Waarom Toyota en GM brandstofcelauto's op de markt brengen?

Voertuigen op waterstof zijn al jaren uit de schijnwerpers, maar staan ​​op het punt een verrassende comeback te maken. Toyota zegt dat het later dit jaar een door waterstof aangedreven sedan zal onthullen die in 2015 op de markt zal komen; verschillende andere autofabrikanten hebben ondertussen partnerschappen aangekondigd om de technologie te commercialiseren (zie Ford, Daimler en Nissan Commit to Fuel Cells), waaronder GM en Honda, die deze week een dergelijke samenwerking aankondigden.

Prijzig prototype: Toyota zegt op het punt te komen met een brandstofcelauto die een twintigste zoveel kost als deze testauto.

Hoewel er nog veel uitdagingen zijn voor waterstofvoertuigen, hebben onderzoekers de afgelopen jaren grote verbeteringen aangebracht in de vaak verguisde technologie, waaronder het aanzienlijk verlagen van de kosten. Als gevolg hiervan lijken brandstofcelauto's klaar om een ​​belangrijke rol te spelen bij het voldoen aan ambitieuze emissienormen voor voertuigen, met name in plaatsen zoals Californië.

GM, Toyota en een aantal andere autofabrikanten hebben veel goed werk verricht. Brandstofcellen worden bijna levensvatbaar, dichterbij dan de meeste mensen denken, zegt Brett Smith , co-directeur voor productie, engineering en technologie bij het Center for Automotive Research, een non-profitorganisatie in Ann Arbor, Michigan.

Brandstofcelvoertuigen waren ooit de lieveling van de regering-Bush - president Bush vroeg in zijn State of the Union-toespraak in 2003 om $ 1,2 miljard aan financiering voor de technologie. Ze stoten alleen waterdamp uit en kunnen net zo handig zijn als conventionele auto's, omdat ze kunnen worden getankt in de tijd die nodig is om een ​​benzinetank te vullen en een vergelijkbaar rijbereik hebben. Maar brandstofcelvoertuigen bleken extreem duur en zouden een enorme investering in waterstoftankstations vergen om praktisch te zijn. Er zijn ook vragen geweest over hoe milieuvriendelijk waterstof-brandstofcelvoertuigen eigenlijk zijn: terwijl de auto's zelf geen koolstofdioxide uitstoten, wordt waterstof geproduceerd uit aardgas, een fossiele brandstof, in een proces waarbij grote hoeveelheden koolstofdioxide vrijkomen . Waterstof kan ook gemaakt worden met zonne- en windenergie, maar dat proces is inefficiënt en duur.

Naarmate de uitdagingen met de technologie duidelijker werden, nam de belangstelling af (zie Hype over waterstof), en in plaats daarvan begon Bush de nadruk te leggen op biobrandstoffen. In 2009 verlaagde de regering-Obama de financiering voor R&D voor brandstofcelvoertuigen. De toenmalige minister van Energie, Steven Chu, zei dat er een wonder nodig zou zijn voordat brandstofcelvoertuigen zouden slagen. (Eigenlijk zei hij dat er vier nodig zouden zijn. Zie Q&A: Steven Chu.)

Maar wonderen gebeuren. Sinds 2009 zijn de kosten van brandstofcelvoertuigen gedaald. De prototypes die GM en Toyota een paar jaar geleden bouwden, kosten elk meer dan $ 1 miljoen. Nu zegt Toyota dat het zijn doel is om zijn sedan met brandstofcel te verkopen voor minder dan $ 100.000. De kosten daalden toen Toyota manieren vond om het aantal onderdelen in zijn brandstofcelsysteem te verminderen en de benodigde hoeveelheid kostbaar platina te verminderen. Het bedrijf zegt hard te werken aan R&D voor onder meer productietechnologie om de kosten nog verder te verlagen voorafgaand aan de lancering in 2015.

