Brandstofcel, EV, snelladen en waterstof

BRANDSTOFCEL

Marketeer en technicus Sae-Woo Kim doet een opmerkelijke voorspelling over rijden op waterstof: “De aantallen gaan vanaf komend jaar razendsnel omhoog en de kosten gaan bijpassend snel dalen. Binnen vijf jaar is de FCEV kostentechnisch concurrerend met een EV.” In de slipstream van de batterij-elektrische auto staat de FCEV volgens de Koreaan op het punt om volwassen te worden. Opmerkelijk is dat volgens hem juist trucks en bussen daarbij de grote gangmakers gaan zijn. Tijdens een exclusief interview in Frankfurt legt de Hyundai-specialist uit wat er tot op heden misging. En in één moeite door legt hij de lat voor de komende jaren zeer hoog.

Als we even bot mogen zijn: waarom zou het deze keer wél lukken? Er zijn nauwelijks auto’s en waterstoftankstations kun je op de vingers van één hand tellen, toch? Kim: “Dat klopt, maar de omstandigheden zijn flink veranderd. Bovendien hebben wij in de R&D stappen genomen. Daarmee kunnen we loskomen van het kip-of-ei-probleem. In 2013 keken we nog hoeveel stations er waren, om daar de aantallen op af te stemmen. Een paar honderd per jaar. Vervolgens hebben we dat langzaam opgeschroefd, maar er zijn er nog steeds niet meer dan ruim duizend gebouwd.”Wat ook meespeelt is dat die eerste generaties technisch nog niet voldoende volwassen waren, vindt Kim: “Onder minus twintig graden was een fuelcell niet te starten. De uitdaging is ook veel groter dan bij een EV. Die ontwerp en produceer je relatief makkelijk, maar in de brandstofcel zitten 160 specifiek ontwikkelde componenten. We werken zelf al zestien jaar aan die ontwikkeling.”

VERKEKEN OP VRAAG

Kim erkent dat de actuele ‘flauwte’ in de markt te wijten is aan een verkeerde inschatting van de vraag uit de markt: “We dachten aan 1.500 auto’s per jaar, maar we hadden er vele malen meer kunnen leveren. Zeker 6.000 stuks. We konden niet snel opschalen, dus gaven we onze eigen regio prioriteit en zo zijn ze nauwelijks geleverd aan de Europese en Amerikaanse markt.”

Tijd voor een grote push dus? Ja, vindt Kim. “In 2020 schroeven we de productie in één klap op naar 40.000 per jaar en daarna groeit dat gestaag door. Onze doelstelling over tien jaar is 700.000. Belangrijk: dat is niet alleen in personenwagens, want daar zitten zeker 200.000 FC’s in als ‘systeembouwdoos’. Je ziet nu al dat de vraag naar vrachtwagens, bussen en waterstofgeneratoren explosief toeneemt.” Hyundai wordt nu eigenlijk wéér door de feiten ingehaald, zegt Kim. Het feit dat steeds meer landen op termijn af willen van verbrandingsmotoren, brengt ontwikkelingen weer in een stroomversnelling. “Denk aan Noorwegen en Zwitserland, en ook in Nederland begint het te spelen. Wat misschien minder in de media komt, is dat vooral de vraag naar brandstofceltrucks en -bussen fors groeit.

Niet raar als je weet dat bijvoorbeeld Zwitserland dieselbussen en -trucks zo zwaar belast dat het omschakelen naar brandstofcel-oplossingen nu al economisch veel aantrekkelijker is.” Terug naar dat kostenverhaal, valt daar meer over te zeggen? “We hebben becijferd dat een systeem van brandstofcel en waterstoftanks rond 2025 kostentechnisch vergelijkbaar is met de aandrijftechniek en accu’s in een 65 kWh EV-versie. Terwijl de FCEV voor de lange actieradius interessanter is natuurlijk. Een troefkaart waar je minder over hoort: bij de brandstofcel zijn er nauwelijks beperkingen in de beschikbaarheid van de edele en zeldzame materialen. Platinum als katalysator voor de stack is er zat. Sterker nog: het is een bijproduct van de winning van andere, veel zeldzamer metalen die in een batterij worden toegepast.”

EV

Tijdens een Hyundai-workshop in Zwitserland gaven de Koreanen een breder kijkje in hun mobiliteitstoekomst. De plek bleek niet per ongeluk gekozen, want Zwitserland is een van de landen waar de elektrificatie en alles wat daarbij hoort over de volle breedte wordt gestimuleerd. Waterstof-trucks en -bussen komen daarbij nadrukkelijk in beeld. Talloze andere landen volgen, weten ze zeker. Hyundai investeert alleen al in brandstofcelen waterstof-ontwikkelingen zo’n zes miljard euro. Yukihiro Maedo van het Cross Car Team – zeg maar de overkoepelende planning – geeft aan hoe dat in het totaalplaatje past: “We investeren in de orde van grootte van 35 miljard dollar.

