Volgen we het juiste spoor?

De computer beslist? Ik weet niet hoe het met u als lezer is natuurlijk, maar ik zit niet direct te wachten op een zelfrijdende auto. Sterker nog, al worden ze straks bij wijze van spreken gratis bij twee pakken suiker geleverd, dan nog zal ik hem laten staan. De reden is simpel; ik vind autorijden gewoon leuk. Ik ben niet de enige weet ik, en al helemaal niet in de wereld van de 4×4. Ik heb nog niemand ontmoet die me handenwrijvend meedeelde dat hij niet kan wachten tot de zelf rijdende auto er eindelijk zal zijn. Ik moet er ook niet aan denken dat een auto zelf heerlijk off-the-road gaat rijden en ik alleen maar mee mag… Vind je autorijden niet leuk, waarom dan niet de trein, bus of fiets gepakt? Daarnaast blijf ik bedenkingen houden of een zelf rijdende auto de menselijke geest ooit zal kunnen evenaren met het nemen van beslissingen. Ik sluit mijn ogen beslist niet voor de realiteit van vandaag. De huidige auto is een stuk moderner en veiliger geworden dan pakweg twintig of dertig jaar terug. Ik heb daarvoor meer dan voldoende persintroducties van nieuwe auto’s achter de rug en onmiskenbaar zijn er moderne hulpmiddelen in en aan de auto die de veiligheid verbeteren. Het gebeurt allemaal met behulp van razendsnelle computer berekeningen die wij met onze levende hersens nooit voor elkaar kunnen krijgen. Neem het ESP bijvoorbeeld, dat een auto feilloos door bochten weet te dirigeren maar dreigt het onverhoopt toch fout te gaan, dan wordt het vermogen naar de wielen gereduceerd. We hebben verder ook ABS en rem assistentie. Systemen die we ook, naar we aannemen, op een zelf rijdende auto tegen zullen gaan komen. Dreigend gevaar en hup, de auto brengt je met de kortst mogelijke remweg tot stilstand. Ik vraag me alleen af of het systeem in bepaalde gevallen zo nodig ook een flinke peut gas kan geven om een dreigend gevaar af te wenden….

Boven en onder: Hangen we straks met onze auto allemaal aan de stekker of aan de waterkraan? 

Eindige voorraden… Meer nog hebben we onze bedenkingen omtrent de elektrische auto zoals deze nu gepresenteerd wordt. Absoluut zullen we, als we in de toekomst willen blijven rijden, een keer een alternatief moeten zoeken voor de verbrandingsmotor op fossiele brandstoffen zoals we die nu kennen, want dat de olie een keer op zal raken met het huidige tempo van winning is buiten kijf. Kijken we echter naar de elektrische auto, die nu nog vooral op elektriciteit rijdt van enorm vervuilende kolencentrales, dan kleven daar meer nadelen aan dan alleen die elektriciteit van die kolencentrales. We hebben dan namelijk accu’s nodig. Niet de startaccu’s zoals in de huidige niet elektrische auto’s, maar oplaadbare lithium-ion accu’s. Die zitten bijvoorbeeld ook in onze mobieltjes en laptops. De grondstof is lithium maar alleen is dat niet oplaadbaar en daarom wordt ion ’toegevoegd’. Verder komen we lithium veel tegen in de keramiek en glas industrie. De voorraad lithium op de wereld is aardig bekend (grootst in Argentinië, Bolivia, Chili, China, Australië) maar oneens zijn de wetenschappers het over wanneer het spul op zal zijn. Sommige (Duitse) onderzoekers (gelezen op deingenieur.nl) voorspellen dat het in 2050 zal zijn; anderen spreken van enkele eeuwen. Veel zal afhangen van de productie en stijging van het aantal elektrische auto’s in de komende jaren, maar in ieder geval is de voorraad eindig. Dan hebben we verder nog Kobalt in die accu’s nodig. Ruim de helft van de Kobalt (schaars en giftig) komt uit het onstabiele Congo (60%) en wordt gedolven door kinderen (schatting is dat circa 40.000 kinderen arbeid moeten verrichten in Congo). Verwacht wordt dat de vraag naar Kobalt in 2050 twee keer zo hoog is als de huidige bekende reserves op de wereld. Nu al schieten de prijzen van zowel Lithium als Kobalt omhoog. Voor de magneten van de elektromotoren hebben we onder meer Neodymium nodig (onmisbaar voor de sterkste, huidige magneten). Neodymium is een van de zeldzame aardmetalen die allen voor 97% afkomstig zijn uit China. Die hebben die metalen voor de export recent flink extra belast met enorme prijsstijgingen tot gevolg. In eigen land is het spul vele keren goedkoper. Op die manier hoopt China buitenlandse bedrijven het land in te lokken. Hebben we het nog niet gehad over de (giftige!) vervuiling die genoemde grondstoffen met zich meebrengen…. Voor al deze problemen wordt naarstig naar oplossingen gezocht met onder meer het openen of heropenen van nieuwe mijnen, het toepassen van andere grondstoffen, meer recyclen, etc. In ieder geval zal dat jaren gaan duren, los van het feit dat ze stuk voor stuk eindig zijn en nieuwe (milieu)problemen met zich meebrengen. Blijft nog over de benodigde elektriciteit voor de auto’s en vrachtwagens. Volgens de verwachtingen van deskundigen zullen er tussen 2016 en 2050 circa 700 miljoen volledig elektrische auto’s geproduceerd worden en 250 miljoen vrachtwagens. Uhhh, meer kolencentrales? Dat is lekker goedkoop toch? Meer kerncentrales? Is een optie, maar of iedereen het er mee eens is? De wereld vol zetten met zonnecellen en windmolens? Het zal niet genoeg zijn om aan de behoefte van elektriciteit te voorzien. Het zijn slechts enkele problemen waar je met de elektrische auto tegen aan botst. Wat denk je van de langere ’tanktijd’, de tijd voordat je batterijen weer vol zitten met vonkjes? Behalve dat zul je een nieuwe infrastructuur nodig hebben, met name bij het gebruik van snelladers. Hebben we nog niet genoemd dat de productie van een elektrische auto gewoon een stuk duurder uitvalt, ook al zullen ze wel wat zakken als de productie toeneemt.

