Welcome to Tesla Motors Club
Discuss Tesla's Model S, Model 3, Model X, Model Y, Cybertruck, Roadster and More.
Register

Waterstof of elektrisch

This site may earn commission on affiliate links.
Waterstof, een wat uit de hand gelopen verhaal over het maken en de kosten van waterstof

Waterstof via steam reforming

Waterstof kan gemaakt worden door verhitting van aardgas, zogenaamde steam reforming. Deze productiewijze is uiterst milieubelastend. Per geproduceerde kg waterstof, met noemt dit grijze waterstof, wordt er 10,6 kg CO2 de atmosfeer ingeblazen. Dan heeft men het over blauwe waterstof, ook gemaakt met steam reforming maar waarvan men de CO2 afvangt en onder de grond stopt. 99% van alle waterstof, nu jaarlijks 720.000 ton, wordt grijs geproduceerd.

Waterstof via elektrolyse
Deze - groene - waterstof wordt gemaakt uit duurzame elektriciteit van zonnepanelen en windmolens.
De waterstof ontstaat door ontleding van water in zuurstof en waterstof. Hiervoor is heel veel elektriciteit nodig. Het vervolg van dit stuk gaat over elektrolyse.


Wat weegt waterstof?
1 m3 waterstof weegt 84,1 gram
1 kg waterstof = 11.891 m3 waterstofgas bij 1 bar en 15°C.


Hoeveel elektriciteit kost het om waterstof te maken
Om 1 m3 waterstof te maken, gewicht 84,1 gram, is volgens NEL Noorwegen 3,8 kWh elektriciteit nodig. Dit is wel op stackniveau. Voor 1 kg waterstof is dus 11,89 x 3,8 = 45,2 kWh nodig. De druk is dan nog 15 bar.
Voor diverse nabewerkingen en comprimeren tot 350 bar is minimaal 13% extra energie nodig.
Per netto kg waterstof van 350 bar is dus 51,1 kWh nodig. 350 bar wordt meestal in vrachtauto’s en bussen getankt.


Moet het 700 bar worden, dat wordt in principe in personenauto’s getankt, dan komt er nog eens 13% bij en wordt het 57,7 kWh. Dit komt in de buurt van de waarden die Hydrogenics publiceert. Hydrogenics komt gemiddeld tot 65 kWh om een kg waterstof te maken.
Hoewel NEL zegt 3,8 kWh nodig te hebben voor 84,1 gram waterstof, melden de meeste andere bronnen dat er totaal tussen 4,5 en 7,5 kWh per m3 waterstof (84,1 gram) nodig is. Zeg dat het gemiddeld 6 kWh is, dan is dit 58% meer.

https://en.wikipedia.org/wiki/Polymer_electrolyte_membrane_electrolysis

Transport waterstof versus benzine/diesel
Een waterstof tankauto kan maximaal 500 kg waterstof vervoeren. Daarmee kunnen 100 auto’s worden getankt.
https://hydrogeneurope.eu/hydrogen-transport-distribution
Een vergelijkbare benzine tankauto vervoert 25.000 liter benzine.
Gemiddeld is het brandstofverbruik van de Nederlandse leaseauto rond 6 ltr/100 km. Ik heb voor het gemak benzine en diesel samengevoegd.
Om 500 km af leggen hebben die auto’s 30 liter brandstof nodig.
Met één tankauto met 25.000 liter benzine of diesel kunnen 833 auto’s van 30 liter brandstof worden voorzien.
Dat is dus 8,3 maal zoveel als de waterstof tankauto.


Energie inhoud waterstof versus benzine/methaan
1 kg waterstof bevat evenveel energie als 2,4 kg methaan of 2,6 kg benzine.
Als de energie-inhoud wordt bekeken in functie van het volume, dus uitgedrukt in MJ/m3, dan is de specifieke energie-inhoud van waterstof relatief laag, 10,8 MJ/m3; methaan levert 35,9 MJ/m3.

