# data[].attributes.attachment_link.title
The 2021 Toyota Mirai Is a Futuristic Luxury Sedan

# data[].attributes.attachment_link.title
The 2021 Toyota Mirai Is a Futuristic Luxury Sedan

# data[].attributes.attachment_link.title
Green Hydrogen Is Sparking a Revolution in Sustainable Energy

# data[].attributes.attachment_link.title
Toyota Waterstof | De 'brandstof' voor de toekomst

# data[].attributes.attachment_link.description
Wat kost een waterstofauto Waterstof is een vooruitstrevende en indrukwekkende techniek. Op dit moment zijn er pas een handjevol waterstofauto's op de markt. De aanschaf van een waterstofauto ligt hoger dan bijvoorbeeld een hybride auto. Daartegenover staat dat je met een emissievrije auto tot 2026 geen motorrijtuigenbelasting hoeft te betalen.

# data[].attributes.body
Toyota Mirai

# data[].attributes.attachment_link.title
Rijden op waterstof: is dit de toekomst?

# data[].attributes.body
*Bij watersfof uit aardgas 28% minder CO2-uitstoot
*Bij waterstof uit groene stroom 0% CO2-Uitstoot

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Een waterstofauto is een elektrische auto die waterstof (H₂) gebruikt als energiebron in plaats van (of in combinatie met) een batterij. De waterstof wordt in een brandstofcel met zuurstof (O₂) uit de lucht omgezet in water (H ₂O) waarbij elektriciteit geproduceerd wordt, die de elektromotor aandrijft. De enige restproducten zijn waterdamp en warmte. Er ontstaat geen koolstofdioxide (CO ₂) waardoor het een nulemissievoertuig is. Hoewel het voertuig geen CO ₂ uitstoot, kan er bij het maken van waterstof wel CO ₂ ontstaan, als waterstof gemaakt wordt met stoomreforming. Indien waterstof gemaakt wordt uit elektrolyse met groene stroom, komt daarbij geheel geen CO ₂ vrij.

Een ander type waterstofauto heeft een verbrandingsmotor, die in plaats van benzine of diesel waterstof gebruikt als brandstof. Een voorbeeld hiervan is de BMW Hydrogen 7. Behalve een (nog) iets lager rendement ontstaat er water dat verontreinigd is met smeerolie van de cilinders en NO x. Dit artikel behandelt dit type niet.

Personenauto's

De Hyundai ix35 Fuel Cell (bereik: 600 km), de Toyota Mirai (bereik: 502 km) en de Honda Clarity Fuel Cell (bereik: 589 km). In Nederland werden de eerste twee Toyota's Mirai in gebruik genomen door het Ministerie van Infrastructuur en Milieu in januari 2016. Eerder had het ministerie al twee waterstofauto's van Hyundai in gebruik genomen. In Nederland reden in 2017 zo'n 31 waterstofauto's rond, eind 2020 waren 390 waterstofauto's geregistreerd. Ook Renault begeeft zich op de markt van waterstofauto's voor het lichte bedrijfswagensegment.

In Nederland gaat volgens planning eind 2020 het duurzaamheidsproject-zeiljacht De Ecolution (van ruimtevaarder Wubbo Ockels) op waterstof varen.

Bussen en touringcars

Naast auto's kunnen ook autobussen op waterstof rijden. Dit is vooral zinvol in steden, waar door de inzet van waterstofbussen de luchtkwaliteit kan verbeteren. Er zijn proefprojecten gestart met waterstofbussen. Op 20 november 2019 werd er een samenwerkingsovereenkomst voor het rijden met 50 waterstofbussen ondertekend door minister Stientje Van Veldhoven (Milieu en Wonen), gedeputeerde Floor Vermeulen (provincie Zuid-Holland) en gedeputeerde Fleur Gräper (provincie Groningen).

De fabrikant Alstom bouwt treinen die op waterstof rijden. Tijdens de Klimaattop Noord maakte Alstom bekend begin 2020 een waterstoftrein te zullen gaan testen op het traject. Het project was een samenwerking tussen de provincie Groningen, Engie, ProRail, Arriva en Alstom.

Vrachtauto's

De Brabantse voertuigenfabrikant VDL ontwikkelde naast een volledig elektrische truck ook een elektrische truck op basis van een DAF-truck met waterstof range extender. Het voordeel hiervan is de grotere actieradius ten opzichte van elektriciteit uit accu's. De batterij wordt tijdens het rijden bijgeladen met elektriciteit geproduceerd door de brandstofcel.

Het Nederlandse familiebedrijf Holthausen maakte in 2020 een samenwerking met het Amerikaanse HYZON Motors bekend. In Winschoten is een fabriek gebouwd voor waterstoftrucks, de eerste in Europa.

Op 3 september 2014 werd het eerste openbare waterstoftankstation in Nederland geopend langs de Groene Kruisweg (vlak bij de A15) in Rhoon bij Rotterdam. Eerder waren er al particuliere tankstations in Amsterdam, Arnhem en Helmond. Waterstoftankstations zijn duur, ongeveer 1,5 miljoen euro. Zolang er nog weinig waterstofauto's in Nederland rondrijden is het niet lonend om veel waterstofstations neer te zetten en zolang er weinig waterstoftankstations zijn is het niet zinnig een waterstofauto aan te schaffen. Een Nederlandse ondernemer ontwikkelt goedkopere waterstofstations.

