Rijden op water

De Noorse waterstofsnelweg wijst emissievrije auto's de richting.

Diane Daniel | 112 december 2008 issue

In Porsgrunn staat een van Norwegens twee waterstoftankstations.

Photo: Wessel Kok

Het is ongeveer twee uur rijden, vanuit Oslo naar het dichtstbijzijnde waterstoftankstation, eerst over een snelweg, dan langs een kleinere, bochtige weg en uiteindelijk door het dorpje Porsgrunn naar het onderzoekscentrum van het energiebedrijf StatoilHydro. Je kunt het waterstoftankstation, pas het tweede van Noorwegen, dus moeilijk een gunstig gelegen pomp noemen. Maar dat gaat veranderen als in mei het eerste waterstoftankstation van Oslo zijn deuren opent, tegelijkertijd met een in Drammen, dat veertig minuten zuidwaarts ligt. Rond dezelfde tijd zal nog een pomp worden toegevoegd, in Stavanger aan de westkust, op ongeveer acht uur rijden van de hoofdstad. Tegen het einde van 2009 zal Noorwegens ‘waterstofsnelweg’ vijf pompstations met elkaar verbinden, en zo een 580 kilometer lange baan vormen waarlangs bestuurders zich kunnen verplaatsen in wat velen als het voertuig van de toekomst zien: auto’s die op waterstof rijden.

Het initiatief lijkt misschien verrassend, aangezien het komt van ’s werelds derde grootste olie-exporteur. Maar waterstofauto’s stoten alleen onschuldige waterdamp uit, en de Noren zijn vastberaden te bewijzen dat dit soort emissievrije voertuigen niet alleen mogelijk is, maar ook essentieel. ‘We willen aantonen dat emissievrije auto’s er al zijn en dan moeten we ze wel op de weg laten zien. Daarnaast moeten we de technologie verder verbeteren en de kosten omlaag krijgen’, zegt Gøril Andreassen van de non-profitorganisatie Zero, onderdeel van het nationale samenwerkingsverband HyNor, dat waterstofvervoer promoot. ‘Om de opwarming van de aarde te stoppen en de uitstoot van emissies te verkleinen, moeten we overstappen van fossiele brandstoffen naar emissievrije brandstoffen. We willen dat bedrijven en overheden meer investeren en meer verantwoordelijkheid nemen om dit mogelijk te maken.’ Noorwegen maakt deel uit van een groeiend aantal landen wereldwijd – waaronder de Verenigde Staten, Canada en Japan – dat werkt aan het ontwikkelen van waterstoftechnologie en -infrastructuur. Tot nu toe rijden er in Noorwegen slechts twintig waterstofauto’s. De eerste lichting was een vloot van vijftien Toyota Priussen die omgebouwd zijn tot waterstofvoertuigen. Deze demonstratiemodellen worden door overheden en bedrijven voor een periode van vijf jaar geleased. Aan het einde van dit jaar zal de Noorse elektrische autofabrikant Think vijf waterstof-brandstofcelauto’s op de markt brengen. (Een brandstofcel is een apparaatje dat elektriciteit opwekt – stil, efficiënt en zonder verbranding – door een chemische reactie.) En in 2009 worden er nog eens dertig geleverd, als onderdeel van een afspraak tussen HyNor en de Japanse automaker Mazda. Nog twee waterstoftankstations staan op de planning: een derde in de omgeving van Oslo, en een andere, waarover nog besloten moet worden, in het westelijke Bergen; samen zouden ze 208 kilometer aan de waterstofsnelweg toevoegen.

Het aantal waterstofauto’s in Noorwegen lijkt misschien klein, maar wereldwijd rijden er slechts drie- tot vijfhonderd. Daarvan bevinden meer dan tweehonderd zich in Californië, dat zijn eigen waterstofsnelweg heeft. ‘Het is belangrijk voor waterstoftechnologieën dat er internationale vooruitgang en acceptatie is, en dat zich wereldwijd clusters van waterstoftechnologie vormen’, zegt Patrick Serfass, woordvoerder van de National Hydrogen Association in Washington.

Waterstof kan verkregen worden uit water en uit koolwaterstofbronnen als aardgas, methanol en aardolie. Door waterstof te combineren met zuurstof, wordt elektrische energie opgewekt. Het bijproduct van dit proces is water. In auto’s produceert een brandstofcel elektrische energie – in plaats van een interne verbrandingsmotor die mechanische energie voortbrengt. De elektriciteit van de brandstofcel voorziet een elektrische motor en de hele aandrijflijn van energie, terwijl hij beter presteert qua snelheid, acceleratie en rijgedrag. Een brandstofcelauto is ten minste twee keer zo energie-efficiënt als een benzineauto.