Extra windmolens nodig
Er zijn 1500 windmolens van 8 MW meer nodig om de Nederlandse personenauto's op waterstof te kunnen laten rijden. Deze windmolens wekken maximaal continue 8 MW * 1500 = 12.000 MW op. 12.000 MW is 12.000.000 kWh.
Om zonder verlies de stroom van 1500 windmolens om te zetten naar waterstof is 700 * 12.000.000 = 8.400.000.000 euro ( 8,4 miljard euro) aan elektrolysers nodig.


Dit komt bovenop de 45 miljard euro voor de extra benodigde windmolens. Totaal 53,4 miljard meerkosten boven de benodigde 500 windmolens om de accu’s van alle Nederlandse personenauto’s rechtstreeks te laden. Extra financieringslasten, afschrijving, onderhoud voor de route via waterstof zijn te begroten op 6 miljard euro per jaar.

Wat kost een elektrolyse fabriek
NEL Noorwegen begroot 700 euro per om te zetten kWh.
https://nelhydrogen.com
Prijzen elektrolysers
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319917344956

Elektrolyse fabriek techniek en levensduur
Een elektrolyse fabriek gaat 10 tot 20 jaar mee.
De elektrolyse stacks gaan maximaal 7 jaar mee, maar na 5 jaar is de capaciteit al met 25% afgenomen. Na vijf jaar worden deze gemiddeld vervangen.


PEM elektrolysers, de huidige top-of-the-bill elektrolysers zijn mede duur door het intensieve gebruik van kostbare metalen. Als mensen het dure gebruik van kobalt en lithium in accu’s bezwaarlijk vinden, dan is het goed te weten dat dit voor elektrolysers nog veel bezwaarlijker is. Weet dan ook dat de zeldzame metalen in elektrolysers niet zijn te recyclen, ze worden echt opgebruikt.
Li-ion accu’s met kobalt en lithium kunnen tot 95% worden gerecycled.


Gebruik kostbare metalen in elektrolyse stacks

Bipolar/separator plate material
Titanium or gold and platinum coated titanium

Catalyst material on the anode
Iridium

Catalyst material on the cathode
Platinum

Anode PTL material
Titanium

Cathode PTL material
Carbon paper/carbon fleece
https://en.wikipedia.org/wiki/Polymer_electrolyte_membrane_electrolysis
 
Waterstof, een wat uit de hand gelopen verhaal over het maken en de kosten van waterstof

Waterstof via steam reforming

Waterstof kan gemaakt worden door verhitting van aardgas, zogenaamde steam reforming. Deze productiewijze is uiterst milieubelastend. Per geproduceerde kg waterstof, met noemt dit grijze waterstof, wordt er 10,6 kg CO2 de atmosfeer ingeblazen. Dan heeft men het over blauwe waterstof, ook gemaakt met steam reforming maar waarvan men de CO2 afvangt en onder de grond stopt. 99% van alle waterstof, nu jaarlijks 720.000 ton, wordt grijs geproduceerd.

Waterstof via elektrolyse
Deze - groene - waterstof wordt gemaakt uit duurzame elektriciteit van zonnepanelen en windmolens.
De waterstof ontstaat door ontleding van water in zuurstof en waterstof. Hiervoor is heel veel elektriciteit nodig. Het vervolg van dit stuk gaat over elektrolyse.


Wat weegt waterstof?
1 m3 waterstof weegt 84,1 gram
1 kg waterstof = 11.891 m3 waterstofgas bij 1 bar en 15°C.


Hoeveel elektriciteit kost het om waterstof te maken
Om 1 m3 waterstof te maken, gewicht 84,1 gram, is volgens NEL Noorwegen 3,8 kWh elektriciteit nodig. Dit is wel op stackniveau. Voor 1 kg waterstof is dus 11,89 x 3,8 = 45,2 kWh nodig. De druk is dan nog 15 bar.
Voor diverse nabewerkingen en comprimeren tot 350 bar is minimaal 13% extra energie nodig.
Per netto kg waterstof van 350 bar is dus 51,1 kWh nodig. 350 bar wordt meestal in vrachtauto’s en bussen getankt.


