“Waterstof brandstofcellen gaan binnenkort heel concurrentieel worden”

Stephan Herbst, Toyota Motor Europe

Toyota - één van de grootste autofabrikanten ter wereld - heeft in Europa meer dan 27.000 mensen in dienst en er rijden niet minder dan 16,5 miljoen Toyota en Lexus voertuigen op Europese wegen. In de aanloop naar 100% CO2-reductie voor alle nieuwe voertuigen in West-Europa tegen 2035, blijft Toyota een breed scala aan geëlektrificeerde aandrijflijnen aanbieden, waaronder waterstof brandstofcel-, (plug-in) hybride- en batterijvoertuigen. Anticiperend op de aankomende grootschalige toepassing van waterstof in de transportsector, blijft Toyota zijn inspanningen op gebied van waterstof versnellen…

Stephan Herbst is Technical Head of Hydrogen en staat mee aan het hoofd van de Fuel Cell Business bij Toyota. Hij maakt ook deel uit van de raad van bestuur van de Hydrogen Council.

Stephan onthult waarom Toyota zijn klanten meerdere koolstofarme alternatieven wil aanbieden en vertelt over de kansen en toepassingen rond Toyota’s waterstof brandstofceltechnologie: "We zijn ervan overtuigd dat we onze klanten meerdere opties moeten aanbieden. Het is natuurlijk een feit dat we de transportsector snel moeten decarboniseren, maar we moeten er ook rekening mee houden dat klanten verschillende gebruiksprofielen hebben en dat ze er daarom baat hebben om te kunnen kiezen tussen meerdere oplossingen en technologieën. Denk aan lange versus korte afstanden, budgetbeperkingen, het vervoeren van goederen of enkel mensen, enz. Het idee is dat, hoe meer technologische oplossingen we bieden, hoe sneller we kunnen decarboniseren omdat we dan beter voldoen aan de verwachtingen van de klant. Daarom bieden we (plug-in) hybrides, batterijvoertuigen en voertuigen met waterstof brandstofcellen aan.”

“Vandaag zijn we al de grootste binnen het hybride segment in Europa en we willen dezelfde positie bereiken met onze voertuigen op basis van waterstof brandstofcellen. Daarom hebben we geïnvesteerd in het uitbreiden van ons waterstofaanbod, niet alleen voor auto's, maar ook voor de zware transportsector.”

Transporttoepassingen waarbij waterstof de voorkeur geniet
“Naar ons idee zijn er drie belangrijke toepassingen waarbij voertuigen met waterstof brandstofcellen de beste koolstofarme/emissievrije oplossing zijn. De eerste is van toepassing op voertuigen met een hoge vermogensvraag, zoals vrachtwagens en bussen. Deze voertuigen moeten veel gewicht meeslepen en moeten vaak lange afstanden afleggen. Waterstof brandstofcellen hebben hier een groot voordeel door hun hoge energiedichtheid. Met de waterstof brandstofcel van CaetanoBus (bus- en chassisfabrikant en Toyota-partnerbedrijf, red.) kan bijvoorbeeld tot 500 km gereden worden.”

“De tweede toepassing waarbij voertuigen met waterstof brandstofcellen de voorkeur genieten, is in situaties met een hoge bezettingsgraad, zoals bij taxivloten”, legt Stephan Herbst uit. “Taxi's worden intensief gebruikt en er is vaak niet genoeg tijd om de voertuigen tussen de ritten door op te laden. Dus ook in dit geval is waterstof heel interessant.”

“Tenslotte zijn waterstof brandstofcellen de beste koolstofarme oplossing in gebieden met beperkte toegang tot hernieuwbare energie. Denk aan plaatsen waar de meeste energie wordt opgewekt door steenkool. Of in landen die te maken hebben met problemen in het stroomnet. Door de aanhoudende groei van het elektriciteitsverbruik ontstaat in sommige gevallen netcongestie, een situatie waarbij de capaciteitsgrenzen van het net worden bereikt, zoals in Nederland. Dit kan worden opgelost door waterstof te gebruiken, omdat het kan worden getransporteerd en opgeslagen.”

