nieuws

Toepassing waterstof in vervoermiddelen breekt door in China

Manufacturing

Het worden spannende jaren voor bouwers van brandstofcellen. Grootschalige toepassing in vervoermiddelen komt eraan omdat China er zwaar op inzet. Nedstack uit Arnhem legt zich onder andere toe op brandstofcellen voor heavy-duty transporttoepassingen. Is directeur Arnoud van de Bree niet bang dat een lokale partner technologie zal kopiëren? ‘Het alternatief is dat je de markt laat liggen. Dan is de keuze niet zo moeilijk.’

Toepassing waterstof in vervoermiddelen breekt door in China
Nedstack uit Arnhem legt zich onder andere toe op brandstofcellen voor heavy-duty transporttoepassingen. (foto: Peter Venema)

Al sinds 2000 wacht de markt op de doorbraak van brandstofcellen in transporttoepassingen. ‘Maar nu gaat het echt gebeuren’, weet directeur Arnoud van de Bree van Nedstack in Arnhem. ‘In de Verenigde Staten en Europa groeit de belangstelling, maar China zorgt voor de doorbraak. Daar zet de overheid zwaar in op waterstof. En als het daar beweegt, gaat dat met een voor ons ongekende snelheid.’
De EU doet ook wat: met de Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaking (FCHJU) is er voor de komende jaren een subsidieprogramma voor 125 bussen in verschillende Europese steden. Omdat Nederland geen overtuigend nationaal beleid heeft op het gebied van waterstof, haakt Nedstack aan bij het Europese initiatief.
Dergelijke Europese initiatieven zijn zeer bescheiden bij wat er in het Verre Oosten op stapel staat. Van de Bree: ‘In China moeten er in 2020 een miljoen vervoermiddelen op waterstof rondrijden.’ De autoriteiten in het land hebben ook goede redenen voor die grote nadruk. De economische schade door luchtvervuiling beloopt in China tientallen miljarden euro per jaar. Vierduizend mensen sterven vroegtijdig als gevolg van luchtvervuiling – per dag. Van de Bree: ‘Met waterstof is enorme economische en gezondheidswinst te behalen, want 85 procent van de luchtvervuiling in Chinese steden is het gevolg van het wegverkeer.’

Brandstofcel-energiecentrale

Prioriteit voor Nedstack in 2017 is om eveneens een joint venture met een lokale partner op te richten. ‘Die hebben we nog niet, maar die ontwikkeling is onvermijdelijk en komt er onherroepelijk’, verzekert Van de Bree. Chinese partijen staan erom bekend Westerse technologie te kopiëren… ‘Dat is inderdaad vervelend’, zegt Van de Bree. ‘Maar het is heel eenvoudig. Als je niet samenwerkt heb je de markt niet. En als die markt bijna in geprojecteerde aantallen per 2020 duizend keer zo groot is als de Europese markt, kun je daar niet omheen. Die strategie hebben de Chinezen vijfentwintig jaar geleden opgezet en werkt nog altijd. Ze spelen het heel slim. China is China en laat zich door niemand tegenhouden.’
Hoewel nog niet op de bussenmarkt, is Nedstack wel degelijk actief in China, geeft Van de Bree aan: ‘Samen met stadgenoten AkzoNobel en MTSA Technopower hebben we een stationaire toepassing geopend. Het is de grootste brandstofcelenergiecentrale ter wereld met een capaciteit van twee megaWatt, op het terrein van Ynnovate Sanzheng in Yingkou. Daar staat een chloor-alkali-fabriek. In het productieproces van die fabriek ontstaat waterstof als bijproduct. Chemische fabrieken in Europa benutten die waterstof. In China gaat in totaal bij deze en andere fabrieken tot nu toe voor vijfhonderd à zeshonderd megaWatt aan waterstof gewoon de lucht in. In Yingkou vangen we met ons consortium de waterstof af en zuiveren het, zodat we het kunnen benutten in stationaire PEM brandstofcellen ter plaatse. Onze rol is de brandstofcellen te leveren en dat hebben we kunnen doen dankzij steun van de EU Joint Undertaking op het gebied van waterstof.’

Maximale levensduur

Nedstack legt zich toe op de stationaire en heavy-duty transporttoepassingen voor voertuigen boven de vier ton. Maar is de markt voor brandstofcellen in personenwagens niet veel groter? ‘Zeker is dat zo’, antwoordt Van de Bree, ‘maar het is tegelijk een heel andere tak van sport. Fabrikanten uit Korea, Japan en Duitsland lopen voorop als het gaat om brandstofcellen in personenwagens. In deze markt hebben de OEM’s een zeer dominante positie, ze dicteren wat er moet gebeuren en tegen welke voorwaarden. Dat is voor een toeleverancier geen benijdenswaardige positie; wij blijven liever onafhankelijk. Dat kan ook, want de markt voor zwaardere transporttoepassingen is groot genoeg. Het aantal spelers op de wereldmarkt is overzichtelijk: het gaat om Ballard, Plug Power uit de VS en om ons, dan heb je het wel zo’n beetje gehad. Dat komt omdat je een heel lange adem nodig hebt. Wij zijn in 1998 begonnen en nu pas breekt de markt open. Er zijn niet veel bedrijven die het zo lang hebben uitgehouden. Het vraagt ook veel tijd om de technologie te ontwikkelen, dus je kunt niet zomaar instappen.’
Technologisch zijn de brandstofcellen voor stationaire toepassingen, vrachtwagens en bussen heel anders dan die voor personenauto’s. Van de Bree: ‘Wij hebben de ontwikkeling de afgelopen tien jaar vooral toegespitst op maximale levensduur. Bij ons gaat het om een levensduur van minimaal vijftienduizend uur. Bij personenauto’s is dat maar vierduizend uur en ligt de focus vanouds vooral op het verminderen van de kostprijs.’
Lange levensduur betekende voor Nedstack bijvoorbeeld de keuze voor werken bij atmosferische stack, zonder hoge druk. ‘Dat resulteert naast een lange levensduur ook in een hogere efficiëntie. Daarin onderscheiden we ons ten opzichte van Ballard’, vertelt Van de Bree. ‘We hebben veel aandacht geschonken aan onze celplaattechnologie. Daarnaast wijkt ook de manier waarop wij onze stacks produceren, af. Beide aspecten vertalen zich in een langere levensduur. De levensduur is het belangrijkste aspect voor de total cost of ownership. Sinds we dat voor elkaar hebben, richten we ons de laatste twee jaar ook meer op kostprijsverlaging.’

