Wanneer is de benzinemotor passé?

Het is de derde dag van mijn proefweek met de volledig elektrische Nissan LEAF als ik vanuit Nijmegen vertrek voor een rit naar Leiden. Ruim 130 kilometer. Het dashboard van de wagen geeft nog een actieradius van 50 kilometer aan. Niet veel, maar genoeg om het snellaadstation van FastNed, 29 kilometer verderop, te bereiken.

Op de snelweg zie ik de teller echter rapper teruglopen dan hij me in stilstand beloofde. De LEAF waarschuwt me meermaals dat ik echt op zoek moet gaan naar een laadplek. Dan, als er nog maar 15 kilometer actieradius op de teller staat, verdwijnt de indicatie op het dashboard. Het zweet breekt me uit. Gelukkig zie ik in de verte het oplaadstation al: ik red het. Uiteindelijk blijkt de accu nog vijf procent te hebben. 26 minuten laden krikt dat op naar bijna 90 procent.

De beperkte actieradius lijkt nog steeds een belangrijke reden waarom de consument nog niet aan de elektrische auto wil. Uit een enquête (246 respondenten) die NEMO Kennislink in september hield bleek dat bijna 22 procent van de lezers wel een elektrische auto zou willen, maar wordt tegengehouden door de beperkte actieradius van de beschikbare modellen. Ook de hoge(re) prijs blijkt een obstakel, 25 procent van de mensen zegt zich daardoor te laten tegenhouden. In totaal laat een krappe meerderheid van 55 procent van de respondenten weten in principe wél een elektrische auto te willen of die al heeft.

Elektrisch rijden heeft potentie maar moet beter, wat betreft prijs en prestatie. Hoe lossen autofabrikanten dat op? Stoten betere en goedkopere batterijen de benzinemotor van de troon? Of wordt na jaren van beloftes rijden op waterstof – een manier om overtollige elektriciteit in op te slaan – misschien toch nog een hit? Terwijl ik de Nissan LEAF een week test, zet ik de mogelijkheden op een rij.

Meer batterijen

Goed, een grotere actieradius dus. De oplossing lijkt voor de hand te liggen: meer batterijen in de auto. Maar er zítten al behoorlijk wat accu’s in. De Nissan LEAF heeft een kleine driehonderd kilo batterijen aan boord – twintig procent van het gewicht van de auto – waarop hij ‘volgens het boekje’ 250 kilometer kan rijden. De werkelijkheid is weerbarstiger, bij normaal gebruik sta ik iedere 100 tot 150 kilometer aan de laadpaal.

Elektriciteit in gasvorm

Een elektrische auto sleept voor elke kilometer meer dan een kilo aan batterijen mee. Er zijn daarom óók nog kansen voor alternatieven. Zoals waterstof, een gas dat gemakkelijk met elektriciteit te maken is, en in een zogenoemde brandstofcel weer kan worden omgezet in elektriciteit. De techniek bestaat al meer dan 150 jaar en fabrikanten (waaronder Nissan) ontwikkelden al verschillende waterstofauto’s, stuk voor stuk prototypes die de massa nooit bereikten.

Als de brandstofcel al zo lang bestaat, en een mooie manier is om ‘overtollige energie’ uit duurzame bronnen op te slaan, waarom stop ik dan nu een stekker in de wagen? Waarom tank ik geen waterstof?

“Een brandstofcel is redelijk complex, en om efficiënt te werken hebben ze kostbare katalysatoren zoals platina nodig. De kosten van de techniek zijn nu een bottleneck”, zegt Notten. “Er wordt veel onderzoek gedaan om het platina te reduceren of zelfs te elimineren. En de prijs hangt natuurlijk ook af van de productiegrootte. Bij massaproductie zakken de prijzen, maar dat punt moet je dan wel bereiken. Fabrikanten zeggen overigens al langer dat brandstofcellen goedkoper worden. Ik weet niet hoe lang dat nog duurt, misschien wel tien jaar.”

Naast de prijs van een brandstofcel is waterstof ook notoir moeilijk mee te nemen. Om een acceptabele actieradius te halen moet je het gas onder hoge druk in een tank stoppen of een ‘houdermateriaal’ gebruiken waar het in lage druk in blijft zitten. Naar dat laatste heeft Notten onderzoek gedaan. Hij en collega’s werkten met verschillende materialen, maar daarbij duiken steeds problemen op. “Of het materiaal (op basis van lanthaannikkel) weegt veel – zo in de orde van batterijen – óf het transport van waterstof in het materiaal (zoals magnesium en titaan) gaat traag waardoor je relatief langzaam tankt.” Al met al moet de techniek nog een aantal hordes nemen om door te breken.

Waterstof als tussenstap

Waterstof zou ook als een tussenstap kunnen dienen. Nissan kondigde afgelopen zomer aan dat het de mogelijkheid onderzoekt om auto’s te laten rijden op ethanol. Deze vloeistof wordt in de auto in twee stappen omgezet naar elektriciteit. Eerst wordt er waterstof van gemaakt in een omvormer, dat vervolgens weer een brandstofcel in gaat. Het systeem zou volgens het bericht rond 2020 klaar moeten zijn.

Takashi Shirakawa, Senior Vice President van Nissan Technical Centre Europe, zegt dat er een aantal voordelen zitten aan zo’n systeem, niet alleen in de auto maar juist daarbuiten, in de infrastructuur. “Een van de redenen dat we dit onderzoeken is dat ethanol eigenlijk al wijd verspreid is”, zegt hij. “Je kunt het zelfs in de supermarkt kopen. We kunnen makkelijker een infrastructuur creëren voor ethanol dan voor waterstofgas, waar technisch gezien nadelen aan kleven.”

Kun je het (brandbare) ethanol niet beter meteen verbranden in een brandstofmotor? Niet volgens Shirakawa, hij wijst op de matige efficiëntie van rond de 25 procent van verbrandingsmotoren. Volgens hem kan de omzetting van ethanol naar waterstof met een efficiëntie van 80 tot 90 procent. Haal je met een brandstofcel vervolgens ongeveer 50 procent rendement, dat zit je nog steeds boven de prestaties van een verbrandingsmotor.