Achter de schermen / De redactie ongefilterd - Kan waterstof de verbrandingsmotor redden?

Naast hun journalistieke methodologie en hun professionele perspectief binnen de autosector zijn de leden van onze redactie eerst en vooral automobilisten en gewone burgers. In 'De redactie ongefilterd' spreken ze vanuit hun hart. Deze week vroegen we ze of ze dachten dat waterstof de ondergang van de verbrandingsmotor zou kunnen tegengaan.

Een kleine auto die bijna even gemakkelijk dezelfde afstanden kan afleggen als een grote. We hebben het vaak over waterstof als het gaat over auto's met een brandstofcel, met een elektromotor dus. Maar het gas kan ook gebruikt wordne in een verbrandingsmotor. Op zich, of in een 'flex'-combinatie met petroleumbrandstof, net zoals een benzinemotor ook kan gecombineerd worden met CNG of LPG. De capaciteit van waterstof en zijn beperkte uitstoot zouden het mogelijk kunnen maken om bestaande motoren om te bouwen om te kunnen rijden op waterstof... natuurlijk wel met aangepaste brandstoftanks.

Waterstof is op zich niets nieuws. We gebruiken het al lang, vooral in de industrie. De productie ervan zou echter moeten overschakelen van 'grijze' naar 'groene' waterstof, of zelfs 'blauwe', en dat op grote schaal om echt als een redder van de verbrandingsmotor te kunnen worden. En als een economisch levensvatbare vervanger voor de batterij-auto.

Als er één voordeel is aan de hoge stroom-, gas- en olieprijzen van vandaag, is het dat we weer goed beseffen dat energie een schaars goed is en dat we er efficiënt mee moeten omgaan. In dat licht heeft een verbrandingsmotor op waterstof geen enkele zin.

Het rendement van een ontploffingsmotor ligt immers altijd onder de 50%, ook wanneer je waterstof in de cilinders spuit. Dan is het efficiënter om waterstof in een brandstofcel om te zetten in elektriciteit, en die te gebruiken om een elektromotor aan te drijven. Al kan ook dat helemaal niet op tegen de combinatie van een elektromotor en een batterij, wat een rendement van zo’n 80% haalt. Stroom kan bovendien verdeeld worden via een bestaand netwerk, terwijl waterstof net als fossiele brandstof ook nog eens fysiek getransporteerd moet worden.

De enige reden waarom je deze combinatie zou inzetten in een personenwagen, is nostalgie, de charme in leven houden. Het zou iets kunnen zijn voor de supersportwagen van de toekomst, om bijvoorbeeld de V12 een levenslijn toe te werpen. Maar een mobiliteitsoplossing is het niet.

Dat is een goede vraag en moeilijk te beantwoorden... Want het maakt de motor zelf veel groener door bijna alleen water af te stoten, maar het probleem blijft bij de rest van het proces. Wil het een echt ecologische oplossing zijn, dan moeten de processen voor de productie en levering van de waterstof ook ecologisch zijn. Het is namelijk niet als zodanig beschikbaar: het H2 moet uit een andere verbinding worden gehaald. 

De productie van waterstof blijft echter ofwel zeer vervuilend ofwel zeer energie-intensief (van een energie die zelf op een groene manier moet worden geproduceerd). Momenteel is stoommethaangas de meest gebruikte methode omdat het economisch verantwoord is, maar bij de productie ervan komt veel CO2 vrij. Bij de alternatieve groene methoden verbruikt elektrolyse veel elektriciteit, biomassa is duur en bevordert de productie van biobrandstoffen, en de thermochemie is nog niet geperfectioneerd. Ook het vervoer en de distributie zijn gecompliceerd, omdat voor de opslag ofwel een druk van 700 bar (risico van lekkage, corrosie en explosie) ofwel een extreem lage temperatuur (-253°C) vereist is. Er zijn dus aangepaste infrastructuren nodig, terwijl de wereld al moeite heeft met de infrastructuur voor gewone elektriciteit.. 

Het is duidelijk dat dit problemen zijn waarmee zuiver elektrische voertuigen ook worden geconfronteerd, en de grote kracht van de waterstofmotor is dat het een veel goedkopere technologie is dan een brandstofcel of een batterij. Maar nu Europa ervoor heeft gekozen volledig elektrisch te gaan rijden, is het te hopen dat het voor de waterstofsector niet al te laat is. 

De beste hoop voor de verbrandingsmotor zijn daarom wellicht e-brandstoffen: net als koolstofvrije waterstof kunnen zij worden geproduceerd met groene stroom, en hoewel ze bij de verbranding CO2 uitstoten, absorberen ze dit ook tijdens de fabricage. Natuurlijk stoten ze nog steeds andere verontreinigende stoffen uit, zoals NOx, maar het voordeel is dat de infrastructuur al bestaat en dat ze de motoren die momenteel in gebruik zijn, koolstofneutraal kunnen maken.

Kan waterstof verbrandingsmotoren behoeden voor een geprogrammeerd uitsterven ten voordele van elektrische auto's? Ik mag dan een fervent verdediger van authentieke mechanica zijn, maar ik geloof het voor geen meter.

Op industriële schaal voor in massa geproduceerde modellen is het gebruik van waterstof als brandstof voor verbrandingsmotoren onzin. Of het nu gaat om "duurzame" waterstofproductiecapaciteiten of om energie-efficiëntie, een dergelijk vooruitzicht zou een pure utopie zijn en beperkingen opleggen die niet geschikt zijn voor massaconsumptie.

Anderzijds, als er sprake is van het voorstellen van een "koolstofneutrale" brandstof - afhankelijk van de productiemethode, bla bla bla, het discours is bekend - om echte mechanische juweeltjes te kunnen bouwen voor modellen die in beperkte aantallen worden geproduceerd en bedoeld zijn voor gebruik voor hoofdzakelijk recreatieve doeleinden of in de autosport, dan verdient deze oplossing het om te worden onderzocht. En het is waarschijnlijk deze gedachte die sommige fabrikanten ertoe heeft gebracht hun onderzoek op dit gebied te verdiepen. Op langere termijn lijkt ook dit type thermische waterstofmotor echter gedoemd te mislukken in het licht van het koude rendement van elektrische accu's.