Hoe beloftevol is waterstof ?

Waterstof kan misschien gezien worden als een futuristische oplossing, maar het heeft wel al een lange geschiedenis. De methode om deze brandstof te gebruiken in verbrandingsmotoren werd voor het eerst getest in de 19de eeuw. Wat we vandaag echter bedoelen met een “op waterstof aangedreven voertuig” is een elektrisch voertuig waarvan de batterij wordt opgeladen door een “brandstofcel” met behulp van waterstofgas. In de brandstofcel reageert de waterstof die in de tanks is opgeslagen met zuurstof in de lucht: deze reactie produceert elektriciteit en het enige bijproduct dat in het systeem wordt geproduceerd is water.

Voor bestuurders van dit soort voertuigen gaat het bijvullen van waterstofgas sneller dan het opladen van de batterijen. Bij het vergelijken van gelijke massa’s biedt waterstof een groter bereik dan lithium-ionbatterijen. Voor autofabrikanten vormen brandstofcellen een kans om minder afhankelijk te zijn van producenten van batterijcellen in Azië. Er zijn dus duidelijk heel wat argumenten die pleiten in het voordeel van waterstof als de toekomst van schone mobiliteit.

Groene waterstof – De ideale energiebron

Hoewel waterstof overvloedig aanwezig is in het hele universum, is het op Aarde niet te vinden in geïsoleerde toestand. Om waterstof te winnen moeten de moleculen gesplitst worden en daarvoor is een industrieel proces nodig. Een brandstofcel combineert waterstof en zuurstof om water en elektriciteit te produceren, maar het is ook mogelijk om waterstof en zuurstof te verkrijgen door elektroden onder te dompelen in water. Als deze elektrolyse wordt uitgevoerd met behulp van hernieuwbare energie, wordt het resulterende gas groene waterstof genoemd. Dit is de basis voor een schone sector. Op 8 juli 2020 stelde de Europese Commissie haar strategie voor waterstofproductie zonder enige negatieve klimaatimpact voor. Er is een toekomst voor groene waterstof.

De transformatie die nodig is in de waterstofsector

Vandaag wordt 95% van de industriële waterstofproductie* aangedreven door fossiele brandstoffen. Hoewel dit proces kostefficiënt is, produceert het ongelofelijk veel CO2. Het resulterende gas is ook gekend als grijs waterstof. Groene waterstof, dat voorgesteld wordt als opslagmethode voor elektriciteit, wordt gepositioneerd als de tussenschakel in de keten stroom-naar-H2-naar-stroom. Het rendement ligt tussen 20 en 30%. Dit betekent dat er vier keer zoveel elektriciteit wordt gebruikt voor de initiële elektrolyse als er beschikbaar is voor gebruik vanuit de brandstofcel. Dit zou een non-issue kunnen zijn indien een wereld met een overvloed aan elektriciteit – de droom van het ITER-project (International Thermonuclear Experimental Reactor) – ooit werkelijkheid wordt.

Wat nog moet komen: veiligheid en rentabiliteit

Een andere grote uitdaging is dat alle elementen die nodig zijn voor een brandstofcelvoertuig en de sector van groene waterstof momenteel extreem duur zijn. Het opvoeren van de productie zou de kosten per eenheid verminderen. En dan is er nog de noodzaak om de waterstofcircuits te verzegelen. Het gaat om een gas dat explodeert wanneer de concentratie in de lucht tussen 4 en 77% ligt en dat betekent dat eventuele lekken een veiligheidsrisico kunnen vormen.

In tegenstelling tot methaan is het niet mogelijk om waterstof een geur te geven, omdat een brandstofcel vereist dat het gas extreem zuiver is. Eventuele lekken zouden dus door sensoren moeten worden gedetecteerd. Mobiliteit op basis van waterstof vraagt ook een netwerk van vulstations. Al deze uitdagingen kunnen overwonnen worden indien er voldoende tijd en middelen beschikbaar zijn. Daarom is het niet waarschijnlijk dat er voor 2030 al veel waterstofvoertuigen op onze wegen zullen rijden.

* Bron IFP Energies Nouvelle