Moet het 700 bar worden, dat wordt in principe in personenauto’s getankt, dan komt er nog eens 13% bij en wordt het 57,7 kWh. Dit komt in de buurt van de waarden die Hydrogenics publiceert. Hydrogenics komt gemiddeld tot 65 kWh om een kg waterstof te maken.
Hoewel NEL zegt 3,8 kWh nodig te hebben voor 84,1 gram waterstof, melden de meeste andere bronnen dat er totaal tussen 4,5 en 7,5 kWh per m3 waterstof (84,1 gram) nodig is. Zeg dat het gemiddeld 6 kWh is, dan is dit 58% meer.

https://en.wikipedia.org/wiki/Polymer_electrolyte_membrane_electrolysis

Transport waterstof versus benzine/diesel
Een waterstof tankauto kan maximaal 500 kg waterstof vervoeren. Daarmee kunnen 100 auto’s worden getankt.
https://hydrogeneurope.eu/hydrogen-transport-distribution
Een vergelijkbare benzine tankauto vervoert 25.000 liter benzine.
Gemiddeld is het brandstofverbruik van de Nederlandse leaseauto rond 6 ltr/100 km. Ik heb voor het gemak benzine en diesel samengevoegd.
Om 500 km af leggen hebben die auto’s 30 liter brandstof nodig.
Met één tankauto met 25.000 liter benzine of diesel kunnen 833 auto’s van 30 liter brandstof worden voorzien.
Dat is dus 8,3 maal zoveel als de waterstof tankauto.


Energie inhoud waterstof versus benzine/methaan
1 kg waterstof bevat evenveel energie als 2,4 kg methaan of 2,6 kg benzine.
Als de energie-inhoud wordt bekeken in functie van het volume, dus uitgedrukt in MJ/m3, dan is de specifieke energie-inhoud van waterstof relatief laag, 10,8 MJ/m3; methaan levert 35,9 MJ/m3.

Extra windmolens nodig
Er zijn 1500 windmolens van 8 MW meer nodig om de Nederlandse personenauto's op waterstof te kunnen laten rijden. Deze windmolens wekken maximaal continue 8 MW * 1500 = 12.000 MW op. 12.000 MW is 12.000.000 kWh.
Om zonder verlies de stroom van 1500 windmolens om te zetten naar waterstof is 700 * 12.000.000 = 8.400.000.000 euro ( 8,4 miljard euro) aan elektrolysers nodig.


Dit komt bovenop de 45 miljard euro voor de extra benodigde windmolens. Totaal 53,4 miljard meerkosten boven de benodigde 500 windmolens om de accu’s van alle Nederlandse personenauto’s rechtstreeks te laden. Extra financieringslasten, afschrijving, onderhoud voor de route via waterstof zijn te begroten op 6 miljard euro per jaar.

Wat kost een elektrolyse fabriek
NEL Noorwegen begroot 700 euro per om te zetten kWh.
https://nelhydrogen.com
Prijzen elektrolysers
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319917344956

Elektrolyse fabriek techniek en levensduur
Een elektrolyse fabriek gaat 10 tot 20 jaar mee.
De elektrolyse stacks gaan maximaal 7 jaar mee, maar na 5 jaar is de capaciteit al met 25% afgenomen. Na vijf jaar worden deze gemiddeld vervangen.


PEM elektrolysers, de huidige top-of-the-bill elektrolysers zijn mede duur door het intensieve gebruik van kostbare metalen. Als mensen het dure gebruik van kobalt en lithium in accu’s bezwaarlijk vinden, dan is het goed te weten dat dit voor elektrolysers nog veel bezwaarlijker is. Weet dan ook dat de zeldzame metalen in elektrolysers niet zijn te recyclen, ze worden echt opgebruikt.
Li-ion accu’s met kobalt en lithium kunnen tot 95% worden gerecycled.


