Waterstofbus richting rendement batterijbus

Nee, dit is niet de derde waterstofhype waarmee we nu te maken hebben, bezwoer consultant Marc Jager van Royal Haskoning DHV onlangs tijdens de opening van het nieuwste waterstofstation van Nederland in Delfzijl. Immers, twee keer stond de brandstofcel, waarbij waterstof wordt omgezet in elektrische energie, op doorbreken. In de jaren zeventig tijdens de oliecrisis en rond de eeuwwisseling, aangejaagd door het Kyoto-protocol en het boek The Hydrogen Economy van Jeremy Rifkin. Beide keren bleef een doorbraak uit. De technologie was simpelweg te duur.

Dat het nu niet anders dan een succes kan worden, heeft te maken met de omstandigheden. Goed, de technologie is nog steeds te duur om economisch uit te kunnen, maar de omstandigheden zijn nu urgenter. “We zitten midden in de energietransitie en daar hebben we waterstof bij nodig”, aldus Jager. Waterstof biedt immers de mogelijkheid om duurzaam opgewekte energie via elektrolyse op te slaan in waterstof. De waterstof wordt onder hoge druk opgeslagen en gedistribueerd. Bussen kunnen die waterstof tanken. Via een brandstofcel wordt waterstof weer gesplitst in elektrische energie en water(damp). De cirkel is weer rond.

Batterijbus of waterstof 
Maar is deze op het eerste gezicht omslachtige procedure eigenlijk wel geschikt voor het busvervoer? De felle reacties die waterstoftoepassingen soms oproepen zijn ‘een voorbeeld van de bijna religieuze discussie over de energietransitie in Nederland', aldus Jager. “Het is geen kwestie van of batterijen of waterstof. Ze zijn juist prachtig complementair!”

Batterijen zijn geschikt voor lichte voertuigen voor de korte afstand; voor zwaardere voertuigen die langere afstanden afleggen is waterstof als energiedrager een goede optie. Bovendien zouden er enorme investeringen in ons elektriciteitsnet nodig moeten zijn om alle stroom van wind- en zonnecentrales op de juiste plek te krijgen. “Niemand wil graag hoogspanningsleidingen en om die kabels onder de grond te leggen, ben je vijf tot tien keer zoveel geld kwijt”, houdt Jager voor.

Brandstofcel nog duur 
Vooralsnog zijn nog steeds de oude hobbels te nemen: het kost veel geld om waterstof onder hoge druk te brengen (een bus tankt waterstof op 350 bar; een personenauto heeft door zijn kleinere tank zelfs 700 bar nodig) en ook de brandstofcellen zijn nog duur. Die nemen ongeveer de helft van de kosten van een waterstofbus (650.000 tot 800.000 euro) voor hun rekening. Om die kosten omlaag te brengen, is opschaling van de productie nodig; net als destijds bij batterijen gebeurde.

“De kosten van elektrolyse dalen snel”, zegt Jager. Dat heeft vooral te maken met Japan, dat sinds de tsunami en de daaropvolgende kernramp in Fukushima van kernenergie af wil. Zo heeft Toyota al brandstofcellen ontwikkeld die erg dicht in de buurt komen van wat economisch interessant is. De fabrikant wil de technologie en productiecapaciteit voorlopig echter in eigen huis houden. Andere voertuigen – en dus ook bussen – kunnen daar voorlopig nog niet van profiteren.

Hoge investeringen 
Voorlopig is waterstof dus vooral een verhaal van investeren. Vanuit Europa is er al 818 miljoen euro geïnvesteerd in waterstof. In totaal gaat het om 226 projecten, waarvan 43,5 procent naar transportoplossingen is gegaan. “Bussen zijn tot nu toe ons grootste succesverhaal”, aldus Enrique Girón van de Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaking, een Europees programma dat in publiek-private samenwerkingen waterstof naar een hoger plan probeert te krijgen. In 2020 moeten de eerste waterstoftoepassingen wat hem betreft klaar zijn voor marktintroductie. De Hydrogen Council, een verzameling van bedrijven uit de automobiel-, olie-, gas- en mijnbouwindustrie pompt zelfs 10 miljard euro in waterstof.

Waterstof als businessmodel 
Dat Groningen zo gretig gaat voor de toepassing van waterstof is niet verwonderlijk. Enerzijds liggen er grote windparken voor de Groningse kust. Dat worden er alleen maar meer. Die energie moet ergens worden opgeslagen. Daarbij komt dat in Delfzijl een grote productielocatie van AkzoNobel staat die (groene) waterstof produceert. Het is zelfs de grootste productielocatie van Europa.

Knut Schwalenberg, directeur van AkzoNobel, wint er geen doekjes om. “Voor ons is waterstof voor bussen en treinen gewoon een businessmodel.” Ten slotte wil Groningen graag van het gas af. Waterstof moet helpen dat mogelijk te maken. Bovendien kunnen in de toekomst de lege gasvelden van Groningen worden gebruikt voor de opslag van waterstof, al is dat concept nog in de studiefase.

Van Hool-bussen 
Sinds december draait het OV-bureau Groningen Drenthe samen met Qbuzz en nog een aantal andere partijen een pilot met twee waterstofbussen. Er staat een gloednieuw tankstation op het Chemie Park in Delfzijl; de Van Hool-bussen konden voor een gunstige prijs worden overgenomen binnen het High V.LO City-programma van de EU. De Italiaanse stad San Remo had er namelijk twee te veel besteld. En net als de pilots in Rotterdam en Eindhoven (waar oude Phileas-bussen werden omgebouwd tot waterstofbussen) gaat het er inmiddels niet meer om of waterstof een geschikte toepassing is om mee te rijden, maar vooral of de bussen zonder al te veel problemen kunnen meedraaien in de omloop.