Waterstofecosystemen creëren: kip ontmoet ei
Als het gaat om de grootschalige inzet van waterstofvoertuigen is een veelgehoord punt van kritiek dat er onvoldoende waterstoftankstations beschikbaar zijn. Aan de andere kant worstelen bedrijven die de stations bouwen met het probleem dat er nog niet genoeg gebruikers zijn om de investeringen in de stations te kunnen rechtvaardigen. Daarom wil Toyota deze horde op een andere manier nemen.

“We willen waterstofecosystemen creëren. Dat betekent simpelweg dat we de markt benaderen door waterstofbevoorrading, tankstations en voertuigen op elkaar af te stemmen. Want de één kan niet zonder de andere twee. Hysetco is een goed voorbeeld van deze aanpak. Het is een waterstofecosysteem, gevestigd in Parijs en ontwikkeld in samenwerking met Air Liquide, Toyota en TotalEnergies. Hysetco is een bijzonder succesvol project dat 200 waterstofvoertuigen en drie waterstofstations integreert. We zijn bezig om nog veel meer van dit soort ecosystemen te ontwikkelen, samen met strategische partners zoals Air Liquide.”

“Zo maken we waterstof praktisch en aantrekkelijk voor autobezitters, terwijl we tegelijk een sterke businesscase creëren voor de bedrijven achter de tankstations. Geografisch gezien zien deze ecosystemen eruit als cirkels, die zich voornamelijk in of rond grote steden situeren. Vervolgens willen we corridors maken tussen de cirkels, om meer en grotere gebieden te creëren die volledig door waterstof worden gecoverd. Uiteraard kan de EU-verordening inzake alternatieve brandstofinfrastructuur die momenteel in de maak is (zie hieronder, red.), de ontwikkelingen aanzienlijk versnellen.”

Verschillende voertuigen, dezelfde bouwstenen
“Vanuit ons oogpunt draait het vooral om de combinatie van waterstof met brandstofcellen”, verduidelijkt Stephan. “We bouwen momenteel vier types brandstofcellen voor waterstof – een plat model en een doosvormig model, en dan beiden in een 60 kW en een 80 kW versie – en zijn druk bezig om de productie verder op te schalen.”

“We produceerden aanvankelijk zo’n 3.000 brandstofcelsystemen per jaar voor onze eerste generatie Mirai personenauto's en zijn er in geslaagd om de productie van ons tweede generatie brandstofcelsysteem op te schalen tot 30.000 eenheden per jaar. Dat lijkt nog steeds niet heel veel voor een grote fabrikant als Toyota, maar als we kijken naar de individuele brandstofcellen wordt het een heel ander verhaal. Elk brandstofcelpakket telt namelijk 330 cellen, dus bij een verkoop van 30.000 eenheden per jaar komt dit neer op ongeveer 10 miljoen cellen. Geen enkel ander bedrijf kan zulke hoge cijfers voorleggen.”

Treinen & boten
“Voor bussen en treinen gebruiken we hetzelfde brandstofcelsysteem als in de Mirai, verpakt in een compacte module (TFCM2-F-60, red.). Er zijn al 50 CaetanoBus voertuigen met deze modules verkocht en we leveren dezelfde modules ook aan Mercedes-Benz voor hun eCitaro bus. Daarnaast wordt dit moduletype ook gebruikt voor het FCH2Rail project. Het gaat om bi-mode treinen – treinen die zowel kunnen worden aangedreven via traditionele, bovengrondse elektriciteitslijnen als door een brandstofcel op waterstof – van de Spaanse treinfabrikant CAF.”

“We gaan via onze partner EODev ook brandstofcelmodules leveren voor Hynova, 's werelds eerste elektro waterstofbootmerk. We leveren de modules ook aan Corvus Energy. Dat is een Noors bedrijf dat emissievrije aandrijfsystemen bouwt voor veerboten, cruiseschepen, koopvaardijschepen enzoverder.”

Brandstofcelsysteem van de derde generatie
“We hebben meer dan 30 jaar onderzoek geïnvesteerd in de ontwikkeling van waterstof brandstofcellen voor personenauto's en andere toepassingen, en dat gaan we in de toekomst blijven doen. Vandaag werken we dan ook aan de derde generatie van ons brandstofcelsysteem.”

