Solarboot op waterstof

Varen op waterstof: is dat de toekomst?

Een boot op waterstof met als enige uitstoot een beetje waterdamp? Dat klinkt super-duurzaam. Waterstofgas kan eenvoudig worden omgezet in elektriciteit om de accu’s vol te houden tijdens het varen. Ook op volle snelheid. Toch zijn op dit moment de boten die op waterstof varen nog op een hand te tellen. Is dat onwil, onkunde of zijn er andere obstakels?

Brandstofcel op waterstof

De afgelopen weken hebben we het gehad over het opwekken van stroom aan boord. Onder andere met een brandstofcel op methanol. Bij waterstof zijn de ambities hoger, het gas wordt vooral gebruikt voor de voortstuwing. Maar waterstof kan ook op kleinere schaal worden ingezet. Het Estse bedrijf PowerUp produceert de UP100 en de UP400 die respectievelijk 100 en 400 watt kunnen leveren. Deze brandstofcellen zijn vooralsnog alleen in Estland verkrijgbaar. En ook kleine tanks met waterstofgas zijn lastig te vinden. Terwijl het merk EFOY een flink netwerk heeft uitgerold met verkooppunten van de methanol-jerrycans.

Wat is waterstof?

Waterstof is het gas H2 dat uit twee waterstofmoleculen bestaat. Het is een gas dat niet voorkomt in de natuur, je moet het maken. Het maken van waterstof kost energie, maar die kun je er op een ander moment weer uit halen. Waterstof produceren is een manier om energie op te slaan. Je kunt het dus ook ‘meenemen’ als brandstof en dat maakt het interessant. 

Brandstofcel

In een waterstofbrandstofcel stroomt het H2-gas (waterstof) door een membraan. Aan dit membraan zit aan de ene kant een anode en aan de andere een cathode. Gaat er waterstof door deze combinatie, dan ontstaat er water door de reactie met zuurstof uit de lucht én er ontstaat een spanningsverschil dat wij kunnen gebruiken als elektriciteit. 

Een waterstof-aangedreven schip werkt als volgt: het waterstofgas is opgeslagen in stevige cilinders. Het gas is hier onder hoge druk (350 -700 bar) en onder -253 graden Celsius in geperst. Deze waterstof gaat naar de brandstofcel waar elektriciteit wordt opgewekt. Met deze stroom wordt een accu opgeladen. De schroef wordt aangedreven door een elektromotor die is aangesloten op de accu. Dreigt de accu leeg te raken, dan vult de brandstofcel deze weer aan.

Veel energie verloren

Als je gaat varen op waterstof, stoot je alleen waterdamp uit. Geen CO2, geen uitlaatgas. Er is geen stank en geen lawaai. De actieradius van je schip is aanzienlijk en de snelheden zijn hoog. Maar waarom zien we dan zo weinig boten op waterstof varen? 

Helaas kleven er ook nadelen aan deze schone energiedrager. Zo gaat er bij het gebruik van waterstof flink wat energie verloren. Eerst bij het maken ervan (25%) en dan bij het gebruik (40%). Dan heb je verschillende soorten waterstof. Tenminste, de waterstof is hetzelfde maar de productiewijze verschilt. Groene waterstof wordt op een duurzame manier geproduceerd met wind- en zonne-energie. Helaas kost deze methode veel tijd en is het een ingewikkeld proces. 

Grijze waterstof is veel makkelijker om te produceren: aardgas en water worden onder hoge druk samengeperst waarbij H2 en CO2 ontstaan. CO2 is echter een broeikasgas dat we liever kwijt dan rijk zijn. De verhouding is zelfs zo, dat er voor een kilo H2 maar liefst 7 kilo CO2 vrijkomt. Helaas is vrijwel alle waterstof op dit moment grijs. 

Gevaarlijk

Waterstof is ook niet ongevaarlijk. Met zuurstof en een ontstekingsbron kan het gas ontploffen. Omdat het zo vluchtig is, H2 is het lichtste gas dat er is, kunnen leidingen, drukvaten en opslagtanks sneller gaan lekken dan bij andere gassen. Op het duurzame jacht Ecolution werden de waterstof-tanks om die reden voor de veiligheid bijvoorbeeld aan dek gemonteerd. 

Grote tanks nodig

In ons land is er nog geen technische infrastructuur voor waterstof. De eerste Rotterdamse watertaxi die geheel op waterstof kan varen, ligt werkeloos aan de kade te wachten tot er ergens voldoende H2 gebunkerd kan worden. Een belangrijke reden dat het nog niet zo opschiet met de opslag en het vervoer van waterstof, is dat waterstofgas veel ruimte nodig heeft. H2 heeft relatief weinig energie per volume-eenheid. Veel minder dan bijvoorbeeld butaangas of propaangas. Om evenveel energie aan waterstofgas te vervoeren of op te slaan, zijn dus veel grotere tanks nodig. Maar los van dat bezwaar, zijn het vervoer en de opslag wel prima mogelijk.

Varen op waterstof?

Als waterstof er eenmaal is, zijn de voordelen best groot. Vooral omdat het gebruik ervan zo schoon is. Het moet veel plezier geven, als je op waterstof kunt varen. Maar waterstof is nog niet zo makkelijk te verkrijgen, zeker niet voor de watersport. Bovendien heeft de vervuiling al eerder plaatsgevonden met een flinke CO2 uitstoot. Alle waterstof wordt ‘grijs’ geproduceerd. Ook is H2 niet erg efficiënt, er gaat veel energie verloren bij de productie ervan. Het schone gas is bij nader inzien misschien toch niet zo ideaal als het lijkt. Het is dus nog maar de vraag of varen op waterstof de toekomst is. 

Dit bericht is geschreven door Klaas Wiersma, onafhankelijk watersport journalist voor Nauticlink. Wil je reageren op dit bericht? Laat hieronder een reactie achter of stuur Klaas Wiersma een e-mail via nieuwsdienst@nauticlink.com of contact hem via linkedin