Vrijwel alle waterstoftankstations in Nederland worden gebouwd met een DKTI-subsidie. In 2020 zijn er in Nederland vijf in bedrijf en 15 in ontwikkeling.

Waterstof is een gas dat niet, zoals aardgas, uit de grond gehaald kan worden. Het moet, net als alle andere elektrisch opgeslagen energie, geproduceerd worden. Dit gebeurt door elektrolyse, waarbij water omgezet wordt in waterstof en zuurstof door toediening van elektriciteit. Dat is het omgekeerde van de reactie die in een brandstofcel plaatsvindt. De reactie is .

Waterstof kan ook worden geproduceerd uit fossiele brandstof, bijvoorbeeld aardgas. Methaan (CH ₄) wordt in dit geval via omgezet in H ₂ en CO ₂. De CO ₂ kan -in theorie- worden afgescheiden en ondergronds in bijvoorbeeld een leeg aardgasveld worden opgeslagen. In dat geval draagt de inzet van aardgas niet of heel weinig bij aan de uitstoot van CO ₂ naar de atmosfeer.

Waterstof kan ook uit biomassa worden gemaakt. Wanneer ook bij dit proces de vrijkomende CO ₂ wordt afgescheiden en ondergronds opgeslagen, is het zelfs mogelijk om tot negatieve emissie van CO ₂ te komen: het halen van CO ₂ uit de atmosfeer en het vastleggen van deze CO ₂ op aarde.

Voor de productie van waterstof door middel van elektrolyse is elektriciteit nodig. Die elektriciteit kan lokaal geproduceerd worden, bijvoorbeeld met behulp van zonnepanelen op het complex waar ook de waterstoffabriek en waterstoftankstations voor waterstofauto's staan. Die zonnepanelen leveren, vooral in de winter, echter niet voldoende elektriciteit voor volledige productie, dus het complex blijft afhankelijk van elektriciteit van buitenaf. Er zijn plannen om een dergelijk complex bij Emmen te bouwen.

Het voordeel van de waterstofauto's is dat er geen luchtverontreiniging ontstaat. Bij de verbranding van waterstofgas ontstaat uitsluitend waterdamp. In tegenstelling tot fossiele brandstoffen komen er bij de verbranding van waterstof geen luchtvervuilende stoffen vrij als koolmonoxide, stikstofoxiden en fijnstof. Indien de waterstof is geproduceerd met elektriciteit die is opgewekt door verbranding van fossiele brandstoffen is echter wel sprake van luchtvervuiling bij de energiecentrale, tenzij deze vervuilende stoffen (waaronder ) worden afgevangen en opgeslagen. Indien de waterstof is geproduceerd met groene elektriciteit, is geen sprake van luchtverontreiniging en in dat geval wordt er ook geen CO ₂, een belangrijk broeikasgas, geproduceerd.

Waterstof heeft als tweede voordeel dat het onuitputtelijk is. Er kan altijd nieuwe waterstof gemaakt worden uit water, echter met behulp van energie. De voorraad fossiele brandstoffen (en zeker aardolie) raakt daarentegen langzamerhand uitgeput en nieuwe aardolie kan niet makkelijk gemaakt worden. Er moet dus gezocht worden naar een alternatief voor aardolie om de benodigde energie op te wekken.

Het derde voordeel is, bij gebruik van brandstofcellen, de stille aandrijving, door het ontbreken van mechanische delen in de brandstofcel, die waterstof omzet in elektrische energie. Het enige geluid komt dan nog van de elektromotoren, die stiller zijn dan verbrandingsmotoren. Hierdoor zou geluidsoverlast als gevolg van verkeersdrukte aanzienlijk afnemen. Aan de andere kant heeft verkeerslawaai ook een nuttige functie, namelijk het waarschuwen van andere verkeersdeelnemers voor een (aankomend) gevaar. In stedelijke omgevingen, waar veel zwakke verkeersdeelnemers als fietsers en voetgangers zijn, kunnen te stille auto's gevaarlijke situaties opleveren, doordat deze weggebruikers een met een elektromotor aangedreven auto niet horen aankomen.

Het gebruik van waterstof als brandstof in de auto heeft ook nadelen. Waterstof is een gas met een zeer lage energiedichtheid, waardoor het opslaan van een kleine hoeveelheid waterstof al een enorme waterstoftank zou vragen en daarvoor is in een auto geen plaats. Met de stand van de techniek van 2011 passen met koolstofvezel versterkte waterstoftanks alleen in grotere auto's ( SUV's). De Koreaanse ix35 FCEV is een SUV met een tank waar 5,6 kg waterstof in gaat met een druk van 70 MPa. De auto kan daarmee 600 km ver komen. Tankstations hebben hetzelfde probleem als autobrandstoftanks: ze moeten werkelijk enorm zijn. Ook het vervoer van de centrale opslagplaats naar deze tankstations vormt een probleem: vrachtautotanks kunnen niet veel groter worden en dus zullen de tankwagens vaker moeten rijden. Maar waterstof kan ook ter plaatse van het tankstation geproduceerd worden uit aardgas of groengas door middel van stoomreforming, of via een gasleiding worden getransporteerd.