Gebruik kostbare metalen in elektrolyse stacks

Bipolar/separator plate material
Titanium or gold and platinum coated titanium

Catalyst material on the anode
Iridium

Catalyst material on the cathode
Platinum

Anode PTL material
Titanium

Cathode PTL material
Carbon paper/carbon fleece
https://en.wikipedia.org/wiki/Polymer_electrolyte_membrane_electrolysis

Voor alle duidelijkheid, waterstof weegt 84,1 gram per 1000 m3. Met de juiste term dus 84,1gr/Nm3.
Ook bij de energiedichtheid moet voor de m3 een N staat, 1000x zoveel dus.
De sommen kloppen allemaal, maar als er een N mist scheelt het zomaar een factor 1000 ;)
 
Transport waterstof versus benzine/diesel
Een waterstof tankauto kan maximaal 500 kg waterstof vervoeren. Daarmee kunnen 100 auto’s worden getankt.
https://hydrogeneurope.eu/hydrogen-transport-distribution
Een vergelijkbare benzine tankauto vervoert 25.000 liter benzine.
Gemiddeld is het brandstofverbruik van de Nederlandse leaseauto rond 6 ltr/100 km. Ik heb voor het gemak benzine en diesel samengevoegd.
Om 500 km af leggen hebben die auto’s 30 liter brandstof nodig.
Met één tankauto met 25.000 liter benzine of diesel kunnen 833 auto’s van 30 liter brandstof worden voorzien.
Dat is dus 8,3 maal zoveel als de waterstof tankauto.

Linde heeft blijkbaar Tube Trailers die tot 1100 kg waterstof kunnen meenemen onder 500 bar druk. Een probleem daarbij is denk ik dat bij een waterstoftankstation waterstof met minder dan 500 bar in bulk opgeslagen wordt. Als dat zo is, dan is er weer energieverlies.

Als ik online naar tank trailers zoek, dan zie ik opleggers tot wel 40k+ liters. Ik meen te herinneren van een kennis die bij een olieboer gewerkt heeft dat ze 35k liters per trailer vervoeren.
 
Op de site Duurzaam Bedrijfsleven staat vandaag een artikel van Twinning Energy met de kop:
Twinning Energy verduurzaamt bedrijven met tankstations voor waterstof
Waterstof wordt gezien als aandrijving voor de toekomst. Het is schoon en wordt geproduceerd uit duurzame hernieuwbare energiebronnen. Voor voertuigen is de energiedrager nog geen hit, omdat er weinig tankstations zijn. Het bedrijf Twinning Energy wil daar verandering in brengen en legt tankvoorzieningen voor waterstof aan bij bedrijven.

Ik heb daar maar weer eens op gereageerd.
--------------------------------------
Waterstof is een groene leugen (reactie op Duurzaam Bedrijfsleven 20-11-2018)

Onder het mom van duurzaamheid wordt waterstof aangeprezen als de nieuwe heilige graal.

Het is evenwel doodzonde dat waterstof wordt gebruikt voor de aandrijving van voertuigen. Door de grote verliezen van 75% door vooral het lage rendement van de brandstofcel, is waterstof duur en per saldo vervuilender dan rijden op benzine. De waterstof die nu wordt geleverd is grijze waterstof. Per kg waterstof wordt bij de productie 10 kg CO2 uitgestoten.

Een kWh duurzaam opgewekte elektriciteit kan beter worden benut om een warmtepomp aan te drijven in onze huizen.
Blijft er van een kWh elektriciteit bij het rijden in een waterstofauto maximaal 25% netto over voor de aandrijving, bij het verwarmen van een huis met een grondwater warmtepomp levert die ene kWh een rendement op van 6 kWh warmte. Dat is een factor 24 gunstiger.

Dan liever rijden op elektriciteit. Daarvoor is maar een kwart van het aantal windmolens nodig dan die benodigd zijn om waterstof duurzaam te produceren. Kost waterstof nu 10 euro per kg, groene waterstof, geproduceerd uit duurzame elektriciteit door elektrolyse, kost 50 euro per kg. Ondanks dat Shell ons wil doen geloven dat rijden op de huidige grijze waterstof even duur is als rijden op elektriciteit, is het nu al 60% (publiek laden) tot 300% duurder dan rijden op elektriciteit (thuis laden).

