Update: lees ook de reactie van Auke Hoekstra op dit onderzoek.

De kwestie van CO2 is de afgelopen dagen in Duitsland weer bovenaan de agenda komen te staan, vanwege een nieuwe extra belasting die de Duitse regering van plan is in te voeren. Met name verwarming en autorijden zullen geleidelijk aan duurder worden, zozeer zelfs dat op de lange termijn steeds minder mensen zich een auto kunnen veroorloven. Of ze zullen een nieuwe auto moeten kopen die niet op fossiele brandstoffen rijdt. De echte vraag is: hoe slecht zijn alternatieve vervoersconcepten voor het milieu, hoe dragen ze bij aan het broeikaseffect, en zijn accu’s echt de oplossing?

In een onderzoek in opdracht van H2 MOBILITY Deutschland hebben wetenschappers van het Fraunhofer Instituut voor Zonne-energiesystemen ISE een levensduurvergelijking gemaakt tussen elektrische en brandstofcelauto’s. De hele wereld lijkt nog altijd in de eerste plaats gericht te zijn op voertuigen op batterijen. Momenteel zijn er in Duitsland bijna 9.200 oplaadpunten voor elektrische auto’s en het lijkt wel alsof er overal nieuwe oplaadpunten verschijnen. Fabrikanten strijden tegen elkaar in de zoektocht naar de accu met de grootste actieradius en de kortste oplaadtijd. Andere autoconcepten lijken van de baan te zijn.

© Fraunhofer ISE

De onderzoekers van het Fraunhofer Instituut laten zien dat batterijtechnologie – momenteel het systeem waar autoproducenten het meeste vertrouwen in hebben – niet de ideale oplossing is. Volgens het onderzoek is de brandstofcel de betere keuze, al speelt deze (nog steeds) nauwelijks een rol in de auto van de toekomst. De wetenschappers hebben in detail berekend hoeveel broeikasgassen er zouden worden uitgestoten bij de productie, de toepassing en de afvoer van batterij- en brandstofcelvoertuigen met een bereik van 300 kilometer en meer, in de periode 2020-2030 en 2030-2040. Bij deze berekeningen werd ook rekening gehouden met zaken als de hoeveelheid materiaal die nodig is voor de productie van batterijen, brandstofcellen en waterstoftanks, maar ook de emissies die tijdens de productie en verwerking worden uitgestoten. De onderzoekers baseerden hun berekeningen voor de productie van elektriciteit of waterstof op verschillende scenario’s, van best-case tot worst-case. Ze hebben de cijfers ook vergeleken met die van dieselauto’s.

Let op: Auke Hoekstra, onderzoeker aan de Technische Universiteit Eindhoven, heeft zware bedenkingen bij de werkwijze van Fraunhofer in dit onderzoek. Hier laat hij zien hoe het volgens hem wel zit.

In het beste geval is de elektriciteit voor accuvoertuigen afkomstig van een zonnecelsysteem, en in het slechtste geval komt het van de standaard elektriciteitsmix. Wat waterstof betreft, wordt het in het beste geval opgewekt door middel van 100% windenergie. In het slechtste geval wordt uitgegaan van opwekking via stoomreforming van aardgas. Verder werden de waarden ook vergeleken met de emissies bij het opladen met een gemengde versie (50% aardgas en 50% windenergie).

Het resultaat kan niet anders dan autofabrikanten aan het denken zetten, omdat brandstofcelauto’s (die op waterstof, H2, dus) in het onderzoek beter presteren dan elektrische auto’s wat betreft de uitstoot van broeikasgassen bij een grotere actieradius. Zelfs als 100% van de H2 uit aardgas komt is de broeikasgasuitstoot van brandstofcelauto’s over een afstand van 150.000 kilometer volgens de onderzoekers lager dan die van vergelijkbare batterijvoertuigen (90 kWh batterij) die worden opgeladen met de Duitse elektriciteitsmix.

© Fraunhofer ISE

“Het onderzoek toont ook aan dat batterij- en brandstofcelvoertuigen elkaar ideaal aanvullen. Voor lange afstanden zijn brandstofcelvoertuigen klimaatvriendelijker, en voertuigen op batterijen voor korte afstanden,” zegt Christopher Hebling, hoofd Waterstoftechnologieën aan het Fraunhofer ISE. In de periode 2020-2030 zou de CO2-voetafdruk van de productie en recycling van een brandstofcelsysteem inclusief tank overeenkomen met die van een elektrische aandrijving met een 45-50 kWh opslagcapaciteit. Voor auto’s met grotere accu’s zouden er meer broeikasgassen worden uitgestoten dan voor een brandstofcelsysteem in een vergelijkbare prestatieklasse.

“Verder onderzoek is nodig, bijvoorbeeld naar het gebruik van synthetische brandstoffen geproduceerd op basis van waterstof uit hernieuwbare energiebronnen en CO2, maar ook naar hun recycleerbaarheid en hun effecten op oppervlakte- en waterverbruik,” legt projectmanager dr. André Sternberg uit. Zoals verwacht hebben dieselvoertuigen een hogere uitstoot.

De precieze resultaten van het onderzoek, gefinancierd door H2 MOBILITY Deutschland, zijn HIER te vinden.