Nuchtere denkwijze of…? Wellicht denk ik te simpel, maar waarom wordt er niet meer geïnvesteerd in waterstof vraag ik me af? In de huidige autotechniek is het nadeel dat waterstof samengeperst moet worden en dan is dat spul explosief. Bovendien hebben we daar nog geen infrastructuur voor en deze voor dat doel opzetten is heel kostbaar. Maar de ontwikkelingen daarin gaan snel, alleen hoor je daar helaas maar bitter weinig over. Een fors aantal jaren geleden waren we bij de introductie van drie stadsbussen in Amsterdam welke voorzien waren van Fuell-Cell technologie. Daar leerden we van deskundigen dat er acht manieren zijn om waterstof te produceren. Onder meer de vuilverbrandingsinstallatie van Amsterdam was aanwezig en liet weten ook relatief simpel waterstof te kunnen maken middels de vuilverbranding (50% van het vuil aanbod is duurzaam). In 2013 horen we over het nieuws op de radio van een Franse vinding die waterstof weet te produceren welke zeven tot vijftig keer sneller zou gaan dan de toen bestaande technieken. Het artikel is terug te vinden op het internet met daarin dat de techniek nog verder ontwikkeld moet worden maar ook de voorspelling dat de techniek naar verwachting in 2050 in de mondiale energie behoefte zou kunnen voorzien. Wie weet zou dat met wat extra inspanningen best een stukje sneller kunnen. Afgelopen week verrassen de Belgen ons op het nieuws met een zonnepaneel van 1,6 m² dat waterstof produceert uit waterdamp in de lucht (het betreft een vinding uit 2014 maar dat prototype is verder ontwikkeld en nu gaan de eerste twintig panelen op een duurzame boerenwoning geïnstalleerd worden). Een zo’n paneel zou volgens de wetenschappers 250 liter waterstofgas per dag produceren. Dat gebeurt middels elektroden (op basis van nikkel en ijzer) in het paneel die water in waterstof en zuurstofgas weten te splitsen. Een membraan zorgt er vervolgens voor dat beide gassen gescheiden blijven. Het rendement van het huidige model is 15 procent en dat is volgens wetenschapper Johan Martens een wereldrecord en kun je hogere rendementen alleen bereiken met dure en zeldzame materialen.

Fabel ontkracht. Over waterstof gaan hardnekkige geruchten als dat het explosief zou zijn. Ad van Wijk, kernlid van de Noordelijke Innovation Board en hoogleraar toekomstige energiesystemen aan de TU Delft, helpt dat gerucht hopelijk een beetje de wereld uit met zijn toelichting. “Nee”, waterstof is van zichzelf niet explosief. Als het in de lucht komt, zegt het niet zomaar ‘boem’. Het is wel brandbaar, net zoals aardgas. Maar het brandt pas als het in de juiste verhoudingen met zuurstof wordt gemengd. Vervolgens moet er nog een vlam bij”, licht hij verder toe. “Omdat het brandbaar is moet je er natuurlijk wel voorzichtig mee omgaan. Daarom zijn goede gebruiksvoorschriften, net zoals die er ook voor aardgas zijn, belangrijk”.