Wanneer waterstof wordt vermengd met zuurstof ontstaat een explosief mengsel. Echter, doordat waterstof zo'n licht gas is, wordt zelden de explosiegrens bereikt (volumepercentage waarbij het mengsel ontbranden kan). Dit nadeel is dan ook eigenlijk te verwaarlozen: benzine en LPG zijn ook licht ontvlambaar. Dit laatste probleem zou opgelost kunnen worden door het waterstofgas met behulp van CO ₂ uit de atmosfeer om te zetten in mierenzuur (HCOOH). Mierenzuur is vloeibaar bij kamertemperatuur en niet ontvlambaar. Met een katalysator van ijzer zou het mierenzuur in de auto weer omgezet kunnen worden in CO ₂ en H ₂. De enige koolstofdioxide die bij dit proces vrijkomt is de CO ₂ die gebruikt werd om het waterstofgas om te zetten naar de tussenbrandstof (mierenzuur) (bron EPFL Zwitserland).

Waterstoftechnologie haalt een efficiëntie van ongeveer 30 procent. Voor een batterij-elektrische auto is dat 70 procent.

Om een auto op waterstof te laten rijden zijn er meer energetische omzettingen nodig dan bij een batterijauto en daarmee dus ook hogere verliezen. Eerst moet elektriciteit met elektrolyse omgezet worden in waterstof, wat circa 30% verlies geeft. Daarna moet het waterstofgas onder hoge druk gebracht worden. Vervolgens moet de waterstof met een brandstofcel weer omgezet worden tot elektriciteit wat nog eens 50% verlies oplevert. Het opladen en ontladen van de accu van een batterijauto levert slechts een verlies op van 10%. Een waterstofauto heeft daardoor een elektriciteitsverbruik dat vijf keer zo hoog is dan van een batterijauto. Waterstof zal dan ook alleen een oplossing kunnen worden voor transport waar de zware accu's een te groot probleem zijn zoals vrachtauto's en vliegtuigen.

Een oplossing voor de omvang van de tanks zou het comprimeren (samenpersen) van de waterstof kunnen zijn. Wetenschappers zijn druk bezig hiervoor een veilige en betaalbare methode te ontwikkelen. Een andere mogelijkheid is het opslaan van waterstof in minuscule bolletjes, waarmee de waterstof met een veel grotere dichtheid kan worden opgeslagen. Tevens zou deze opslagmethode veiliger zijn. Een derde mogelijkheid is het opslaan door gebruik te maken van een metaal. Een metaal vormt namelijk een kristalrooster waar het waterstof tussen zou kunnen gaan zitten. Op deze manier worden metaalhydriden gevormd zoals bijvoorbeeld Lithiumaluminiumhydride. Ook dit is nog in ontwikkeling. Dit illustreert gelijktijdig een van de grootste problemen bij het opslaan van gecomprimeerde waterstof in (goedkope) stalen tanks; het diffundeert in de tankwand en vormt gasbellen samen met de koolstof uit de chroomcarbiden.

Grootschalige opslag van waterstof is wellicht mogelijk in holtes ( cavernes) in zoutlagen. Bij grootschalig gebruik van zonne-energie om waterstof te maken zal deze vorm van energieopslag waarschijnlijk nodig zijn, ter overbrugging van het zomer-winterregime dat het aanbod van zonne-energie kenmerkt.

Experimentele waterstofauto's

In 2015 wisten de studenten van de TU Delft de Eco-marathon te winnen. Hun waterstofauto Ecorunner V reed toen 3653 kilometer op het equivalent van 1 liter benzine en had met 0,051 de laagste luchtweerstand ter wereld. De Ecorunner VI had een gewicht van 42,5 kilo. De Ecorunner VII moet zo'n 34 kilo gaan wegen. Er is plaats voor één persoon.

Twee jaar later in 2017 wisten de studenten van Green Team Twente op de Universiteit Twente de Eco-marathon te winnen in de categorie Urban Concept. Deze waterstofauto, de (H2Infinity), reed toen 845 kilometer op het energie-equivalent van 1 liter benzine, een teamrecord en een nieuw Nederlands record. De kan op de energiehoeveelheid van een reep Snickers drie uur rijden. De auto symboliseert de auto van de toekomst, in de categorie (waterstof) die volgens het team de meeste kans van slagen heeft in de auto-industrie. In theorie zou de auto in staat zijn om van Enschede naar Genève te rijden met slechts één liter brandstof.

Waar deze twee auto's zich vooral richten op het zo efficiënt mogelijk gebruiken van de waterstof zijn er ook experimentele waterstofauto's waarbij de focus meer ligt op snelheid. Forze Hydrogen Electric Racing, een raceteam bestaande uit studenten van de TU Delft, heeft sinds 2007 acht waterstof-elektrische racawagens gebouwd. Met een topsnelheid van 210 km/h en een 0-100 acceleratie van zo'n 4 seconden kan de auto meekomen met door benzine aangedreven concurrentie. De wagens van het team doen sinds 2017 als enige door waterstof aangedreven voertuig mee aan de Dutch Supercar Challenge.

# data[].attributes.attachment_link.description
Een waterstofauto is een elektrische auto die waterstof (H2) gebruikt als energiebron in plaats van (of in combinatie met) een batterij. De waterstof wordt in een brandstofcel met zuurstof (O2) uit de lucht omgezet in water (H 2O) waarbij elektriciteit geproduceerd wordt, die de elektromotor aandrijft. De enige restproducten zijn waterdamp en warmte.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Hoe goed - of slecht - is zo'n waterstofauto nou eigenlijk?

Waterstof is voer voor discussie: de een ziet het als de transportvorm van de toekomst, de ander vindt het inefficiënt en prijzig. Wij zetten de voors en tegens voor je op een rij.