“We streven er naar om onze brandstofceltechnologie voortdurend te verbeteren en om de kosten te verlagen. Als we kijken naar de aandrijflijn van de tweede generatie Mirai in vergelijking met de eerste, hebben we een kostenbesparing van 75% weten te realiseren. Dat komt onder meer omdat we het systeem compacter hebben kunnen maken en omdat we erin geslaagd zijn om de hoeveelheid platina in het ontwerp te verminderen. De rest van de kostenreductie is te danken aan positieve schaaleffecten. Onder meer dankzij deze forse kostenbesparingen hebben we er alle vertrouwen in dat de brandstofceltechnologie op waterstof binnenkort heel concurrentieel gaat worden.”

"Intussen werken we ook samen met BMW aan de brandstofcelstack voor hun iX5 waterstof SUV, die zich nu in de testfase bevindt."

Twee belangrijke hefbomen in zicht
“De EU werkt aan de Verordening Infrastructuur voor Alternatieve Brandstoffen (AFIR) die een bredere inzet van waterstofstations verplicht zal maken. De verordening stelt voor dat er tegen 2030 langs Trans-Europese (TEN-T) wegen om de 150 km een 700 bar waterstofstation aanwezig moet zijn, alsook minstens één waterstofstation in elk groot stedelijk knooppunt. Vanzelfsprekend zal dit een belangrijke bijdrage leveren aan de definitieve doorbraak van waterstof op grote schaal.”

“Een tweede krachtige enabler is de aanstaande marktintroductie van een groot aantal nieuwe waterstoftrucks. Alle grote OEM's van vrachtwagens, zoals Hyundai, Iveco, Scania, Volvo en Daimler, bouwen momenteel vrachtwagens voor lange afstanden op basis van brandstofcellen op waterstof. Het zal niet lang meer duren voordat je die op onze wegen ziet.”

Toyota & Air Liquide
Toyota en Air Liquide hebben door de jaren heen bij verschillende gelegenheden samengewerkt en doen dat vandaag nog steeds. “Enkele maanden geleden (in mei 2022, red.) is er een memorandum van overeenstemming getekend tussen Toyota Motor Europe, Air Liquide en CaetanoBus. Het gaat om een samenwerking rond het ontwikkelen van kansen – vooral over het creëren van nieuwe ecosystemen, zoals we deden voor Hysetco – voor waterstofmobiliteit in Europa. Bovendien zijn Air Liquide en Toyota de stichtende leden van de Hydrogen Council. Feit is dat Air Liquide heel wat ervaring heeft in meerdere aspecten van waterstof.”

Toekomstige ontwikkelingen
“Europa loopt voorop als het gaat om het plannen van allerlei waterstofprojecten, wat natuurlijk een goede zaak is. Het realiseren van die projecten verloopt echter een stuk minder vlot. We moeten dus meer diepgaande discussies aangaan met beleidsmakers om na te gaan wat er nodig is om van de planningsfase naar de implementatiefase te kunnen overgaan.”

“En we moeten een aantal belangrijke beslissingen nemen over onze nieuwe energiesystemen. Hoe eerder we dit doen, hoe beter. Maar om dat goed te kunnen doen, moeten we heel wat aspecten op elkaar afstemmen. Niet alleen in financieel opzicht, maar ook op gebied van milieu, consumentengemak, etc. Ook zijn er te veel administratieve drempels. Zo duurt het vaak meer dan een jaar om een ​​vergunning te krijgen om een ​​waterstofstation te bouwen. Als we het klimaatverdrag van Parijs willen nakomen, mogen we geen tijd meer verspelen. Op dat vlak zou Europa het beter moeten doen.”

Bezoek onze webpagina voor meer informatie

In meer dan 50 jaar heeft Air Liquide een diepgaande expertise opgebouwd doorheen de hele waterstofwaardeketen: van productie tot opslag en distributie. Hierdoor kunnen we state-of-the-art materialen en 24/7 ondersteuning bieden, om zo een ​​constante aanvoer van koolstofarme waterstof te garanderen. Maar er is meer: geconfronteerd met milieu-uitdagingen werkt Air Liquide samen met toonaangevende belanghebbenden uit de mobiliteitssector, zoals Toyota. Neem contact met ons op als je meer informatie nodig hebt. Wij helpen je graag met waterstof- en transportoplossingen op maat.