De toekomst dichterbij 1? Recent zijn er vindingen vanuit Israël en ons eigen landje die het probleem van waterstof onder hoge druk oplossen. De Israëlische vinding komt van Terragenic en maakt gebruik van een gepatenteerde, niet explosieve vloeistof (T-fuel genaamd) en een katalysator. Zodra de katalysator in de vloeistaf zakt – in gedachte kun je dat met een ‘gashendel’ – ontstaat er waterstof. Die wordt naar een standaard brandstofcel geleid waarna elektriciteit ontstaat welke gebruikt kan worden voor het aandrijven van bijvoorbeeld een auto. Omdat de T-fuel niet explosief is kan het veilig worden vervoerd en opgeslagen. Zonder explosiegevaar is het ook veel minder kostbaar om een veilige infrastructuur op te zetten. De bedenkers beloven dat de actieradius van een auto op T-fuel met gemak de vergelijking aan kan met een voertuig dat op fossiele brandstof rijdt. Op een tank met de T-fuel van nu zou je 500 km. ver komen, maar door de uitvinding verder te ontwikkelen en verbeteren zou dat binnenkort al 1.000 km zijn en verwacht wordt dat het in de toekomst wellicht goed is voor 1.500 km. De grondstoffen voor de T-fuel vloeistof zijn waterstof en Borium. Beiden hoeven niet kostbaar te zijn omdat waterstof in principe ruim beschikbaar is en ondanks dat Borium schaars is (met het delven van de huidige hoeveelheid zou het volgens wetenschappers binnen 200 jaar op zijn). Het voordeel is echter dat de Borium telkens hergebruikt kan worden, maar voorzichtigheid er mee om springen is sterk aan te raden.

De toekomst dichterbij 2? De manier van de Nederlander komt van uitvinder en wetenschapper Gerard Lugtigheid. De basis is waterstof in poedervorm en Lugtigheid heeft een speciale techniek ontwikkeld om de energie daarvan vrij te laten komen. Dat gebeurt met natrium-boor-verbinding (NaBH4), door Lugtigheid ‘Ultra Pure Water’ genoemd. Het zuur brengt de reactie op gang en dat levert elektriciteit, de energiebron voor de auto. Voeg de twee samen en het spul kan als een modderachtige substantie getankt worden. Bovendien kan dat gewoon via bestaande tankstations en dus heb je geen aparte waterstof stations nodig. Naar wat we er over hebben gelezen zou een kilo H2Fuel ongeveer € 1,65 kosten, vergelijkbaar met de momenteel geldende prijs van een liter benzine. Alleen daar waar je met een liter benzine in een heel gunstig geval 24 km ver kunt komen, stopt de voortgang met een kilo H2Fuel pas als je tien keer zo ver bent (240 km!). En let op, we zijn niet heel diep op onderzoek uit gegaan, maar dit zijn vindingen die al een tweetal jaren geleden zijn gedaan.

Boven: het principe van de brandstofcel. Veel autofabrikanten lijken daar op te mikken.

Ik klamp me maar vast aan mannen met een veel meer vooruitziende blik dan de mannen en vrouwen die momenteel onze regering vormen. Zoals bijvoorbeeld aan de wereldberoemde schrijver Jules Verne, die in zijn boek ‘The Mysterious Island’ in 1874 schreef, “dat water, dat bestaat uit waterstof en zuurstof, ooit een onuitputtelijke bron van warmte en licht zullen vormen”. Warmte en licht is energie welke we relatief simpel om kunnen zetten naar bewegingsenergie. Dat waterstof de toekomst is, daar zijn ook veel autofabrikanten van overtuigd. De manier waarop zal wellicht verschillen bij fabrikanten zoals je hebt kunnen lezen. Als je vraagt naar onze persoonlijke mening, dan verkiezen we de manier van BMW zoals het merk gedaan heeft met de BMW Hydrogen 7 en haar voorgangers (in 2000 de 750 hL en in 2004 de H2R). Gewoon net als benzine verbranden in (licht aangepaste) bestaande motoren! Hoeven we het oorstrelende geluid van die stuiterende jongens ook niet te missen….

Update. Recent laat BMW weten meer op waterstof als brandstof in te gaan zetten. In Nederland ontbreekt vooralsnog de infrastructuur (zeer weinig tankstations), maar Duitsland spant zich op dat gebied veel meer in. Naar verwachting komt BMW in 2022 met een licht aangepaste BMW X5 die op waterstof rijdt! Laten we hopen dat BMW in de toekomst de titel ‘Eerste verstandige autofabrikant’ in de wacht sleept… 

Martin Brink.