De Duitse autofabrikant ontwikkelde de iX5 Hydrogen, een van BMW’s eerste waterstofauto’s met brandstofcel, na diverse experimentele modellen in de afgelopen decennia met verbrandingsmotoren die op waterstof reden. De iX5 heeft twee tanks waarin zo’n 6 kilo waterstof opgeslagen kan worden en een kleine batterij. De batterij is nodig om het systeemvermogen op 400 pk te brengen en snelle (tussen)acceleraties mogelijk te maken. Met 6 kilo waterstof kan de iX5 Hydrogen zo’n 500 kilometer afleggen.
Met de proefvloot van zo’n honderd waterstofauto’s wil BMW de komende tijd verkennen hoe ze de auto kunnen optimaliseren. Het bedrijf werkte vier jaar aan de ontwikkeling van de iX5 Hydrogen en laat met de lancering zien dat waterstof, naast batterij-elektrische voertuigen, een serieus alternatief is voor de benzineauto.
Zo werkt een waterstofauto
Een waterstofauto bevat een grote tank waarin waterstof is opgeslagen. De waterstof in de tank reageert in de brandstofcel met zuurstof uit de lucht. Dankzij een chemische reactie wordt de waterstof dan omgezet in elektriciteit. De elektriciteit drijft de elektromotor aan, waardoor een waterstofauto in feite hetzelfde rijdt als een elektrische auto. Het enige wat overblijft is waterdamp.
Wanneer waterstof die wordt getankt uit hernieuwbare bronnen is gemaakt, zoals zonne- en windenergie, dan is de waterstof ‘groen’ en dus duurzaam. Tot nu toe wordt er nog weinig groene waterstof geproduceerd, maar wel blauwe waterstof. Daarbij wordt waterstof gemaakt uit aardgas. De CO2 die daarbij vrijkomt, wordt opgeslagen onder de grond, bijvoorbeeld in lege gasvelden. Uiteindelijk is het doel om zoveel mogelijk groene waterstof te gebruiken.
Meer weten over verschillende kleuren waterstof? Bekijk deze explainer.
Een van de grootste voordelen van de waterstofauto is het snelle tanken. Jürgen Guldner, programma manager waterstoftechnologie bij BMW tankt de iX5 binnen vijf minuten vol met waterstof bij een waterstoftankstation in de haven van Antwerpen. “Voor mensen die veel kilometers maken, is een waterstofauto een duurzame optie.”
Limiet op het elektriciteitsnet
Vanaf 2035 moeten alle nieuw verkochte auto’s in Europa uitstootvrij zijn. Dat betekent geen diesel en benzineauto’s meer, maar elektrische- en waterstofauto’s. Elektrische auto’s zijn al redelijk vertegenwoordigd op de Nederlandse wegen. Afgelopen december was zo’n 45 procent van alle nieuw verkochte auto’s volledig elektrisch. Maar aan elektrisch rijden zit ook een grens, ziet Guldner.
Volgens hem kan het elektriciteitsnet het niet aan als alle auto’s opladen op het huidige elektriciteitsnet. “Netcongestie dwingt ons om naar andere oplossingen te kijken. De infrastructuur voor elektrisch laden is namelijk écht een probleem”, zegt hij.
Het net verzwaren is een optie, maar dat kost de staat enorm veel geld. “In het begin is elektrisch rijden makkelijk: je kunt bijna overal waar je elektriciteit hebt een laadpaal plaatsen. Maar als je kijkt naar het plaatsen van openbare laadpunten, dan heb je netverzwaring nodig om dat voor elkaar te krijgen. Met elektrisch laden wordt het dus juist duurder als je er meer van hebt, terwijl je die curve juist andersom wilt zien.”
Economisch aantrekkelijk scenario
Dat is volgens studies wel het geval met waterstof. “Hoe meer tankstations je daarvan hebt, hoe gunstiger de kosten worden.” Guldner denkt dat de twee makkelijk naast elkaar moeten kunnen bestaan. “Het één is niet beter dan het ander: het verrijkt elkaar.”
