Het voorbije decennium werd de elektrische wagen mainstream, mede dankzij het Tesla van Elon Musk. Er zijn verschillende tekenen aan de wand dat de komende tien jaar treinen op waterstof volwassen zullen worden.
Transport op basis van waterstof is interessant in ecologisch opzicht. Het is een vorm van energie die geen uitstoot genereert, behalve water. Als de elektriciteit waarmee de waterstof gemaakt wordt op een groene manier wordt opgewekt, is het een volledig klimaatneutrale operatie. De technologie is er al, alleen is ze nog niet commercieel levensvatbaar.
Duur en explosief
De kosten voor de productie van waterstof zijn zeer hoog, zowel in termen van financiën als van energie. De meest gangbare manier om waterstof te produceren is via elektrolyse. Er wordt elektriciteit door water gejaagd om de zuur- en waterstofatomen te scheiden. Dat is momenteel totaal geen energie-efficiënt proces. Er is heel veel elektriciteit nodig om een kleine hoeveelheid waterstof te maken.
Ook het hanteren van waterstofbrandstofcellen is een uitdaging, omdat het in sommige gevallen explosief kan zijn. Verzekeringsgewijs is dat economisch niet opportuun.
Interessante projecten
Maar onderzoek en meer interesse van de markt kunnen van waterstof wel een commercieel interessante energiebron maken, vooral voor massatransport. En dat is exact wat er aan het gebeuren is.
Wereldwijd zijn er al enkele vormen van openbaar vervoer op basis van waterstof te vinden:
– Er is al een trein die volledig op brandstofcellen op waterstof rijdt in Duitsland. Het Franse industriële conglomeraat dat daarachter heeft ook plannen voor verschillende treinroutes in Frankrijk en het VK.
– In China werd de eerste tramlijn op brandstofcellen in 2015 geopend. De Chinese overheid promoot onderzoek naar waterstof.
– In de staat Californië in de VS loopt het ‘Hydrail’-project. Tegen 2024 moet daar tussen de steden van San Bernardino en Redlands ook een trein rijden die volledig op waterstof werkt.
Waterstof is uitermate geschikt voor massatransport zoals treinverkeer. Treinen zijn nu al grotendeels elektrisch, maar die hebben dure bovenleidingen nodig om te kunnen werken. Batterijen, zoals die in elektrische wagens, zijn geen optie omdat de kracht nodig om treinen te doen rijden zo groot is dat die batterijen verschillende locomotieven groot zouden zijn.
Met een brandstofcelsysteem dat elektriciteit aan boord van het voertuig creëert, kunnen treinen op bestaande sporen rijden zonder dat extra investeringen in infrastructuur nodig zijn.
Waterstof is momenteel nog niet voldoende beschikbaar om volledige transportsystemen te dragen. De voorbije 20 jaar ging slechts 252 megawatt aan groene elektriciteit naar de opwekking van waterstof. Dat staat in een studie van het gerenommeerd onderzoeksbureau, dat gespecialiseerd is in de energiewende, Wood MacKenzie. Dat gaat sterk veranderen: ‘Tegen 2025 zal wereldwijd 3.205 megawatt elektriciteit worden gebruikt in elektrolyse voor de productie van waterstof. Dat is een toename van 1.272 procent’, staat te lezen in het onderzoek.
Waterstof voor vrachtverkeer
Pendeltreinen zoals die in Duitsland en die in Californië zijn nu al commercieel interessant. Waterstof is volgens onderzoek echter nog niet klaar voor de zwaardere vrachttreinen. Nochtans een veel grotere en winstgevendere markt.
‘Vrachttreinen op lange afstand met brandstofcellen is technisch zeer uitdagend. Maar dat heeft een zeer hoge maatschappelijke waarde in die zin dat hetzelfde volume dat verplaatst wordt met diesel, met waterstof voor een veel lagere brandstofkost zou kunnen vervoerd worden’, volgens een onderzoek van Sandia National Laboratories.
Volgens die studie zijn de volgende ontwikkelingen nodig om brandstofcellen van waterstof economisch levensvatbaar te maken: het proces om via elektrolyse waterstof te maken moet energie-efficiënter en de overheid moet onderzoek naar de productie van toepassingen op waterstof steunen.