Een waterstofauto is niets anders dan een elektrische personenwagen, waarbij de benodigde stroom niet uit een batterijpakket, maar een brandstofcel komt. Waterstof tank je als een gas, net als LPG. Via inlaten aan de voorzijde van de personenwagen wordt lucht aangezogen. Water- en zuurstof komen samen in een brandstofcel, waarbij de elektriciteit vrijkomt waarop de auto rijdt.

Beperkte beschikbaarheid

De dagelijkse praktijk nodigt niet direct uit tot aanschaf: op het moment van schrijven telt ons land slechts 5 waterstoftankstations. Tenzij je voor de deur van zo'n station stilvalt, zal jouw auto moeten worden afgesleept wanneer de stroom eenmaal op is.

Tegenstanders van de alternatieve aandrijflijn mogen daar graag op wijzen, maar voorstanders wuiven zulke bezwaren weg. Een waterstofauto kán tenminste tanken; met een elektrische auto op batterijen ben je minimaal 20 minuten zoet en dat is dan nog aan een snellaadpaal. Bovendien is de actieradius van een waterstofauto minimaal 500 kilometer; lang niet alle elektrische auto's op batterijen komen aan zo'n getal.

Rivaliserende voetbalclubs

De discussie roept de sfeer op van rivaliserende voetbalclubs en -muziekfans. Zoek maar eens op internet: de verschillende kampen zijn tot op het bot verdeeld. Reden voor ons om de enige twee waterstofauto's die er op dit moment in Nederland te koop zijn, naar de redactie te halen. De Toyota Mirai is van dat tweetal het langste op de markt: de sedan werd in 2015 onthuld. Hyundai bracht al eerder een semi-terreinwagen op waterstof in de verkoop: de NEXO waarvoor je tegenwoordig bij de dealer terecht kunt, is alweer de tweede modelgeneratie met een dergelijke alternatieve aandrijflijn.

Zowel de Toyota als de Hyundai zijn fors uitgevallen en dat is geen toeval. Waterstof is licht ontvlambaar en wordt daarom onder hoge druk in de auto bewaard. Dat gebeurt in extra stevige tanks, die daarvoor een speciale vorm hebben gekregen. Je hebt er daarvan verschillende nodig om een rijbereik van 500 kilometer mogelijk te maken. Zulke tanks gaan ten kosten van de ruimte aan boord: om niet al teveel concessies te doen aan het gebruiksgemak, moeten fabrikanten zo'n waterstofauto dus groot maken.

Net zo stil als een batterij-EV

Een elektrische auto op waterstof rijdt niet anders dan een exemplaar op batterijen. Ze zijn net zo stil en het koppel is direct beschikbaar, zodat invoeg- of inhaalmanoeuvres moeiteloos verlopen. De garantietermijn is ongeveer gelijk (8 jaar of 150.000 kilometer) en bij een recente botsproef scoorde de Hyundai de maximale score van 5 sterren.

Onderlinge verschillen zijn er natuurlijk wel. Zo doet de hoge zitpositie in de NEXO natuurlijker aan dan bij de Toyota; van een sedan verwacht je zoiets niet, maar de ingenieurs moesten die waterstoftanks nu eenmaal onder de inzittenden kwijt. Verder profiteert de Hyundai van het feit dat hij korter op de markt is: de Koreaan komt 165 kilometer verder op een volle tank en heeft behalve zijn speciale aandrijflijn nog meer futuristische zaken aan boord. De mogelijkheid om de auto te parkeren zonder dat je er zelf in zit bijvoorbeeld! De Mirai moet het zonder dergelijke techniek stellen.

Aan de auto's zelf zal de doorbraak van waterstof niet liggen, maar waarom is de alternatieve brandstof dan zo'n voer voor discussie? Dat heeft alles van doen met de manier waarop waterstof wordt verkregen. Waterstof is weliswaar overal om ons heen, maar het zit altijd vast aan een ander element. Het moet eerst worden gewonnen. Dat gebeurt met behulp van elektriciteit, die nu nog door kolen en gas wordt opgewekt. Vervolgens wordt waterstof als gas naar het tankstation vervoerd met behulp van traditionele vrachtwagens. Eenmaal getankt, wordt het in de NEXO of Mirai weer in stroom omgezet. Bij al die stappen gaat energie verloren, die de gunstige milieu-effecten van volledig elektrisch rijden te niet doen.

Kip/ei-discussie

Politiek Den Haag is zich daar van bewust, maar stelt dat deze 'grijze' waterstof moet worden benut om een markt te creëren voor een variant die uitsluitend wordt opgewekt met behulp van windmolens en zonnepanelen. Door de te ontstane vraag verwachten de ministeries van Economische Zaken en Infrastructuur en Waterstaat bovendien dat de prijzen van waterstof zullen dalen. Het is dezelfde 'kip/ei'-discussie die in 2010 speelde rond de huidige opleving van de elektrische auto op batterijen. Daarvan waren er aanvankelijk ook meer modellen dan laadpunten.

Zo hebben de elektrische auto op waterstof en die op batterijen wel meer met elkaar gemeen. Ook het productieproces van een accupakket is tenslotte niet onomstreden en beide aandrijfvormen weten lang niet altijd raad met een aanhanger of caravan (het trekgewicht van de Toyota en Hyundai is 0 kilogram, net als bij de meeste elektrische auto's met een accupakket). Het zou mooi zijn als die wetenschap de voor- en tegenstanders van waterstof dichter bij elkaar brengt. Tenslotte is het maar de vraag of ons stroomnetwerk het wel aan kan als elke Nederlanders straks een batterij-EV rijdt. In het streven naar een beter milieu is een alternatief als waterstof dan ook bijzonder welkom.