Chris Hostetter , vice-president strategische planning bij Toyota Motor Sales, VS, zegt dat de sedan misschien maar $ 50.000 kost, wat hem goedkoper zou maken dan het elektrische model S van Tesla, dat een vergelijkbaar bereik heeft (andere elektrische voertuigen zijn goedkoper, maar vereisen regelmatig opladen). We kunnen mensen verrassen met de vorderingen die we hebben gemaakt, zegt Hostetter.

De kosten zijn in een vrij constant tempo gedaald, zegt Daniel Sperling , directeur van het Institute for Transportation Studies aan de University of California in Davis en lid van de California's Air Resources Board, die toezicht houdt op de emissievoorschriften van voertuigen. De meeste mensen in de auto-industrie denken dat, eenmaal in grootschalige productie, de kosten geen belemmering zullen zijn.

Een zorgvuldige blik op de emissies van concurrerende technologieën zoals elektrische voertuigen en conventionele auto's toont aan dat brandstofcelauto's aanzienlijke milieuvoordelen hebben, zelfs wanneer de waterstof wordt gemaakt van aardgas. In mei publiceerde het Amerikaanse ministerie van Energie zijn meest recente analyse van de verwachte totale CO2-uitstoot van brandstofcelvoertuigen in 2035, inclusief de emissies die gepaard gaan met het maken van waterstof uit aardgas, het comprimeren en transporteren ervan. Uit de analyse blijkt dat de auto's minder dan de helft van de CO2-uitstoot zullen uitstoten als conventionele auto's op benzine. Ze zouden ook minder koolstofdioxide uitstoten dan elektrische voertuigen wanneer elektrische voertuigen worden opgeladen in delen van de VS die sterk afhankelijk zijn van steenkool. Elektrische voertuigen zien er echter beter uit in plaatsen als Californië - dat weinig steenkool gebruikt - en in een hypothetische toekomst wanneer ze uitsluitend worden opgeladen met bronnen zoals wind- en zonne-energie.

Brandstofcelvoertuigen kunnen ook een zegen zijn voor hernieuwbare energie door te helpen bij het aanpakken van hun intermitterend vermogen. Een optie die in Duitsland wordt overwogen, is om overtollige windenergie die 's nachts wordt opgewekt, wanneer de vraag laag is, te gebruiken om water te elektrolyseren, waardoor waterstof wordt gemaakt (zie Waterstof kan de sleutel zijn tot de Duitse energieplannen). Sperling zegt dat het zinvol is om waterstof te gebruiken als een manier om overtollige hernieuwbare energie op te slaan. Hij merkt ook op dat er andere veelbelovende routes naar koolstofarme waterstofproductie in ontwikkeling zijn, zoals technische fabrieken om waterstof rechtstreeks uit zonlicht te produceren, hoewel deze zich in een vroeg ontwikkelingsstadium bevinden.

Maar de grootste uitdaging voor brandstofcelvoertuigen blijft het gebrek aan waterstoftankstations. In tegenstelling tot elektrische voertuigen, die thuis kunnen worden opgeladen, hebben waterstofvoertuigen een netwerk van tankstations nodig. Sommigen suggereren dat zelfs een paar tankstations in een stad voldoende zouden zijn om mensen aan te moedigen de voertuigen te kopen, maar Smith is sceptisch. Als er maar vier tankstations in de stad waren, zegt hij, moeten chauffeurs misschien 10 tot 15 minuten uit de weg gaan om te tanken. Dat ga ik niet doen als ik weet dat er op elke hoek een tankstation is, zegt hij.

Autofabrikanten zijn zich terdege bewust van dit potentiële struikelblok. Toyota werkt momenteel samen met overheden en bedrijven om meer waterstoftankstations te installeren voordat het zijn brandstofcelvoertuigen gaat verkopen. Infrastructuur is iets waar we ons zorgen over maken, zegt Hostetter.

zich verstoppen