Met groene waterstof wordt dat tien maal zo duur als rijden op elektriciteit.

Het bereik van een betaalbare elektrische auto als de Hyundai Kona ligt al op 500 km op een lading, evenveel als de twee maal zo dure Toyota Mirai op waterstof.
Ook de laadsnelheid is al lang geen probleem mee. Terwijl men slaapt wordt de accu volgeladen en je begint de dag met 500 km lading zonder zelfs maar langs een tankstation te hoeven rijden. De Hyundai kan overal snelladen voor die enkele keer dat je meer dan 500 km op een dag rijdt.

De elektrische vrachtauto van Tesla rijdt komend jaar minimaal 800 km op een lading. Zoveel kilometers kan een chauffeur op een dag van 2 x 4,5 uur niet eens rijden. Die vrachtauto hoeft s'morgens niet een kwartier waterstof te tanken. De accu kan zelfs onderweg tijdens de verplichte rust van chauffeur van drie kwartier, weer helemaal worden volgeladen. Precies zoals dit nu al jaren gaat met de Tesla Superchargers voor de Tesla personenauto's.

Ben ik tegen waterstof? Nee, helemaal niet. In de procesindustrie is het nodig voor onder meer het maken van staal en kunstmest.
Als er echt enorme hoeveelheden duurzame energie over zijn, iedereen is ervan overtuigd dat dat pas na 2030 zover zal zijn, is het misschien zinvol om dit om te zetten in waterstof. En voor we de huidige vervuilende grijze waterstof gaan benutten om op te rijden en onze huizen te verwarmen, kunnen we de huidige 720.000 ton industriële waterstof beter eerst duurzaam gaan produceren.

Waterstof is een groene leugen. Ik schreef daarover een artikel in Binnenlands Bestuur van 26 oktober 2018.

Wim Schermer, rijdt elektrisch en woont in een 0-op-de-meter huis.
 
Waterstofauto's zijn de toekomst!!! [/sarcasme]

Zie hieronder hoe Toyota die ontwikkeling voor zich ziet. Ik denk dat het erg rustig blijft aan de waterstoftankstations.

Toyota.jpg
 
  • Like
Reactions: job-lek
Waterstofauto's zijn de toekomst!!! [/sarcasm]
Zie hieronder hoe Toyota die ontwikkeling voor zich ziet. Ik denk dat het erg rustig blijft aan de waterstoftankstations.

Veel erger hieraan is dat Toyota en Mitsubishi maar in blijven zetten op Plugin Hybrids en andere Hybrids (lees: de 'zelfopladende' auto).
80% van hun wagenpark in 2050. De doelstellingen van Parijs zijn nog niet bij hun aangekomen kennelijk.
 
Waterstofauto's zijn de toekomst!!! [/sarcasme]

Zie hieronder hoe Toyota die ontwikkeling voor zich ziet. Ik denk dat het erg rustig blijft aan de waterstoftankstations.

View attachment 356380
Waterstof wordt, met name op dit moment, weer gepromoot als 'het nieuwe gas'.
Afgelopen maandagavond was er een bijeenkomst in het Pakhuis de Zwijger in A'dam. Hans Noordsij en ik hebben daar goed ons zegje kunnen doen. Maar het lijkt wel een trein zonder remmen die van een grote berg afrijdt.

Op een vraag uit het publiek wat het kost om bijv. 15.000 ton waterstof per jaar te maken, bleef de man van Nouryon het antwoord schuldig. Toen ik die vraag beantwoordde, 430 miljoen euro, werd de man van Nouryon weer gevraagd of dit klopt. Weer bleef ie het antwoord schuldig. De moderator gaf niet op en uiteindelijk gaf ie toe dat het inderdaad honderden miljoenen zou kosten.