Kosten en baten

De Hyundai NEXO is verkrijgbaar vanaf € 74.995. De Toyota Mirai kost minimaal € 80.935. Wie de waterstofauto's zakelijk rijdt, hoeft vooralsnog slechts 4 procent van de totale waarde bij zijn salaris op te tellen. Een belangrijk verschil met een elektrische auto op batterijen. Exemplaren met een gelijkwaardig rijbereik kosten ongeveer hetzelfde, maar voor iedere euro die zo'n batterij-EV meer kost dan 50 mille, is de berijder 22 procent bijtelling verschuldigd. Eigenaren van beide types elektrische auto hoeven tot nader orde geen motorrijtuigenbelasting te betalen. Waterstof wordt aan de pomp per kilogram verkocht. Daarvoor betaal je op het moment van schrijven € 10 per stuk. Vanwege de vele componenten van een waterstofauto liggen de onderhoudskosten hoger dan bij een elektrische personenwagen op batterijen.

Wat vindt de ANWB?

Het milieu, schone mobiliteit en het terugdringen van schadelijke uitstoot hebben de warme belangstelling van de ANWB. Vandaar dat we ervaring op willen doen met verschillende alternatieve aandrijflijnen. Zo rijdt er in de regio Rotterdam alweer twee jaar een Wegenwachtauto op waterstof en beschikken we inmiddels over een vloot elektrische voertuigen op batterijen. Vanwege de huidige stand van de techniek, de beschikbare modellen, de aanwezige tank/laadinfrastructuur en de ontwikkelingen op accugebied verwachten wij op korte termijn het meeste van de batterij-elektrische auto.

Lees ook onze afzonderlijke rijtesten van deze twee testauto's:
Hyundai NEXO
Toyota Mirai

# data[].attributes.attachment_link.description
Waterstof is voer voor discussie: de een ziet het als de transportvorm van de toekomst, de ander vindt het inefficiënt en prijzig. Wij zetten de voors en tegens voor je op een rij. Een waterstofauto is niets anders dan een elektrische personenwagen, waarbij de benodigde stroom niet uit een batterijpakket, maar een brandstofcel komt.

# data[].attributes.body
Waterstof tank je als een gas, net als LPG. Via inlaten aan de voorzijde van de personenwagen wordt lucht aangezogen. Water- en zuurstof komen samen in een brandstofcel, waarbij de elektriciteit vrijkomt waarop de auto rijdt.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
De Koreaanse autofabrikant Hyundai heeft in Seoul voor het eerst beelden vrijgegeven van een nieuwe suv die wordt aangedreven door een brandstofcel. In januari wordt tijdens de CES in Las Vegas de naam onthuld. De waterstofauto moet begin 2018 in Europa en de VS uitkomen.

De fabrikant zegt vóór 2020 in totaal veertien nieuwe 'ecovoertuigen' uit te willen brengen. Het gaat dan om vijf hybride modellen, vier plug-in-hybrides, vier elektrisch aangedreven auto's en de nieuwe waterstofauto. De brandstofcel die in de nieuwe suv wordt gebruikt, zou zijn gebaseerd op het eerder dit jaar gepresenteerde Future Eco Fuel Cell Concept. Deze concept-brandstofcel is volgens Hyundai tien procent efficiënter en twintig procent lichter dan de brandstofcel in de bestaande waterstofauto van Hyundai, de ix35 Fuel Cell.

De nieuwe waterstofauto die volgend jaar wordt uitgebracht, is volgens de fabrikant weer negen procent efficiënter dan de Future Eco Fuel Cell Concept. Ten opzichte van de de ix35 Fuel Cell zou het vermogen van de nieuwe waterstofauto zijn verhoogd met twintig procent, waarmee het uitkomt op 163pk. De actieradius zou 800km bedragen, terwijl de ix35 Fuel Cell niet verder kwam dan 594km.

Daarnaast moet het bij de nieuwe suv mogelijk zijn om de motor te starten in koude weersomstandigheden, tot -30 graden Celsius. In vergelijking met de ix35 Fuel Cell krijgt de nieuwe auto drie waterstoftanks in plaats van twee en is er een grotere opslagcapaciteit door de toepassing van sterkere wanden.

De Koreaanse fabrikant bracht de ix35 Fuel Cell in 2013 op de markt. Deze suv kostte bij de introductie ongeveer 150.000 euro; wereldwijd zijn er 862 van verkocht en in Nederland zijn tot nu toe 40 exemplaren aangeschaft. Volgens Hyundai is het verschil dat de nieuwe waterstofauto specifiek is ontworpen als brandstofcelauto, terwijl de ix35 Fuel Cell een waterstofvariant was op een bestaand model, de Tucson.

Hyundai heeft volgens Reuters ook bekendgemaakt dat het een luxe elektrische auto gaat ontwikkelen die lange afstanden kan afleggen en moet concurreren met auto's van Tesla. Dit moet een elektrische sedan worden die in 2021 onder het Genesis-merk uitkomt. Deze auto krijgt een actieradius van 500km. Hyundai maakte al auto's met elektromotoren, zoals de hybride iOniq Hybrid en de volledig elektrische aangedreven iOniq Electric. Laatstgenoemde heeft echter een relatief beperkte actieradius van maximaal 200km.

