Waterstof in de tank

Waterstof in de tank

automotive.at:Meneer Geringer, u bent voorzitter van de Oostenrijkse Vereniging voor Motorvoertuigtechnologie ÖVK en organisator van het internationale Vienna Motor Symposium dat jaarlijks in de Weense Hofburg wordt gehouden. Welke onderwerpen staan ​​er dit voorjaar op het programma?

Bernhard Geringer: Eén focus dit jaar is klimaatneutraal rijden, inclusief brandstofcellen en waterstofmotoren, maar uiteraard ook puur elektrische aandrijvingen en diverse hybride oplossingen. De focus ligt ook op energiebronnen voor mobiliteit en de weg van de auto-industrie naar autonome voertuigen. Voor deze spannende discussie hebben we het Weense hightechbedrijf TTTech als partner weten te winnen, dat met zijn initiatief ‘The Autonomous’ voorop loopt in de ontwikkeling van autonome rijfuncties.

De Oostenrijkse federale overheid wil de productie van klimaatneutrale waterstof bevorderen als onderdeel van haar waterstofstrategie. Dus tanken we straks waterstof in plaats van benzine of diesel?

Sommige lezingen op het motorensymposium gaan over de waterstofmotor, waarbij waterstof op een vergelijkbare manier wordt verbrand als een aardgas- of vloeibaar-gasmotor. Dit is juist een interessant alternatief voor fossiele brandstoffen, vooral als de waterstof wordt geproduceerd met elektriciteit uit hernieuwbare bronnen. De motorontwikkelaars zijn er nu in geslaagd om de waterstofmotor door krachtig opladen op hetzelfde prestatieniveau te brengen als een benzinemotor. Het grote economische voordeel van deze aandrijfoplossing is dat bestaande verbrandingsmotoren slechts matig aangepast hoeven te worden. Ook de versnellingsbak blijft hetzelfde, alleen de tank moet vervangen worden door een gasdruktank.

BMW introduceerde in 2005 een waterstofverbrandingsmotor met het Hydrogen 7-model. Waarom heeft dit toen niet de boventoon gevoerd?

De BMW Hydrogen 7 produceerde slechts 260 pk en had een koppel van 390 Nm. Ter vergelijking: een 760i met benzinemotor had een indrukwekkende 445 pk en 600 Nm koppel. Maar de ontwikkeling is niet gestopt en de huidige waterstofverbrandingsmotoren zijn zelfs efficiënter dan benzinemotoren, met een rendement tot 43 procent. Bovendien wordt het gas nu lange tijd zonder verlies opgeslagen in druktanks, terwijl het 18 jaar geleden werd afgekoeld tot min 253 graden Celsius en vloeibaar werd gemaakt. Hoewel de tanks destijds goed geïsoleerd waren, verdampte de waterstof er binnen enkele dagen uit.

Is de technologie vandaag de dag al klaar voor serieproductie?

De waterstofverbrandingsmotor gaat in 2024 in serieproductie en is zeker een interessant aandrijfalternatief voor langeafstandsvrachtwagens en speciale voertuigen. Het gebrek aan infrastructuur verhindert echter een verdere verspreiding in de personenautosector. Er zijn momenteel in Oostenrijk slechts vijf waterstoftankstations die per vrachtwagen van gas moeten worden voorzien – dat is niet ideaal. Er moeten landelijk tankstations komen die via pijpleidingen worden bevoorraad.

Is het gebruik van waterstof in een brandstofcel niet aanzienlijk efficiënter dan in een verbrandingsmotor?

De brandstofcel in combinatie met een elektromotor heeft namelijk een hoger rendement in het deellastbereik, waarin vooral met een auto wordt gereden. Bij vollast, waarbij vooral een vrachtwagen rijdt, heeft de waterstofverbrandingsmotor de leiding. Een andere uitdaging bij de werking van brandstofcellen is de hoge zuiverheidsgraad van minimaal 99,97 procent die de waterstof moet hebben zodat de brandstofcel niet voortijdig veroudert. Deze technologie vereist ook een complex thermisch beheer, omdat het tijdens bedrijf alleen de restwarmte via het koelwater afvoert en daarom tweemaal zoveel radiatoroppervlak nodig heeft als de huidige motoren.

Zijn waterstofmotoren eigenlijk volledig klimaatneutraal?

Alleen de zogenaamde ‘groene’ waterstof, die wordt geproduceerd met elektriciteit uit fotovoltaïsche zonne-energie, windenergie of waterkracht, is bij gebruik klimaatneutraal. Als voor de productie elektriciteit uit kolencentrales wordt gebruikt, is deze ‘bruine’ of ‘zwarte’ waterstof schadelijk voor het klimaat en niet duurzaam. Klimaatschadelijk CO2 ontstaat ook wanneer waterstof wordt geproduceerd uit aardgas met behulp van stoomreforming of methaansplitsing, en er ontstaat radioactief afval wanneer het wordt geproduceerd met behulp van kernenergie. Zoals bij elk verbrandingsproces produceert de verbranding van waterstof in de motor ook stikstofoxiden, die door een conventionele SCR-katalysator, net als bij een dieselmotor, grotendeels kunnen worden geneutraliseerd door AdBlue toe te voegen. Samenvattend kan gesteld worden dat de waterstofmotor zeker voordelen heeft als brugtechnologie – mits aangedreven door groene waterstof.

Veel Oostenrijkse toeleveranciers aan de auto-industrie hebben zich gespecialiseerd in onderdelen voor verbrandingsmotoren. Zou de waterstofverbrandingsmotor voor u een toekomstperspectief kunnen zijn?

Sterker nog, verschillende Oostenrijkse bedrijven werken al aan waterstoftechnologie. Bij AVL List in Graz worden niet alleen waterstoftrucks ontwikkeld, maar ook een waterstofracemotor. En Bosch werkt ook intensief aan waterstofoplossingen, van elektrolyse tot automotive-toepassingen. Ook voor kleinere leveranciers liggen er economische kansen, omdat voor de waterstofaandrijving tal van componenten nodig zijn, waaronder tanksystemen, afdichtingen, sensoren, uitschakelapparatuur, koelsystemen, pompen, schakelkleppen etc.