Alle gebruikers zijn enthousiast en bijna iedereen stapt er na een eerste rit met een brede grijns af, maar toch wil het met de elektrische motorfiets nog niet echt vlotten. Hoe zit het met waterstof als alternatief? Energiedeskundige Otto Bos zette het voor ons op een rijtje.
Honda verscheen al eerder met berichten over een motorfiets die op waterstof zou rijden, Yamaha is ermee bezig en Kawasaki presenteerde op 20 juli 2024 als eerste een filmpje van een op waterstof lopende viercilinder motorfiets met twee kolossale - met waterstof gevulde - koffers: zie de foto boven dit artikel. Tijd om eens wat dieper in de (on)mogelijkheden van waterstofmotoren te duiken.
Twee manieren
Er zijn twee manieren om waterstof als energiebron te gebruiken. De eerste is om de waterstof in een daarvoor aangepaste verbrandingsmotor te verbranden. Daarmee is het eigenlijk een ‘gewone’ motor, maar dan eentje die op duurzame energie rijdt. De tweede route is om in een brandstofcel uit waterstof (en zuurstof uit de lucht) elektriciteit te maken en daarmee een elektromotor aan te drijven.
Brandstofcel
Een motor met brandstofcel is te zien als een elektrische motor met ingebouwde snellader. De hele aandrijving is elektrisch, en er is een accu die het piekvermogen levert en teruggewonnen remenergie kan opslaan. De door de brandstofcel gemaakte elektriciteit gaat naar de motor en houdt de accu op peil. De accu kan daarmee relatief klein blijven en de motor hoeft ook geen oplaadmogelijkheid te hebben. Hoe rijdt zo’n motor? Precies als een elektrische motor!
Veelbelovend, maar...
Om met zo’n motor 130 te kunnen rijden en in de bergen mee te kunnen komen heb je brandstofcel met een vermogen van 35 kW nodig. De accu geeft wat extra vermogen voor bij het optrekken en een vlotte inhaalactie. De beste brandstofcel van het moment zit in de waterstofauto van Toyota, de Mirai. Die brandstofcel weegt nog geen tien kilo. Dat klinkt veelbelovend, maar daarmee ben je er nog niet.
Twee kilo
Naast de brandstofcel heb je ook een waterstoftank nodig. Daar wordt het een stuk lastiger. Mijn Energica motorfiets verbruikt bij een mix van toeren en rustig snelweggebruik 10 kWh per 100 km. Op basis van dat verbruik en het rendement van een brandstofcel kan een motorfiets op een kilo waterstof 175 kilometer rijden. Voor een comfortabele actieradius wil je wel twee kilo waterstof kunnen meenemen. Daar heb je een tank voor nodig die 35 kilo weegt. Zo veel? Ja, want waterstof wordt bewaard onder een extreem hoge druk van 700 bar.
De waterstoftanks in een Toyota Mirai
Vijftig liter
Doordat de accu en de brandstofcel relatief licht zijn, is het gewicht van de complete aandrijving vergelijkbaar met die van een elektrische motorfiets. Dat is dus goed te doen. Een groot nadeel van waterstof is wel dat het om veel ruimte vraagt: voor de genoemde twee kilo waterstof heb je een hogedruktank van niet minder dan vijftig (!) liter nodig. Dat is twee keer de tankinhoud van een stevige toermotor. Bijkomend probleem is dat die tank de vorm van een duikfles heeft, zoals je op de foto’s van de Toyota Mirai ziet. Probeer zulke cilinders maar ‘s op een motorfiets onder te brengen. Daarnaast maken de extra onderdelen van een motor met brandstofcel (waterkoeling, luchtfilters, luchtcompressie) hem een stuk complexer, dus ook duurder en onderhoudsintensiever dan een standaard elektrische motorfiets.
Verbrandingsmotor op waterstof
Nu introduceerde Kawasaki dus een motorfiets met een verbrandingsmotor op waterstof. Voor liefhebbers van verbrandingsmotoren klinkt dat als de gedroomde oplossing: een emissievrije motor die net zo rijdt als je vertrouwde benzinemotor. Helaas speelt het probleem van de ruimte die waterstof nodig heeft bij zo’n motor dubbel zo sterk. Hoe kan dat? Een brandstofcel met elektromotor kan ongeveer de helft van de energie in de waterstof omzetten in beweging. Bij een verbrandingsmotor is dit minder dan een derde. Met de eerder genoemde 50 liter waterstof slinkt de actieradius tot zo'n 240 kilometer.
Energiezuinigheid
Door al die verliezen gebruikt een door waterstof aangedreven voertuig veel meer energie dan een elektrische voertuig met accu’s. Dat betekent zowel hogere kosten als een hogere milieubelasting, nog even los van de belangrijkste achillespees van de waterstofmotor: waar kun je tanken? Je elektrische motorfiets hang je gewoon thuis aan het stopcontact en het aantal laadpunten langs de weg groeit snel. Waterstof is nu in Nederland nog maar op een paar punten te tanken, en als vakantiebestemmingen komen eigenlijk alleen België en Duitsland in aanmerking. Motorrijden op waterstof? Op basis van onze informatie blijft dat voorlopig nog wel even bij rondjes rond de kerk – maar mogelijk weten Kawasaki, Honda en Yamaha meer. We zijn benieuwd!
Waterstofchauffeurs klagen Toyota aan
Californische eigenaren van de Mirai, de waterstofauto van Toyota, hebben een rechtszaak tegen de fabrikant aangespannen. De door Toyota beloofde actieradius is in de praktijk een kwart minder, de prijs van waterstof ging van 13 dollar in 2022 naar 36 dollar in 2024, er zijn regelmatig problemen met de tankinstallaties (defecten, bevriezingsverschijnselen) en een tankbeurt vraagt vaak om een lange rit. Dat laatste zal nog vaker voorkomen nu Shell zeven van de 55 waterstofstations in Californië sluit: er is onvoldoende waterstof beschikbaar om de stations te bevoorraden. De Mirai wordt alleen in deze staat verkocht. Elders in de VS zijn te weinig waterstofstations om rijden op waterstof mogelijk te maken.