Met de ix35 Fuel Cell was Hyundai als autofabrikant vergevorderd met de technologie voor waterstofauto's, maar deze markt is voorlopig niet rendabel genoeg. Een onderzoeker van het Koreaanse instituut voor industriële economie en handel zei tegen Reuters dat Hyundai pas tegen 2035 economisch baat gaat hebben van waterstofauto's. Het gebrek aan een uitgebreide infrastructuur om waterstof te kunnen tanken is daarbij een belangrijke factor. Volgens de onderzoeker heeft Hyundai tot die tijd geen andere keus dan in te zetten op elektrische auto's met batterijen zonder brandstofcel.

# data[].attributes.attachment_link.title
Hyundai onthult nieuwe waterstofauto met geclaimde actieradius van 800km

# data[].attributes.attachment_link.description
De Koreaanse autofabrikant Hyundai heeft in Seoul voor het eerst beelden vrijgegeven van een nieuwe suv die wordt aangedreven door een brandstofcel. In januari wordt tijdens de CES in Las Vegas de naam onthuld. De waterstofauto moet begin 2018 in Europa en de VS uitkomen.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Een waterstof auto is een elektrische auto die waterstofgas (H ₂) als brandstof gebruikt voor het aandrijven van een elektromotor. Dit kan al dan niet gepaard gaan met een accu.

In dit kennisdossier bespreken we onder meer:

Wat waterstof is en hoe het kan worden verkregen

Hoe een waterstofauto werkt

Wat de voor- en nadelen zijn van waterstofauto's

Welke auto's er zijn die op waterstof rijden

Wat is waterstof?

Waterstof (H) is het meest voorkomende, lichtste en kleinste element dat we in de scheikunde kennen. Bij normale temperatuur en druk is waterstof een kleurloos, reukloos en zeer licht ontvlambaar gas (H ₂). Hierin zijn twee waterstofatomen met elkaar verbonden. In de natuur komt waterstof (H) alleen voor in combinatie met andere elementen, zoals zuurstof en koolstof.

Elektrolyse

Als waterstof moet worden ingezet als brandstof moet deze dus kunstmatig geproduceerd worden. Dit gebeurt bijvoorbeeld door watermoleculen (H ₂ O) te splitsen in waterstof en zuurstof.

Dat gebeurt middels onderstaande scheikundige reactie, genaamd elektrolyse:
Belangrijk:
Deze reactie gaat niet vanzelf, maar moet behulp van elektriciteit in gang worden gezet. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van twee elektroden waartussen een elektrische spanning wordt aangebracht. Aan de ene elektrode (genaamd de kathode) komt waterstof vrij. Aan de andere elektrode (genaamd de anode) komt zuurstof vrij.

Groene, blauwe of grijze waterstof

Als de elektrolyse met behulp van duurzame elektriciteit in gang wordt gezet, spreekt men van groene waterstof.

Een andere manier is om waterstof te produceren uit aardgas (CH ₄), maar daarbij komt wel vrij. Dit wordt daarom grijze waterstof genoemd. Eventueel kan de CO ₂ onder de grond worden opgeslagen. Het gaat dan om 'blauwe' waterstof.

Hoe werkt een waterstofauto?

Maar hoe werkt een waterstofauto dan?

De precieze werking is behoorlijk ingewikkeld. We proberen het daarom zo eenvoudig mogelijk uit te leggen.

Werking brandstofcel

Waterstofauto's maken gebruik van een brandstofcel:

1. Het waterstofgas (H₂) wordt in de brandstofcel door een membraan geleid

2. Met behulp van een katalysator (een stof die de reactie versneld) splitsen de twee waterstofatomen zich in waterstofprotonen en elektronen

3. De protonen gaan door het membraan en komen er aan de andere kant weer uit

4. De elektronen vertegenwoordigen een bepaalde hoeveelheid elektriciteit en kunnen worden gebruikt om een elektromotor te laten draaien en de auto aan te drijven

5. Zodra de elektronen door de motor zijn geweest komen ze er aan de andere kant van het membraan uit

6. Onder invloed van zuurstof (uit de buitenlucht) reageren de waterstofprotonen en elektronen met elkaar en vormen ze water (H₂O)

7. De waterstofauto stoot dus waterdamp uit

In deze video wordt de werking van een brandstofcel visueel uitgelegd.

Welke auto's op waterstof zijn er?

In 2020 zijn er in Nederland twee productieauto's die op waterstof rijden, namelijk:

De Hyundai Nexo: vanaf circa 75.000 euro

Toyota Mirai: vanaf circa 80.000 euro

In het buitenland is ook de Honda FCX Clarity te koop.

Op de planning voor Europa staat verder de BMW Vision iNEXT, iX3 en i4.

Wat zijn de voor- en nadelen van een waterstofauto?

De waterstofauto kent een aantal interessante voordelen, maar er zijn ook veel nadelen.

Een overzicht:

Een waterstof auto kun je in 5 tot 10 minuten voltanken, iets langer dan bij benzine of diesel.

Het maken van waterstof is niet efficiënt, omdat er heel veel stroom voor nodig is. Bovendien gaat er bij het gebruiken van waterstof als brandstof (onnodig) energie verloren.

De actieradius van een waterstof auto is vergelijkbaar met de meeste benzine- en dieselauto's (500 - 800 km).