In de zogenaamde Waterstof Coalitie zitten 27 bedrijven en instellingen. Ook Greenpeace, de Mileufederatie en Natuur en Milieu zitten in het complot. Verder de oude energie machthebbers en de netbedrijven.

Helaas vertelt deze club niet het hele verhaal. Ze gaan de vraag waar de stroom vandaan komt uit de weg door te wijzen naar de windparken op de Noordzee. Voor die 15.000 ton waterstof zijn 26 grote windmolens van 8 MW nodig. Die gaat de coalitie niet bouwen, dat moet kennelijk een ander doen.

De waterstoffabriek van Tata moet al in 2023 draaien. Dit betekent heel simpel dat ze gewoon stroom van het net gaan gebruiken en zeker niet van nieuwe capaciteit op de Noordzee. Nou is een waterstoffabriek voor Tata Steel wel zinvol. Maar er zitten heel veel partijen in de coalitie die waterstof willen misbruiken voor mobiliteit en verwarming.

Al met al is het teleurstellend dat daarmee 75% (mobiliteit) en 40% (verwarming) van de duurzame energie wordt weggegooid.
Met dezelfde kWh in een warmtepomp kun je daar tot 24x meer rendement uit halen dan bij mobiliteit.
 
Ik zit het Waterstof Manifest van die club eens door te lezen.. ze geven eerlijk aan dat een verdubbeling van investeringen in wind op zee nodig is. Wat ze nu met die waterstof willen gaan wordt amper expliciet gemaakt - behalve het decarboniseren van de energievraag in sectoren waar elektrificatie niet mogelijk is en het opvangen van verschil in vraag/aanbod elektriciteit (zonder aan te geven dat daar ook alternatieven voor zijn). Duidelijk een compromis document - die participerende milieuclubs zijn ook niet gek natuurlijk.

 
In het FD een goed, simpel stuk over waterstof:
https://fd.nl/futures/1279647/water-stof-tot-nadenken

Leuke titel ook :)
Pff vast weer zo'n Tesla fanboy die schrijver ;)

Ik vind het wel jammer dat zelden heel duidelijk wordt onderstreept dat per definitie de energiekosten per kilometer voor een FCEV minstens driemaal zo hoog liggen als voor een BEV, het portemonnee argument.

(En als slagroom op de taart hoeveel je dagelijks ziet verdampen).
 
Pff vast weer zo'n Tesla fanboy die schrijver ;)

Ik vind het wel jammer dat zelden heel duidelijk wordt onderstreept dat per definitie de energiekosten per kilometer voor een FCEV minstens driemaal zo hoog liggen als voor een BEV, het portemonnee argument.

(En als slagroom op de taart hoeveel je dagelijks ziet verdampen).
Die drie maal zo hoog klopt niet hoor. Als de FCEV op GROENE WATERSTOF dient te rijden - en dat moet toch het uitgangspunt zijn als je geen CO2-uitstoot beoogt - dan is het verschil nog veel groter, want groene waterstof is ongeveer 5 maal zo duur als het huidige "aardgas-waterstof".

Dus, met een voorzichtig naar beneden bijgestelde conclusie:

RIJDEN OP WATERSTOF IS TIEN MAAL ZO DUUR ALS ELEKTRISCH RIJDEN PER KM
 
Die drie maal zo hoog klopt niet hoor. Als de FCEV op GROENE WATERSTOF dient te rijden - en dat moet toch het uitgangspunt zijn als je geen CO2-uitstoot beoogt - dan is het verschil nog veel groter, want groene waterstof is ongeveer 5 maal zo duur als het huidige "aardgas-waterstof".

Dus, met een voorzichtig naar beneden bijgestelde conclusie:

RIJDEN OP WATERSTOF IS TIEN MAAL ZO DUUR ALS ELEKTRISCH RIJDEN PER KM
Dat zeg ik:
MINSTENS DRIEMAAL ZO HOOG
corrigeer me dan liever door te schrijven dat het "drie maal" moet zijn :p