Dat gaat straks meer dan zestien elektrische modellen opleveren, met zeer gevarieerde concepten. Mobiliteit kent vele gezichten. Je moet denken aan voertuigen met een bereik van 60 tot meer dan 560 kilometer. Een modellenrange van het A-segment, via het compacte B-segment en middenklasse modellen tot echt grote auto’s.” Daarbij gaat het over plug-in hybride en vol-elektrisch rijden. Dat kan dus ook op waterstof zijn.

OP NAAR 1,67 MILJOEN

Doelstelling van ‘Strategie 2025’ is om tegen dat jaar 1,67 miljoen geëlektrificeerde voertuigen te verkopen. Plus 560 duizend EV’s per jaar. Even ter illustratie: dit jaar waren het 60 duizend EV’s. Ze schakelen dus niet een tandje op, maar een versnelling of zes. Hyundai wil uitgroeien tot een top 3-speler op het gebied van EV’s en brandstofcelvoertuigen.

Belangrijk onderdeel van die strategie is het nieuwe E-MPG-platform, dat in zekere zin al is onthuld in het 45-prototype dat te zien was op de IAA in Frankfurt. “Daarbij speelt ook ultrasnelladen een cruciale rol, want de techniek zal voor de grotere ranges vragen om accutechniek en laden met 800 volt. Zodat je met een minuut of 20 weer verder kunt rijden”, zegt Maedo. Ook de hele laadinfrastructuur is voor Hyundai net als voor andere merken natuurlijk zodoende een sleutel voor de succesrijke overstap van brandstof naar vormen van elektrisch rijden.

Daarbij komt een nieuw begrip om de hoek kijken … “Voorheen hadden we het over range anxiety, angst om te stranden voordat je een lader kunt vinden. In de huidige snelle ontwikkeling speelt dat in bepaalde landen feitelijk niet meer zo, maar daar steekt een heel nieuw fenomeen de kop op: qeuing anxiety. De angst dat je achter een rij auto’s aan moet schuiven voordat je kunt laden.”

SNELLADEN

Frank Plaschka van Ionity ontvouwt de plannen waarmee ‘zijn’ organisatie de laatste drempels voor elektrisch rijden wil oplossen: “Waar het níét over gaat zijn de laadlocaties bij jou om de hoek. In en om de steden is het al aardig voor elkaar en van praktijkonderzoek weten we dat 80 tot 90 procent van de EV-rijders doorgaans thuis of bij het werk laadt. De rest is ongeveer gelijk verdeeld over gangbare publieke laadpunten en laden op de snelwegen. Onze missie is om te zorgen dat je ook op de snelwegen – met name ook de grote verbindende routes internationaal – met een no sweat-gevoel op pad kunt gaan.”

Sinds 2017 rolt Ionity daarvoor op die doelbewust gekozen locaties snellaadstations uit over Europa. Ze hebben al meerder kantoren en serviceteams in heel Europa. “Hoeveel in Nederland? Dat is de verkeerde vraag. Je moet je realiseren dat het ons niet gaat om landen, maar om de grote verbindingswegen. De Europese corridors. Internationaal elektrisch rijden moet normaal worden. Daarvoor zetten we ze met onderlinge afstanden van maximaal 120 tot 150 kilometer neer.” Er zijn inmiddels 162 locaties en er wordt gebouwd aan nog eens 73. Ionity mikt op vierhonderd op de doorgaande routes in 24 landen in de loop van 2020 (wanneer volgens Plaschka de big bang van elektrisch rijden start). Meestal met zes snellaadzuilen, maar dat kan waar nodig ook oplopen naar achttien.

NOG 350 KW

“Dan heb je het vooralsnog over zuilen tot 350 kW. Om aspirant-rijders over de drempel te krijgen, hebben we een flatrate (een vaste laadprijs, red.) van € 8 geïntroduceerd. Dat blijft niet eeuwig zo natuurlijk.” Plaschka benadrukt dat er ook bij de klassieke brandstofmaatschappijen een grote verandering is begonnen. Ionity heeft al ruim 20 brandstofmerken als partner. Dat heeft ook hun voorkeur omdat hun tankstations vaak op sleutellocaties aan de grote wegen staan. De e-lader staat niet langer ergens achter de truckstop verstopt, zeg hij. In ons land vind je ze bijvoorbeeld bij Shell-locaties. Het maakt hun activiteiten veel zichtbaarder. Ook de oliemaatschappijen gaan dus om. Om even bij Shell te blijven: die gaan ook 200 eigen Recharge-laders uitbaten. Dat is dus precies de ontwikkeling die de automobielindustrie met Ionity als kickstart beoogt te bereiken. Laden moet zo normaal worden als tanken.

