Alleen tanken bij een kleine beurt

„Kijkt gerust alsof u het niet gelooft”, zegt de Duitse ingenieur Reinheid Wurster. „Iedereen doet dat als hij dit voor het eerst hoort”. Wurster geldt als dé expert op waterstofgebied in Duits- land, zo zegt bijna iedereen die daar iets op dat terrein doet.

En in Duitsland gebeurt heel wat op dat gebied. Het land loopt misschien niet voorop, maar wel vooraan, samen met de Verenigde Staten en Japan. „We moeten toch wel”, zegt Wurster. „BMW heeft dat goed ingezien. Dat bedrijf is naar de regering gestapt en heeft gezegd: In 2030 hebben we in de westerse wereld 1,5 miljard auto’s. Denkt u dat we, zonder nu belangrijke stappen te zetten, dan kunnen voldoen aan de nonnen die we onszelf hebben gesteld voor de uitstoot van kooldioxide?”

Wurster weet het antwoord en hij heeft dat vorige week vijf dagen lang aan een groot internationaal publiek verkondigd, op de grootste industriebeurs ter wereld: de Hannover Messe. Inmiddels voor het derde jaar laten meer dan twintig bedrijven en instellingen -waaronder grote ondernemingen als Daimler Benz, MAN en Preussag- zien wat Duitsland op het terrein van waterstof te bieden heeft. En dat is niet weinig.

„Over de wereldvoorraad aan steenkool valt te discussiëren; daar kunnen we nog driehonderd jaar mee toe, maar dat zou ook vijfhonderd jaar kunnen zijn. Voor aardgas ligt dat totaal anders. Daarmee gaat het snel bergafwaarts. Nog enkele tientallen jaren”, zegt Wurster tegen zijn internationaal publiek, „dan moeten we wat anders hebben. Daarom werken we nu zo hard aan waterstof. Maar laten we niet doen alsof dat zo bijzonder is. De chemische industrie produceert dat gas al honderd jaar”.

Onbeperkt

Bijzonder groot voordeel van waterstof is dat het, ‘opgeslagen’ in water en een aantal andere bronnen, onbeperkt op aarde aanwezig is. Bijna nog groter voordeel is dat bij de verbranding van waterstof nauwelijks of niet vuile stoffen vrijkomen. Een vliegtuigmotor op waterstof levert wat vervuiling aan stikstofoxiden op, meer niet, en een auto waarin waterstof de verbrandingsmotor aandrijft of waarbij waterstof zorgt voor de elektrische aandrijving, die is emissievrij, zoals dat heet.

Het klinkt prachtig, maar natuurlijk zitten er nog wel wat haren in de boter, anders was de waterstofeconomie nu al een feit. Een paar dingen: de productie van waterstof kost energie. De brandstof kan gewonnen worden uit water door gebruik te maken van elektriciteit, dan heet het proces elektrolyse, maar waterstof kan ook onttrokken worden aan biomassa, of aan aardgas. Die laatste bron gebruikt de industrie meestal.

„Aan de andere kant”, zegt Wurster snel even tussendoor, „er zijn ook industrieën die waterstof als afvalproduct gewoon affakkelen”. „De productie van 1 ton chloor levert 300 kubieke meter waterstof op. Altijd. Wij zijn met Akzo-Nobel in Zweden in gesprek om dat restproduct nuttig te gebruiken. Binnenkort moet ik daar ook met een aantal Nederlandse bedrijven over praten”.

„Maar niet de productie, vooral het transport en de opslag van waterstof brengen de grootste kosten met zich mee”, zegt ir. Dominique Kluyskens van het Europees-Canadese samenwerkingsverband ”Euro-Québec Hydro- Hydrogen Pilot Project”. Het is natuurlijk het mooiste om waterstof in de Sahara met gratis zonne-energie te maken, of met overtollige elektrische energie van een waterkrachtcentrale ergens in Noorwegen of Canada te maken. Met dat laatste land is de Europese Gemeenschap voor dat speciale doel een gezamenlijk project gestart. Kluyskens benadrukt dat bij een elektriciteitsprijs van 2 dollarcent de productieprijs van waterstof in Canada nooit een probleem zal zijn, „maar om het in vloeibare vorm -en dat gaat alleen bij een temperatuur van min 253 graden Celsius- in Europa, niet alleen aan land, maar ook bij de eindgebruiker te krijgen, dat kost geld”.

Overslag

Speciaal voor dat doel is binnen het Europees-Canadese project een bepaald type container ontwikkeld, dat in Canada gevuld zou kunnen worden en bij de eindgebruiker in Europa, bijvoorbeeld een tankstation of een huishouden, neergezet kan worden. Kluyskens: „Overslag van vloeibare waterstof kost altijd ongeveer 20 procent van de overgeslagen hoeveelheid; dat is voor een belangrijk deel te wijten aan het feit dat de volgende container ook weer gekoeld moet zijn tot min 253 graden. Vaak is daarvoor niet de techniek aanwezig en wordt er een deel van de over te pompen koude waterstof voor gebruikt”.

