Hoogleraar TU Wenen keurt waterstofauto af

Als een waterstofauto met groene waterstof wordt aangedreven, heeft hij ongeveer 2,4 keer zoveel energie nodig als een klassieke elektrische auto, aldus professor Manfred Schrödl van de TU Wenen. Hij beschouwt waterstof niet als een geschikte energiebron voor individueel personenvervoer.

De discussie over waterstofauto’s ten opzichte van elektrische auto’s is nog steeds in volle gang. In Oostenrijk heeft voormalig bondskanselier Sebastian Kurz het debat aangewakkerd toen hij onlangs aankondigde dat zijn partij, de Oostenrijkse Volkspartij, van Oostenrijk de nummer één waterstofnatie wilde maken. Een deel van de strategie was om het hele land tegen 2025 te voorzien van waterstof tankstations.

Vermindering van de mobiliteitsuitstoot

Een paar maanden eerder hadden de media gemeld dat Oostenrijk zijn klimaatdoelstellingen niet zou halen en met hoge boetes te maken zou krijgen. Het land heeft beloofd de boetes te betalen voor de volgende doelstellingen van 2005 tot 2030:

• de CO2-uitstoot met 36% verminderen;
• 100% voldoen aan de gemiddelde jaarlijkse elektriciteitsvraag met behulp van hernieuwbare energiebronnen;
• de uitstoot in de mobiliteitssector met een derde verminderen;

Wat de door Kurz voorgestelde strategie betreft, moet worden opgemerkt dat er tot op heden niet meer dan vijf waterstof tankstations in Oostenrijk zijn. De waterstof die daar beschikbaar is, wordt grotendeels geproduceerd uit aardgas, een fossiele brandstof. Het lijkt daarom onwaarschijnlijk dat de waterstoftechnologie de klimaatdoelstellingen binnen tien jaar zal inhalen.

Waterstofauto vs. elektrische auto

Professor Schrödl van het Onderzoeksinstituut voor Energiesystemen en Elektrische Aandrijvingen van de Technische Universiteit van Wenen heeft de cijfers bekeken en is duidelijk tegen de waterstoftechnologie voor het particuliere personenvervoer. In plaats daarvan pleit hij voor de bevordering van elektromobiliteit en hogere subsidies voor hernieuwbare energie – met name fotovoltaïsche energie.

Als Schrödl het over de waterstofauto heeft, verwijst hij naar een auto die op waterstof rijdt. De waterstof wordt in een brandstofcel gevoerd waar het oxideert tot water. De energie die vrijkomt, wordt opgewekt in de vorm van elektriciteit die gebruikt wordt om elektromotoren aan te drijven. Water is het enige bijproduct.

De elektrische auto wordt ook aangedreven door een elektrische motor, maar haalt zijn elektrische energie uit een tractiebatterij. Het stoot tijdens het gebruik geen ernstige vervuilende stoffen uit en is geclassificeerd als een emissievrij voertuig.

Energiebalans van groene brandstoffen

In een ideaal scenario baseert Schrödl zijn berekeningen op groene brandstof en houdt hij rekening met de energie-input van windturbines of fotovoltaïsche systemen. Het resultaat? Een elektrische auto heeft ongeveer 22 kilowattuur (kWh) nodig voor een rit van 100 kilometer, een waterstofauto 52 kWh. De balans voor de waterstofauto is dus veel slechter. Deze heeft ongeveer 2,4 keer meer energie nodig dan een elektrische auto.

 

	km	kWh
Elektrische auto	100	22
Waterstofauto	100	52

 

Voor elektrische auto’s voegt Schrödl tien procent extra energieverbruik toe als gevolg van onderbroken opslag en opladen, waarvoor een waarde van 2 kWh wordt gerekend.

Voor waterstofauto’s begint het met de extractie door elektrolyse, compressie tot 700 bar en transport. Het resulterende verlies wordt berekend tussen 13 en 19 kWh.

Energiebalans van neutraal waterstof

Dit ideale scenario is in de praktijk echter niet van toepassing. Volgens Schrödl wordt momenteel meer dan 90 procent van de waterstof uit aardgas, een fossiele brandstof, geproduceerd. Met een rendement van ongeveer 66 procent is de productie van dit zogenaamde neutrale waterstof inefficiënt als het gaat om energie. Er wordt ook CO2 geproduceerd. Naast de verliezen door compressie en transport berekent de onderzoeker een primair energieverbruik van 62 kWh per 100 kilometer reizen, berekend op basis van de aardgasproductie.

“Een waterstofauto op fossiele brandstoffen is niet beter dan een auto met een normale verbranding en een brandstofverbruik van 6 tot 7 liter benzine of diesel per 100 kilometer.” Manfred Schrödl.

Verhoging van de productie van hernieuwbare energie

In Oostenrijk bedraagt het jaarlijkse verbruik van elektrische energie momenteel ongeveer 70 terawattuur (TWh). Waarvan ongeveer:

• 20 TWh afkomstig is van fossiele energiecentrales;
• 40 TWh afkomstig is van waterkracht;
• 10 TWh afkomstig is van andere hernieuwbare bronnen zoals wind, fotovoltaïsche energie of biomassa;

Tegen 2030 zal de vraag naar elektriciteit naar verwachting niet alleen stijgen van 70 naar 80 TWh, maar zal ook de vraag naar hernieuwbare energiebronnen voor 100 procent zijn gestegen. De elektriciteitsproductie uit hernieuwbare bronnen moet daarom de komende tien jaar met 30 TWh worden verhoogd. “Het bereiken van dit doel is in principe technisch mogelijk, maar het vereist een sterke politieke wil”, zegt Schrödl.

Kostbaar waterstofinitiatief

Het groene waterstof-initiatief, dat gebruik maakt van hernieuwbare elektriciteit, is nog niet in deze berekeningen opgenomen. Volgens Schrödl is 22 TWh extra elektrische energie nodig om de gewenste vermindering van het benzine- en dieselverbruik met een derde – ongeveer tien miljoen ton – te bereiken. Dit betekent een uitbreiding van het gebruik van hernieuwbare energie van 30 TWh tot 2030.

Het zou aanzienlijk efficiënter zijn om het diesel- en benzineverbruik te verminderen door de elektrische mobiliteit op basis van batterijen uit te breiden. Dit zou slechts 9 TWh extra elektrische energie opleveren.

In ieder geval zal de uitbreiding van het gebruik van hernieuwbare energiebronnen subsidies vereisen. De onderzoeker schat dit bedrag op ongeveer 250 miljoen euro per jaar voor fotovoltaïsche energie alleen al, waarvan het rendement vijf keer zo hoog zou moeten zijn. Volgens Schrödl gaat het hier om geld dat anders later zou worden uitgegeven aan boetes voor een te hoge CO2-uitstoot.

De toekomst van de waterstoftechnologie

Ook al keurt Schrödl groene waterstof in het privé-personenvervoer af, hij wijst het niet categorisch van de hand. Hij ziet juist een toekomst voor waterstof in gebieden als energieopslag op lange termijn of in de industrie, waar de daaruit voortvloeiende warmte-uitstoot ook optimaal kan worden benut.

 

Meer artikelen over elektromobiliteit vind je hier.
Meer artikelen over brandstofcellen vind je hier.