Waterstof is alleen milieuvriendelijk als waterstof wordt geproduceerd met behulp van duurzaam opgewekte stroom.

De accu's waar waterstofauto's gebruik van maken zijn veel kleiner dan die van een normale elektrische auto. Er hoeft dus minder gebruik te worden gemaakt van kostbare en schaarse grondstoffen, zoals kobalt en lithium.

Er zijn nog maar weinig stations waar je waterstof kunt tanken. Nederland telt er zo'n vijf (peildatum: september 2019). Stroom voor een elektrische auto is overal verkrijgbaar (ook thuis of op het werk).

Het grootschalig opslaan van energie in de vorm van waterstof is efficiënter dan opslaan van energie in accu's.

Waterstof kent een lage energiedichtheid. Dat betekent dat er zeer grote tanks nodig zijn om waterstof op te slaan. Duur en onhandig.

Water is in grote hoeveelheden aanwezig op aarde, waardoor het een oneindige energiebron is

Een auto op waterstof is duur om te produceren, omdat de brandstofcel bestaat uit een aantal zeldzame elementen, zoals platinum.

Door de genoemde nadelen is rijden op waterstof op dit moment nog erg duur. Dat zie je vooral terug in de prijs van de auto's. Ook waterstof tanken is ongeveer even duur als benzine tanken.

Vergelijking met elektrisch rijden

Bij het kijken naar de mogelijkheden van een waterstofauto wordt vaak een vergelijking gemaakt met een elektrische auto. Het verschil met een elektrische auto is dat een waterstofauto zijn energie haalt uit waterstof in plaats van een accu die via het stroomnet moet worden opgeladen.

Waterstofauto is minder efficiënt

Als puur wordt gekeken naar technisch rendement is een waterstof auto veel minder efficiënt dan een auto die rijdt op accu's.

Dat heeft puur te maken met:

Het feit dat waterstof moet worden geproduceerd met een rendement van ongeveer 60 tot 75 procent

Dat de waterstof (in een auto) opnieuw moet worden omgezet naar een een bruikbare stroom om de elektromotor aan te drijven (dit gaat met een rendement van ongeveer 55 procent)

Deze twee rendementen kun je met elkaar vermenigvuldigen: 0,55 x 0,75 = 0,41 = 41 procent. Kortom, onderweg gaat er ongeveer 60 procent van de origineel opgewekte stroom verloren.

De efficiëntie gaat verder omlaag door het transport van de waterstof waar energie voor nodig is. Dat betekent dat er ongeveer 2,5 tot 3 keer zoveel wind- of zonneenergie moet worden opgewekt om dezelfde hoeveelheid stroom uit waterstof te krijgen als bij een accu.

Onderstaande infographic van wattisduurzaam.nl laat dat goed zien.

De toekomst van waterstof

Minister Wiebes van Economische Zaken stelde in juni 2020 dat er meer aandacht moet komen voor het gebruik van waterstof. Ook verscheen er in 2020 een rapport van TNO en zo'n 30 bedrijven, waaronder Gasunie, Shell, Boskalis en Van Oord. In dat rapport staat dat waterstof ook op grote schaal op zee kan worden geproduceerd en kan worden gebruikt voor de stroomvoorziening van de industrie, als verwarming in huizen en wellicht ook als brandstof in auto's en vliegtuigen.

De grootste knelpunten bij waterstof zitten volgens het rapport in de infrastructuur en in de efficiëntie van het systeem.

Vraag en aanbod duurzame energie

Zodra het aanbod duurzame energie groter wordt dan de vraag, kan waterstof echt interessant gaan worden, want dan is er overcapaciteit over om de brandstof te produceren. Soms zijn die overschotten er tijdelijk. Als het hard waait, draaien de windmolens op volle toeren: ze leveren dan tijdelijk meer stroom dan dat er vraag is naar stroom. Dit overschot kan dan (tijdelijk) worden benut om waterstof te produceren en op te slaan als groene energiereserve (brandstof). Op die manier werkt het systeem efficiënt.

Naarmate de techniek van waterstofauto's beter wordt en er meer duurzame energie beschikbaar is, zullen de nadelen van waterstof kleiner worden en komen de voordelen duidelijker naar voren. Op dit moment is er van structurele overschotten van duurzame energie echter nog lang geen sprake.

Toepassingen

Voor vliegtuigen kan waterstof op kortere termijn al een interessante brandstof worden, omdat het gebruik van accu's daar niet rendabel is en er in de vliegtuigbranche een grote urgentie om te verduurzamen.

Voor auto's en veel andere voertuigen lijkt de toekomst weggelegd voor elektrisch rijden op accu's. De uitdagingen die hier liggen, lijken door technologische ontwikkeling en innovaties overwonnen te worden. Zo worden er accu's ontwikkeld die grotendeels kunnen worden hergebruikt, waardoor nieuwe kostbare en schaarse grondstoffen zo min mogelijk nodig zijn.