Kostprijsvermindering

Desondanks kan de brandstofcel qua kostprijs nog niet concurreren met een verbrandingsmotor. Van de Bree: ‘Dan praat je toch al snel over een verschil tussen enkele tienduizenden euro’s tussen een verbrandingsmotor en een toepassing met brandstofcellen. Het is dan ook duidelijk dat de kostprijs verder omlaag moet.’ Opschaling van de productie speelt hier zoals altijd een belangrijke rol bij. Zo gaan de brandstofcellen op weg naar het punt waar de lijnen van de kostprijs van een verbrandingsmotor en een brandstofcel elkaar snijden. Is dat punt eenmaal gepasseerd dan kan het hard gaan, maar wanneer het zover zal zijn, is nog onduidelijk. Van de zonnepanelen weten we in elk geval dat een dergelijke ontwikkeling opeens verrassend snel kan gaan.
Daarnaast spelen in het geval van de brandstofcellen de kosten van waterstof ook nog een belangrijke rol. Van de Bree: ‘Andere partijen zoeken uit hoe je dat goedkoper kunt produceren. De verwachting is dat de huidige prijs van tien euro terug kan naar vier euro per kilo. We denken dat dit over een jaar of vijf zover is.’
Toch is de vraag wanneer het break-even point bereikt wordt volgens Van de Bree eigenlijk niet eens doorslaggevend. ‘Het draait niet om economie maar om duurzaamheid. Er zijn directeuren van busmaatschappijen die zeggen: ik wil geen diesel meer. Dat is de reden voor de ommezwaai in China. Natuurlijk mag het verschil in kosten niet te groot zijn, maar steeds meer partijen accepteren dat er een bepaald verschil is. En als je de kosten niet alleen beperkt tot de total cost of ownership voor de exploitant maar de totale maatschappelijke kosten berekent, inclusief het vermijden van negatieve milieu- en gezondheidseffecten, dan kom je nu al heel dicht in de buurt.’

Economische pijler

Jammer genoeg is daar in Nederland maar weinig oog voor, constateert Van de Bree: ‘Ook nu de aandacht voor duurzaamheid weer toeneemt, denkt de politiek op het vlak van mobiliteit niet verder dan elektrische auto’s. Dat is niet meer dan een tussenstap. De Tesla’s op de weg rijden in de Nederlandse praktijk voor 92 procent op grijze stroom en daarmee grotendeels op kolen. Jammer, want Nederland zou vrij gemakkelijk aan kunnen haken bij het initiatief van het H2 consortium in Duitsland, waarin onder andere Shell actief is. Waterstof staat in Nederland niet op de kaart, niet bij het Ministerie van Infrastructuur en Milieu en ook niet bij de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland. De Nederlandse overheid doet daar te weinig aan, dus moeten we het hier hebben van de Europese FCHJU.’
Eigenlijk zou de promotie van waterstof bij alle overheden op de agenda moeten staan: nationaal, regionaal en lokaal. ‘Hoewel Arnhem dankzij verschillende bedrijven al over een kant-en-klaar waterstofcluster beschikt dat vrij gemakkelijk versterkt zou kunnen worden, bieden ook de provincie en de gemeente weinig steun aan onze activiteit. Jammer, want waterstof zou uit kunnen groeien tot een belangrijke economische pijler voor de regio.’

Samenwerking steeds belangrijker

Nedstack is een technisch R&D-bedrijf dat de stacks zelf in Arnhem assembleert. Van de Bree constateert een belangrijke verschuiving van de focus: ‘Naarmate de stack zelf meer uitontwikkeld raakt, krijg je steeds meer behoefte aan kennis van de toepassingen. Daarom verschuift het zwaartepunt in de R&D van de stack zelf naar de totale klantpropositie. Dat maakt samenwerking met partners steeds belangrijker, bijvoorbeeld op het gebied van besturingssoftware zoals met het Belgische Vito en met HyMove als partner in de transportsector. Daarnaast zijn busfabrikanten en toeleveranciers van range-extenders belangrijke partners, naast kennispartners zoals de universiteiten van Milaan en Kaapstad.’
Door de projectmatige samenwerking met in totaal een tiental partners – meestal twee of drie per project – is samenwerking een specialisatie op zich geworden. Er is nog ruimte voor een extra partner: ‘Partners die thuis zijn in de truck- en bussenmarkt zijn welkom’, zegt Van de Bree.

 

Meer artikelen over waterstof:

Reageer op dit artikel