Andere voordelen van het gebruik van waterstof en brandstofcellen – naast nul emissies en een hoge brandstofefficiëntie – zijn de mogelijkheid de CO2-uitstoot te verkleinen door waterstof te produceren met behulp van duurzame energie ? zoals zonne-energie of windenergie ? en het feit dat waterstof uit vele bronnen gehaald kan worden, waardoor we minder afhankelijk worden van één bron in het bijzonder. Het heeft ook nadelen: brandstofcelsystemen zijn veel duurder dan verbrandingsmotoren, je kunt maximaal 320 kilometer op één tank rijden, en bijna alle waterstofauto’s op de weg zijn demonstratiemodellen.

De betrouwbaarheid en bestendigheid van brandstofcellen in productiemodellen is nog niet bewezen. Hoewel de meeste transportexperts het erover eens zijn dat waterstof de brandstof van de toekomst is, bestaan er nog steeds vele obstakels voor het wijdverbreide gebruik van deze voertuigen – waaronder infrastructuur voor pompstations, beschikbaarheid en prijzen van auto’s, en aanbod van waterstof. De Noorse waterstofsnelweg moet laten zien hoe deze problemen opgelost kunnen worden.

Omdat waterstof net als elektriciteit een energiedrager is, is voor de productie ook energie nodig. Noorwegen haalt al 99 procent van zijn energie uit waterkracht, en het aanpassen van deze energiecentrales zodat ze waterstof kunnen opslaan, is relatief eenvoudig. Waterstof kan uit water verkregen worden door elektrolyse, een proces dat water scheidt in waterstof en zuurstof. Dit is duurder dan waterstof uit aardgas winnen, maar Noorwegen gebruikt al zoveel waterkracht, dat het een voorsprong heeft op andere landen.

Ofschoon waterstof uit duurzame bronnen geproduceerd kan worden, wordt het meestal verkregen uit aardgas – waardoor critici erop wijzen dat het maken van waterstof potentieel meer energie kost dan het gas zelf later levert. Maar hoewel waterstof uit hernieuwbare bronnen een kleinere impact heeft op het milieu, is uit aardgas geproduceerde waterstof nog steeds een goede optie. Serfass, van de National Hydrogen Association, zegt hierover: ‘Zelfs als het uit aardgas verkregen wordt, vermindert waterstof transportemissies met vijftig procent ten opzichte van benzine. Bovendien is het momenteel een van de goedkoopste manieren om waterstof te maken. Uiteindelijk is het behouden van de verscheidenheid van onze energiebronnen een belangrijk doel.’

Maar de Noren gebruiken niet alleen elektrolyse die van waterkracht gebruikmaakt om hun waterstof te produceren. De pompstations langs de waterstofsnelweg zullen hun energie van verschillende duurzame bronnen betrekken. Oslo gaat waterkracht gebruiken; Drammen biomassa-afval; en een toekomstig tankstation in Romerike, net ten noorden van Oslo, zonne-energie. Bij de pomp van StatoilHydro in Porsgrunn wordt waterstof gemaakt uit chloor, geproduceerd in een vier kilometer verderop gelegen petrochemische fabriek. ‘Het bijproduct van chloorproductie is waterstof; het is dus industrieel voortgebrachte waterstof, eigenlijk voor een ander doel vervaardigd,’ legt Torgeir Nakken uit, StatoilHydro’s manager van waterstofactiviteiten. ‘Het elektrolyseproces gebruikt elektriciteit om chloor en waterstof te produceren, maar de elektriciteit is door waterkracht opgewekt en dus duurzaam. Een van de doelen van HyNor is te laten zien dat er verschillende duurzame manieren zijn om waterstof te maken.’

Momenteel zijn er twee soorten waterstofauto’s verkrijgbaar; de eerste gebruikt een waterstofmotor, de tweede een waterstofbrandstofcel. De auto’s met motoren (zoals de Toyota Prius en Mazda) verbranden waterstof in een traditionele interne verbrandingsmotor, terwijl in brandstofcelauto’s (zoals die van Think) de cel de verbrandingsmotor vervangt en daarmee de auto elektrisch maakt. Nakken geeft voorlopig de voorkeur aan auto’s met een waterstofmotor. ‘Ze zijn veel goedkoper en robuuster’, zegt hij. ‘De brandstofceltechnologie is nog niet voldoende geavanceerd, maar ik denk dat de problemen zullen worden opgelost. De vraag is niet óf maar wanneer. De waterstofsnelweg kan Noorwegen helpen een testbaan voor waterstofauto’s te worden en zodoende de snelheid te vergroten waarmee brandstofceltechnologie zich ontwikkelt. Niet alleen heeft het land ‘het grote voordeel van zijn door waterkracht opgewekte elektriciteit, die waterstofproductie hier erg aantrekkelijk maakt’, zegt Serfass, maar ‘er is hier een combinatie van publieke en private partijen die samenwerken om waterstof mogelijk te maken. Wanneer je die combinatie hebt, dan kun je écht innovatief bezig zijn’.