Ondertussen worden er door bedrijven en universiteiten de komende jaren vele tientallen miljarden geïnvesteerd in onderzoek naar nieuwe accu's die:

Nog minder of geen kobalt (een schaarse grondstof) bevatten

Een hoge energiedichtheid hebben

Sneller opgeladen kunnen worden

Langer meegaan

Beter kunnen worden hergebruikt

Bronnen

Voor het samenstellen van dit dossier is gebruik gemaakt van onderstaande bronnen:

mvwautotechniek.nl/waterstof-en-brandstofcel

anwb.nl/auto/elektrisch-rijden/elektrische-autos/waterstofauto-hoe-werkt-het

nl.wikipedia.org/wiki/Waterstofauto

wattisduurzaam.nl/15443/energie-beleid/tien-peperdure-misverstanden-over-wondermiddel-waterstof/

twi-global.com/technical-knowledge/faqs/hydrogen-cars

# data[].attributes.attachment_link.title
Waterstof auto: voor- en nadelen (+ welke zijn er in 2020?)

# data[].attributes.attachment_link.description
Een waterstof auto is een elektrische auto die waterstofgas (H2) als brandstof gebruikt voor het aandrijven van een elektromotor. Dit kan al dan niet gepaard gaan met een accu. In dit kennisdossier bespreken we onder meer: Wat waterstof is en hoe het kan worden verkregen Hoe een waterstofauto werkt Wat de voor- en nadelen zijn [...]

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Auteur: Dizono , gepost om -

Volgens velen is niet elektriciteit, maar waterstof de toekomst. Toyota en Honda mogen zeker tot die groep gerekend worden, net als onze overheid. Waterstofauto's worden namelijk nog meer ontzien in de bijtelling dan volledig elektrische auto's. En hoewel waterstof op zich een schoon goedje is, kleeft er een hele vieze bijsmaak aan.

Waterstof (H), een element dat overal om én in ons aanwezig is, maar nooit alleen komt. Het is eigenlijk altijk gekoppeld aan andere elementen om zo bijvoorbeeld water (H2O) te vormen. Anders dan fossiele brandstoffen, zullen we waterstof moeten produceren, we kunnen het nergens delven.
Hoe je waterstof kunt maken
Grote kans dat je scheikundeleraar wel eens heeft laten zien hoe je met elektrolyse waterstof kunt maken. Het is namelijk bijzonder eenvoudig: je neemt twee elektroden, steekt die in water en je laat er met bijvoorbeeld een 9V-batterij wat elektriciteit door lopen. Aansteker bij wat van dat zelf geproduceerde waterstofgas en je kreeg nog een leuke knal als bewijs dat je waterstof hebt gemaakt.

Wanneer waterstof in een brandstofcel zich weer gaat binden met zuurstof om zo water te vormen, komt energie vrij. De wet van behoud van energie komt hier om de hoek kijken; er kan nooit meer energie vrij komen dan de energie die gebruikt is om met elektrolyse waterstof te maken. Ergo: waterstof kan dus enkel geproduceerd worden en daarvoor is energie nodig. Die energie kan, minus de efficiëntieverliezen van zowel de productie, transport, opslag en de brandstofcel, vervolgens gebruikt worden om en elektromotor aan te drijven. Daarmee is waterstof -net als een accu- vooral een energiedrager en niet -zoals benzine of diesel- een brandstof.
Hoe waterstof écht wordt gemaakt
Maar daarmee zijn we er nog niet. Op dit moment is het namelijk helemaal niet mogelijk om middels elektrolyse op grote schaal waterstof te maken. Daarvoor zijn de elektrodes te duur en moeten deze te vaak vervangen worden. Momenteel wordt daarom vrijwel al het waterstof gemaakt doormiddel van stoomreforming. Dat is een chemisch proces waarbij aardgas en stoom samengevoegd worden bij 850 graden celcius en onder een druk van 25 bar. Een proces dat veel efficiëntieverliezen kent en waarvoor dus op grote schaal fossiele brandstoffen worden gebruikt. Voeg daar nog bij dat waterstof vluchtig is en het zich moeilijk laat opslaan. Laat een tank met waterstof langere tijd staan en het spul verdwijnt als sneeuw onder de zon. Dat maakt opslag en transport ook minder efficiënt dan van elektriciteit of fossiele brandstoffen.

Hoewel we op Groen7 meermaals bericht hebben over nieuwe onderzoeken en uitvindingen die de productie van waterstof schoner moeten maken, is er vooralsnog weinig schoons aan waterstof. Je kunt dan wel het water uit de uitlaat van een Toyota Mirai drinken, maar de échte uitlaat van zo'n waterstofauto staat op een andere plek te roken.
En wat doet onze overheid?
Onze overheid heeft in al haar wijsheid besloten de bijtelling op waterstofauto's de komende jaren net zo laag te houden als de bijtelling op elektrische auto's. Daar waar in de toekomst die lage bijtelling op elektrische auto's alleen geldt voor maximaal 50.000 euro van het aankoopbedrag, daar geldt deze beperking niet voor waterstofauto's. Brandstofceltechniek is momenteel nog kostbaar en op deze manier wil onze overheid de industrie de gelegenheid geven deze verder te ontwikkelen. Maar moeten we dat eigenlijk wel willen?

bijtelling, brandstofcel, co2, FCV, Honda, milieu, Mirai, Toyota, waterstof

# data[].attributes.attachment_link.title
Waarom waterstof (voorlopig) alleen maar vervuilend is - Autoblog.nl

# data[].attributes.attachment_link.description
Volgens velen is niet elektriciteit, maar waterstof de toekomst. Toyota en Honda mogen zeker tot die groep gerekend worden, net als onze overheid. Waterstofauto's worden namelijk nog meer ontzien in de bijtelling dan volledig elektrische auto's. En hoewel waterstof op zich een schoon goedje is, kleeft er een hele vieze bijsmaak aan.