Ionity is een groot samenwerkingsverband van oorspronkelijk vooral Duitse merken, maar Hyundai en Kia sluiten zich daar nu dus bij aan. Meer zullen volgen, mag je aannemen. Intrigerende slotvraag is dan of ze er allemaal even happy mee zijn? Plaschka: “Simpel. We functioneren voor hen als operating system. Het systeem dat alles laat werken. Dat drempels wegneemt. Maar je bespeurt wel grote verschillen bij de nieuwe fabrikanten waar we nu nog mee spreken. Je merkt meteen het onderscheid tussen automerken die echt strategisch willen en de merken die voelen dat ze wel aan de elektrificatie móéten.”

WATERSTOF

Stefan Linder van Alpiq voert ons mee naar een veel minder bekende kant van de nieuwe mobiliteit. “Even wennen hoor”, meldt hij. “Sta ik hier opeens met een autoconcern en praat als energieproducent over waterstof. We zullen er allemaal aan moeten wennen, want we gaan echt naar een toekomst met elektriciteit als primaire energie. In plaats van fossiele brandstof.” Alpiq laat zien dat voor duurzame energie niet alleen zonnepanelen en windmolens in beeld komen. Het bedrijf heeft vestigingen in dertig Europese landen en produceert onder andere 4.200 GWh energie uit waterkracht. Linder: “Dat wordt deels in het energienetwerk ingezet, deels ook voor de productie van waterstofgas. Een voorbeeld vind je in de Gösgen-energiecentrale in de gelijknamige rivier. Daar produceren we naast stroom ook honderden tonnen waterstofgas. Er zijn enorm veel kansen. Hernieuwbare energie heeft vaak als nadeel dat je door tijdstip en weersomstandigheden tekorten hebt, maar soms heb je ook grote overschotten energie. Als je die energie omzet in waterstof voor huizen of mobiliteit, dan verbetert dat de keten flink.”

Maximale rendementen van de energie zijn volgens Linder in de praktijk secundair: “Eerst staat met stip genoteerd dat we van fossiele brandstoffen afkomen. De rest volgt later. Vergeet vooral ook niet dat er actueel enorm veel energie wordt vernietigd, omdat we het op dat moment even niet kwijt kunnen!” Dat neemt allemaal niet weg dat ‘we’ een kip-of-eiprobleem hebben. Hoe krijg je die cirkel doorbroken? “Zoals we dat in Zwitserland nu doen. Je zult alles in één keer moeten regelen: productie van het gas en de distributie”, zegt Linder. ”Er moet ook voldoende vraag zijn. Daarbij kunnen we profiteren van de snel stijgende vraag naar waterstofbussen en -trucks. Waarom? Simpel: één truck staat gelijk aan 50 personenauto’s. Hyundai is in Zwitserland rap op weg naar 1.600 bussen en trucks. Daarbij helpt een nieuwe leaseconstructie van truck met energie. Het is nu eenmaal dé oplossing voor elektrificatie bij zware voertuigen of het trekken van een aanhanger.”

Ook scheepvaart ziet Linder als een puike doelgroep voor de ombouw naar waterstof als energiebron. Zeker omdat die nu vooral op oceanen niet zelden zeer vervuilend is.

VERVUILINGSHEFFING

Maar wegvervoer kan dus ook een belangrijke troefkaart zijn om de ommekeer op gang te brengen. Zo hebben de Zwitsers een vervuilingsheffing in het leven geroepen, die zorgt dat transporteurs en vervoerders daar razendsnel overstappen. “Als ik ons thuisland even als voorbeeld vasthoud: de waterstof kan gewoon heel goed worden geproduceerd met waterkracht en overschot van andere duurzame energie. Eén pijplijn van pakweg een meter doorsnee is genoeg om het over afstanden te distribueren – dat moet natuurlijk ondergronds en niet met tankwagens – en als er meer vraag komt, dalen de prijzen van het gas ook.”

Het gas kost nu rond de tien euro per kilo, maar dat kan snel halveren, zegt Linder. “Als je honderd ton kunt leveren daalt dat al naar twee euro per kilo en naarmate de vraag verder toeneemt, daalt dat verder. Een tankstation is relatief kostbaar – rond een miljoen euro – maar ook dat daalt. De sleutel is dat je 1.500 personenwagens of tien trucks of bussen als klant hebt. Dan wordt het allemaal commercieel interessant. In een land als Nederland kun je goed werken met tachtig tot honderd waterstofpompstations. De investering is te overzien en voor een land met zoveel transporteurs moet het toch mogelijk zijn pakweg duizend bussen en trucks op waterstof in te zetten?” Zowel Hyundai als Alpiq meent dat het niet zo zeer de vraag is of het gebeurt, maar eerder wanneer.