Inzetten op twee soorten infrastructuur is economisch gezien aantrekkelijker dan inzetten op één. Dat blijkt uit een studie van Hydrogen Partnership. Gecombineerde tankstations met zowel waterstof als laadpalen kan de kosten voor het aanleggen van die infrastructuur aanzienlijk verlagen.
Schaarse grondstoffen
Naast dat de twee technologieën voor een goedkopere infrastructuur zorgen, heeft de ontwikkeling van de waterstofauto een ander voordeel. Voor de productie van de waterstofauto zijn minder schaarse grondstoffen nodig dan voor de batterij-elektrische auto. Hoewel de waterstofauto naast de waterstoftank en de brandstofcel ook een kleine batterij bevat, is die slechts een tiende van de batterij in een volledig elektrische auto. Daardoor zijn er minder schaarse grondstoffen zoals lithium en kobalt nodig.
Wel is het metaal platinum een essentieel onderdeel van de waterstofauto. Volgens Guldner zijn die grondstoffen ook aanwezig in de katalysatoren van bestaande benzineauto’s. “Van de benzineauto’s die afgeschreven zijn, kan het materiaal gebruikt worden in de waterstofauto’s.”
Nadelen waterstofauto
Een veelgehoord nadeel van waterstof is het energieverlies en de nog weinige tankstations. Op beide heeft Guldner een antwoord. “Het is beter om het energieverlies te accepteren dan een overvloed aan energie helemaal niet te gebruiken.” Hij doelt daarmee op de productie van groene waterstof, die wordt gemaakt uit zonne- en windenergie. “We kunnen deze energie beter gebruiken dan dat we de windmolens gaan stilzetten, omdat het elektriciteitsnet te vol zit.”
In Nederland zijn er zo’n tien plekken waar je met een waterstofauto kunt tanken. Hoewel dat er nog niet veel lijken, komen steeds meer bedrijven met de bouw van nieuwe waterstoftankstations. Zo wil het Nederlandse Fountain Fuel het komende jaar drie energiehubs bouwen in Nederland en in 2025 moeten dat er elf zijn. Op die plek kunnen auto’s, bussen en vrachtwagens waterstof tanken en elektrisch snelladen.
‘Stop met zwart-witdenken’
Maar die waterstofinfrastructuur is nog lang niet overal zoals in Nederland. Zo is Duitsland bijvoorbeeld goed op weg, maar zijn er in heel Frankrijk slechts een handjevol waterstoftankstations rondom Parijs. Maar er moet toch ergens een start gemaakt worden, vindt ook Jorgo Chatzimarkakis, CEO van branchevereniging Hydrogen Europe.
“De argumenten tegen waterstof zijn hetzelfde als twintig jaar geleden voor elektrische auto’s. Natúúrlijk zijn er nog relatief weinig tankstations en zijn de auto’s nu nog duurder. Maar dat is altijd zo met nieuwe technieken”, zegt hij. “We moeten stoppen met zwart-witdenken en ons realiseren dat de twee technieken naast elkaar kunnen bestaan.”
Dat argument onderstreept Guldner nogmaals: “Het is dwaas om je op één technologie te concentreren. Dat is simpelweg te riskant voor een bedrijf.” Of zoals Olivier Zipse, voorzitter van de Raad van Bestuur, stelt: “Eén technologie alleen is niet genoeg om wereldwijd klimaatneutrale mobiliteit mogelijk te maken.”
We mochten de waterstofauto uitproberen in de haven van Antwerpen. | Credit: Tom Kirkpatrick Fotografie / BMWMeer lezen over waterstof?
- Dankzij deze Nederlandse start-up schieten straks de waterstoftankstations als paddenstoelen uit de grond
- Doorbraak TNO: veel minder schaarse metalen nodig in nieuwe elektrolyser
- Bedrijf achter Nederlandse ‘waterstof-windmolen’ krijgt miljoenen om waterstofketen op te bouwen
Foto Credits: Tom Kirkpatrick Fotografie / BMW