Streekbussen 
Waterstof is gewoon nodig, vindt Erwin Stoker, directeur van het OV-bureau Groningen Drenthe. “We hebben hier in totaal 320 bussen rijden. Daarvan zijn er 30 stadsbussen en 70 Qlinks. Die moeten in de komende concessie, voor zover dat niet al is gebeurd, worden geëlektrificeerd. Dan hebben we nog 60 Qliners voor de langere afstand waar we geen verplichting voor hebben opgenomen. En de rest bestaat uit streekbussen. Daar kan waterstof een rol in spelen.”

Hij erkent dat het misschien onlogisch klinkt om eerst energie om te zetten in (waterstof)moleculen om die vervolgens weer om te zetten in energie, ‘maar sommige van onze bussen rijden 1000 kilometer per dag in een omloop’, zegt Stoker. “We hebben hier dunbevolkte gebieden waar misschien maar een keer per uur een bus komt. Daar kan dure laadinfra niet uit. Beter neem je dan waterstof mee om je actieradius te vergoten.”

Stoker vindt het, net als veel anderen, moeilijk te voorspellen wanneer waterstofbussen economisch net zo interessant zijn als batterijbussen. Als hij toch een gooi moet doen, verwacht hij dat ‘binnen vijf tot tien jaar’ het gat wel gedicht zal zijn. Dat getal zingt bij iedereen rond die met waterstof bezig is. En vooral dat waterstof niet de silver bullet is, maar wel een van de antwoorden op het verschonen van het (bus)vervoer.

Net van tankstations 
Om waterstof tot een succes te maken, zijn echter wel forse investeringen nodig. In Duitsland zijn die met 1,8 miljard euro al volop gaande en ook China investeert inmiddels de nodige miljarden in zowel de brandstofceltechnologie als de tankinfrastructuur. Een landelijk dekkend netwerk van waterstoftankstations (voor alle voertuigen) kost zo'n 200 miljoen euro, blijkt uit berekeningen van Alexander Hablé, verbonden aan de TU Delft en warm pleitbezorger van waterstof in Nederland. Volgens hem zou eenderde van alle bussen in Nederland in 2030 op waterstof moeten rijden.

Eindhoven, Rotterdam, Arnhem 

Niet alleen het Noorden experimenteert met waterstofbussen. Ook in andere regio’s vinden proeven plaats. 

 Eindhoven
In Eindhoven zouden twee omgebouwde Phileas-bussen van VDL twee jaar als proef in de omloop gaan rijden. Die proef is echter een aantal maanden vertraagd. “Het waterstofstation op de Automotive Campus in Helmond moest worden aangepast. De capaciteit moest worden vergroot, omdat voertuigen van de gemeente Eindhoven en Helmond ervan gebruik moesten maken”, zegt Hermes-directeur Juul van Hout. “Er zijn alleen wat verkeerde sluizen opengezet, waardoor er waterstof door leidingen stroomde die daar helemaal niet geschikt voor waren.” De proef begint daarom later, maar blijft wel twee jaar duren. Uit de eerste ritten bleek overigens dat de twee bussen samen een omloop van de proeflijn konden rijden, terwijl batterijbussen vier tot vijf keer naar het depot moesten om bij te laden.  

De Eindhovense bussen reden eerst in Amsterdam, maar stonden daar veel langs de kant. De techniek bleek te complex. Voor de diensten in Eindhoven zijn de bussen volledig ontdaan van hun oude aandrijftechniek en is er een eenvoudigere aandrijving voor in de plaats gekomen.  

Arnhem
In Arnhem is het waterstofstation aan de Kleefsche Waard nu helemaal klaar voor gebruik. “Sinds de tweede helft van december hebben we het station verder ingeregeld. We kunnen er nu zonder problemen een bus tanken”, vertelt concessiemanager René Nekkers van Keolis. Tot nu toe maakte de elektrische bus van Hymove die sinds de zomer van 2016 rijdt slechts minimaal gebruik van waterstof, vanwege de beperkte beschikbaarheid. Dat zal nu meer worden. 

Vanwege de locatie van het tankstation gaat het oorspronkelijke plan om de bus tussen Apeldoorn en Arnhem in te zetten niet door. Daarvoor zou de bus te lang uit de omloop zijn. Keolis bekijkt met de provincie Gelderland en Hymove welk traject wel geschikt kan zijn voor de bus. “Dat kan een combinatie zijn van de stadsdienst Apeldoorn met een inzet op de lijn naar Arnhem in de brede spits, zodat we aan de randen van de dag kunnen aftanken”, aldus Nekkers. 

De eerder voorgenomen leaseconstructie bij de inzet van extra waterstofbussen is nog niet geregeld. Nekkers: “Het wordt ook een hele toer om dat nog voor de concessiewisseling in 2020 voor elkaar te krijgen.” Met die leaseconstructie vallen de aanschaf van zowel tankstation als bus onder een aparte maatschappij die vervolgens een kilometerprijs doorberekent aan de vervoerder. De huidige watersofbus bevalt volgens Nekkers goed. Met een actieradius van 300 tot 400 kilometer draait de bus probleemloos mee in de omloop. 

Rotterdam
In de provincie Zuid-Holland worden vier waterstofbussen van VDL ingezet. Deze bussen komen vanaf juni in dienst bij Connexxion. Ze gaan rijden tussen Goeree Overflakkee en Zuidplein en zullen ook in Rhoon tanken. De RET rijdt twee waterstofbussen van Van Hool op lijn 70 tussen Rotterdam Charlois en Keizerswaard. De bussen tanken bij het waterstoftankstation in Rhoon van Air Liquide.