Technologie & Milieu : 11 juli 2000 Auto met brandstofcel wint aan vaart
De eerder door iedereen voor gek verklaarde uitvinder van de automotor op water krijgt uiteindelijk toch gelijk. Dat wil zeggen, deels en in het beste geval over een jaar of vijftien. De brug naar deze verre toekomst wordt geslagen door de brandstofcel. De opkomst van deze elektrische energieopwekker wint aan vaart. Oliegiganten en autofabrikanten, aangemoedigd door 'groene, overheden, doen inmiddels in volle hevigheid mee in de race.
Het stadium van de marginale wereldverbeteraars is voorbij. De grote jongens hebben het stuur overgenomen. Het principe van de brandstofcel is niet nieuw. Olieconcern Shell had in de jaren zestig al een prototype op een bestelwagen gemonteerd. Technisch een knap staaltje maar commercieel voorlopig niet interessant, zo werd toen geconcludeerd. Inwerking en opbouw lijkt de brandstofcel in hoofdlijnen een gewone batterij. Het belangrijkste verschil zit in het feit dat een batterij in de fabriek van energie wordt voorzien. Eenmaal in de walkman, de zaklantaarn of de reiswekker geeft de batterij de stroom geleidelijk weer af. De brandstofcel wekt zelf energie op. Door aan de ene kant van de cel waterstof toe te voegen, en aan de andere kant zuurstof, levert de cel energie en water. Dat gebeurt via een elektrochemisch proces net als in de traditionele batterij.
Verbrandingsmotor. De voordelen van de brandstofcel zijn legio, verkaart dr. Kees van der Klein, die als hoofd Schoon Fossiel van het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) in Petten al vijftien jaar aan de ontwikkeling van de technologie werkt. 'Nul stikstofemissie, geen roet- en stofemissie, geen geluid en een hoger rendement', somt Van der Klein op. 'De enige uitstoot van de brandstofcel, voorzover bedreven met aardgas of koolwaterstoffen zoals benzine of methanol, betreft kooldioxide, maar dat ligt relatief lager dan bij de verbrandingsmotor omdat het rendement aanzienlijk hoger is. Indien de brandstofcel direct met waterstof wordt gevoed, is de emissie op alle fronten echt nul.' Al die voordelen hebbende transportsector, van motorenbouwers tot autoproducenten en oliemaatschappijen, wakker geschud.
Inmiddels zijn de belangrijkste technologische problemen onder de motorkap van de auto overwonnen. De belangrijkste uitdaging zit in de tank en de infrastructuur die daarbij hoort om die tankvol te krijgen. Het merendeel van de marktpartijen is er van overtuigd dat waterstof op termijn de belangrijkste energiedrager wordt. Maar dat is vooralsnog toekomstmuziek, meent Van der Klein. Het belangrijkste probleem is de opslagcapaciteit die waterstof vraagt. Om de door de consument gewenste 600 kilometer op één tank te kunnen rijden, verandert de auto in een opslagtank op wielen. Automobielindustrie en oliesector zoeken daarom 'traditionele' koolwaterstoffen die via een 'omvormer' de voor de brandstofcel benodigde waterstof vrijmaken. Als die veredelde kraakinstallatie goed werkt heb je niet alleen de milieuvoordelen,
maar kan je ook nog eens meer kilometers rijden op de bestaande tankinhoud. De kennis voor de omvormers zit voornamelijk bij de grote oliemaatschappijen. Shell en ExxonMobil zijn de voornaamste daarvan. De beide maatschappijen hebben in het verleden veel geld gestoken in de omvorming van aardgas in synthetische brandstoffen. De katalysatoren die voor dat proces nodig zijn, kunnen tevens gebruikt worden om het waterstof uit de bestaande koolwaterstoffen te isoleren.
Frontlinie Anders dan Exxon investeert Shell aanzienlijk in de ontwikkeling van de brandstofcel. Chief executive officer Don Huberts van Shell Hydrogen zegt uit concurrentieoverwegingen de omvang van de investeringssom niet bekend te kunnen maken. Wel wil hij kwijt dat Shell Hydrogen kantoren heeft in vier landen, waar 12 algemene werknemers en 50 onderzoekers werken. Met die inspanning bevindt het olieconcern zich is de frontlinie van de nieuwe technologie. Tot afgelopen februari deed Shell dat samen met DaimlerChrysler, één van die andere prominente voorlopers. Maar de in 1998 met de nodige fanfare begonnen alliantie tussen Daimler, Shell en de Canadese brandstofcelpionier Ballard, is inmiddels een stille dood gestorven. Belangrijkste reden voor het stoppen van de samenwerking is een verschil van mening over keuze van de brandstof. Daimler en Ballard kiezen voor methanol als drager van waterstof Shell kiest voor de traditionele brandstoffen als benzine of diesel, die hooguit worden aangepast. Volgens Huberts heeft Daimler op zich goede redenen om voor methanol te kiezen. Methanol is technisch eenvoudiger om te zetten, geeft hij toe. 'De techniek voor de omvorming van methanol ligt in tijd voor.' Daimler heeft al laten weten in 2004 de eerste auto met een brandstofcel op de markt te willen brengen en steekt gezamenlijk met Ballard DM 800 mln in de ontwikkeling daaraan. Bovendien verkleint de keuze voor methanol de afhankelijkheid van olie.
Toch tellende nadelen voor Shell zwaarder, zo geeft Huberts aan. De belangrijkste daarvan is dat de infrastructuur voor de productie en de verkoop van methanol niet aanwezig is. Aanpassing daarvan kost vele jaren en honderden miljoenen guldens. Met een blik op de toekomstige rol van puurwaterstof, vindt het olieconcern die investering niet zinvol. Bovendien claimt de maatschappij de techniek voor omvorming van benzine in huis te hebben. Probleem is wel dat die techniek nog verder ontwikkelt dient te worden. Huberts voorziet de marktintroductie niet eerder dan 2006 of 2007. Bovendien zitten er aan massaal verbruik van methanol gezondheidsaspecten.
Benzineroute De nadrukkelijk uitgesproken keuze van DaimlerChrysler voor methanol betekent niet dat het Duits-Amerikaanse concern hiermee de wereldstandaard zet, ondanks het feit dat Duitsland in Europa voorloper is. Concurrenten als General Motors en VW hebben zich publiekelijk voorstander van de benzineroute getoond. Shell is inmiddels achter de schermen druk op zoek naar nieuwe partners. Hubens verwacht in de loop van het jaar nieuwe samenwerkingsverbanden te kunnen aankondigen. Hoe snel die allianties leiden tot marktintroductie hangt af van de automobielproducenten en de overheden. Subsidies zullen de introductie vergemakkelijken en de populariteit vergroten. Samen met de rijeigenschappen (sportiever en stiller) moet de brandstofcelauto dan snel terrein kunnen winnen. ECN-er Van der Klein ziet de verkoop van personenauto's met brandstofcellen rond 2010 echt vaart krijgen. Huberts van Shell ziet dan vooral nog speciale voertuigen als bussen en Taxi's met brandstofcellen op de weg. De doorbraak bij personenauto ligt dichterbij 2015.(ROB VAN ’T WEL)