„Met dat transport- en opslagprobleem kampt de Duitse autowereld natuurlijk ook nog”, zegt Wurster. „Maar de fabrikanten wachten niet af. Daimler Benz heeft gezegd: We gaan nu onderzoek doen en we willen vanaf het jaar 2005 het A-model als waterstofauto in serie produceren. Dat betekent dat ze dan niet minder dan 100.000 auto’s met waterstofaandrijving per jaar maken. Dat klinkt misschien hoogdravend, maar Daimler ziet in dat men dit soort nieuwe technologieën alleen kan financieren als ze die in serieproductie opnemen”.

8000 kilometer

Daimler kijkt volgens Wurster met nog meer spanning naar de activiteiten van de North-Eastem University of Boston. Op laboratoriumschaal zijn de onderzoekers er daar in geslaagd om in een nanografietfilter met een volume van 25 liter en een gewicht van 80 kilo genoeg waterstof op te slaan. Daarmee kan een auto 8000 kilometer rijden. „Als dat op grote schaal realiseerbaar is, verandert het natuurlijk wel de wereld voor een autofabrikant Dan hoeft niemand zich meer zorgen te maken over de zaak of er wel genoeg punten zijn waar de automobilist waterstof kan tanken”.

„Niemand kan zoiets op dit moment bevatten”, geeft Wurster toe. „Zelfs de onderzoekers aan de universiteit van Boston snappen niet precies hoe het werkt. Maar alle grote ondernemingen die geïnteresseerd zijn in de toepassing van waterstof, gaan hier niet omheen. Dit wacht iedereen met spanning af”.

Ondertussen lopen er diverse demonstratieprojecten in Duitsland. Wurster kent ze omdat zijn ingenieursbureau ongeveer alle grote ondernemingen op dit punt adviseert en begeleidt Het grootste demonstratieproject gaat binnen veertien dagen van start op de luchthaven van München.

MAN laat daar zijn eerste waterstofbus tussen luchthaven en stad pendelen. In het volste vertouwen dat de proef daar slaagt, want de bus heeft al 13.000 lijndienstkilometers op de teller vanwege een proef in Erlangen. Daar startte het voertuig vorig jaar mei als eerste volledig gecertificeerde waterstofbus ter wereld. De bus in München heeft nog een verbrandingsmotor. MAN werkt nu met Siemens aan een bus waarin waterstof via brandstofcellen direct wordt omgezet in elektriciteit Die bus moet in 1999 op de markt komen. Erlangen neemt de eerste af.

Hoger rendement

BMW heeft een waterstofauto klaarstaan, maar die kan de autobaan niet op want daar kan hij niet tanken. Op de luchthaven van München bestaat die mogelijkheid inmiddels wel, dus daarom zet BMW daar eind deze maand zijn eerste waterstofauto in. De tankplaats is volledig geautomatiseerd. De bestuurder hoeft de auto slechts op de juiste plaats te zetten en de tankrobot doet de rest.

Het waterstofvliegtuig vertrekt nog niet vanuit München, moet dr. ing. Jonny Ziemann van Daimler-Benz Aerospace Airbus in Bremen bekennen. „Maar wij werken er met een afdeling van een man of vijftien wel hard aan”. Ziemann verwacht dat de eerste testvlucht in het jaar 2000 plaatsvindt.

Samen met Russische onderzoekers -„Bij de firma Tupolev hebben ze al veel ervaring met waterstof”- werken Daimler-Benz en Airbus aan de ombouw van een Domier 328, het toestel dat bekend staat als een Mercedes onder de vliegtuigen. Ziemann: „Van de huidige propellermachine maken we eerst een straalmotoraangedreven uitvoering en daarvan bouwen we dan aan één vleugel de motor om voor waterstof. Dan hebben we in geval van problemen nog een kerosinemotor”.

Extra tank

Aan de buitenkant zal dat zichtbaar zijn doordat er een extra tank onder de vleugel hangt. In waterstof in vloeibare vorm zit per gewichtseenheid 2,8 keer zoveel energie opgeslagen als in kerosine, maar uitgedrukt in volume vergt eenzelfde hoeveelheid energie in de vorm van waterstof vier keer zoveel ruimte als bij kerosine. Voor grotere vliegtuigen zal dit betekenen dat ze extra tanks boven op de cabine zullen meevoeren.

Dat is volgens Ziemann niet het enige probleem dat om een oplossing vraagt. Waterstof komt bij min 253 graden uit de tank. „Bij die temperaturen werken de huidige brandstofpompen voor kerosine niet zo lekker. Dat is een belangrijk punt van onderzoek. In de ruimtevaart worden dat soort pompen al gebruikt, maar daar hoeven ze hooguit een paar uur te werken. In onze vliegtuigen moeten ze tienduizenden uren betrouwbaar functioneren”. De hoge verbrandingstemperatuur van waterstof en de veel snellere onsteking van het mengsel in de motor, in vergelijking met een kerosine-lucht-mengsel, zijn andere problemen die Daimler in samenwerking met Airbus en Tupolev nog moet oplossen.

„Tussen het begin van het jaar 2005 en het eind van 2007 komen de eerste waterstofvliegtuigen van de productielijn”, zegt Ziemann met enige overtuiging. „Wanneer dat precies geberut, hangt af van een aantal politieke maatregelen en economische factoren als de kerosineprijs. „Maar vroeger of later komt er een markt voor waterstof, ook voor vliegtuigen op waterstof. En die techniek moeten we nu in Europa ontwikkelen. Daar moeten we geen moment mee aarzelen. Anders zijn Boeing en McDonnell Douglas ons straks voor”.

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.

Printen