlaat. Grappig detail: als je de auto uitzet, moet hij nog even ‘ontgassen’. Loop je door deze rook, dan ruik je geen roet en teer, maar waterdamp - alsof je een warm handdoekje krijgt bij de Chinees. Maar de lucht die een Mirai reinigt valt natuurlijk in het niet met de vele tonnen vervuilde lucht die ons via snel- en ringwegen tegemoet vliegt. Misschien is dat de oplossing voor fijnstof in de lucht: iedereen aan de waterstofauto. Maar daarvoor is er toch echt te weinig waterstof en zijn de auto’s die erop rijden nog veel te duur. Het model dat ik testte kost 75.000 euro.Schrijf je in voor onze Newsbreak: iedere dag rond 12 uur het laatste nieuws Wil jij iedere middag rond 12 uur het laatste nieuws over duurzaamheid ontvangen? Dat kan! Schrijf je hier in voor onze Newsbreak.