We waren net een beetje gewend aan het idee van elektrische auto’s met stekkers en batterijen. Waterstof was ook al wat langer in beeld, maar nu worden ook methaanzuur (ook wel bekend als formic acid of mierenzuur) en ammoniak toegevoegd aan het assortiment. In ons eigen land bouwen we bovendien auto’s die zelf hun elektriciteit opwekken uit zonne-energie. Nederland als gidsland?
Het is opvallend dat een land waar de zon relatief weinig schijnt, zo actief is in zonne-energie. Tijdens de laatste Challenge die dit najaar werd verreden in Australië, deden de Nederlandse teams het supergoed. In de challenger klasse (met focus op snelheid, efficiency, aerodynamica e.d.) werd TU Delft eerste met de Nuna-9 en de TU Twente vijfde. In de cruiser-klasse (gericht op praktijk, acceptatie, de ‘gezinsauto’) werd Solar team Eindhoven eerste met de Stella Vie. Bij elke editie van de Solar Challenge worden verdere verbeteringen doorgevoerd in ontwerp, weerstand, vermogen en energie-efficiency, optimaal oppervlak zonnecellen, gewicht etc.
10 km op een stroopwafel
De Eindhovense zonne-auto is zuinig in verbruik, maar wel met een relatief lage snelheid en een ultra laag gewicht in vergelijking tot batterij-auto’s. Met de Nuna-9 deed het Eindhovense team een show-wedstrijd tegen Daphne Schippers, snelste vrouw ter wereld. Daphne won, natuurlijk, van de Nuna-9. Maar de Nuna-jongens wisten het toch zo te draaien dat eigenlijk zij hadden gewonnen, met de volgende redenering: neem een stroopwafel, Daphne verstookt de energie uit zo’n wafel in 900 meter, een elektrische auto (zij noemden BMW) draait op een wafel 1,2 km en de winnaar is: de Nuna met ruim 10 km.
Marketing
Natuurlijk wordt er al gewerkt aan de volgende fase: het ontwikkelen en produceren van auto’s op zonne-energie. Alle kennis en kunde die door de Challenge-teams de afgelopen jaren is ontwikkeld, wordt daarbij ingezet. Dat is direct zichtbaar in Eindhoven met
Lightyear, eigenlijk voortgekomen uit eerdere edities van de Australische Challenge. Behalve dat ze daar technisch gezien redelijk onderlegd zijn in Eindhoven, snappen ze dus ook heel goed dat het marketingverhaal belangrijk is. De voorbeelden liggen voor de hand, vooral aan de West Coast in Amerika. Denk aan de soms bijna evangelische en mythische stijl van communiceren van mannen als Elon Musk (Tesla) en Mark Zuckerberg (Facebook): technologie, innovatie, nieuwe businessmodellen, en een streven naar een betere wereld, vermengen zich met sterke groei, harde business en marktdominantie.
Als het je ambitie is om een auto te bouwen voor landen waar infrastructuur en laadpalen niet goed beschikbaar zijn, dan is een prijskaartje van 119.000 wel een issue. Het bruto binnenlands product per inwoner ligt in de USA op 57.000 dollar, in Nederland op 45.000 en in de wat zonniger (en helaas armer) gebieden zoals Algerije op slechts 3800, in Congo op 1500 en in India op 1700.
Alternatieven dus?
Het blijft een zoektocht met de energie die we nodig hebben om onze auto’s aan te drijven. Waterstof kennen we, maar we kennen vooral ook de nadelen ervan. Waterstof vraagt nogal veel energie om te maken. De energiedichtheid ervan is vrij laag, waterstof moet vloeibaar gemaakt worden en extreem gekoeld worden opgeslagen ( minus 253 graden). En je hebt natuurlijk, met diezelfde issues rondom vloeibaarheid en temperatuur, een infrastructuur nodig om waterstof te produceren en vooral te distribueren. Distributie is overigens met benzine en met batterijen (laadpalen) ook wel een ding.
Mierenzuur
De batterij leek en lijkt de winnaar te worden. Maar technische uitdagingen zijn populair bij researchers, wetenschappers en studenten. En daar komt dan dat mierenzuur om de hoek kijken. De simpele gedachte (althans, het klinkt achteraf altijd simpel bij dergelijke ontwikkelingen) is om die lastige waterstof beter hanteerbaar te maken door de waterstof te verbinden met een vloeistof, mierenzuur dus,
formic acid. Mierenzuur (elektriciteit plus water plus CO2) gaat de auto in, de auto zet dit om naar waterstof en die waterstof wordt omgezet naar elektriciteit (en schoon water als restproduct uit de uitlaat).
Het is onderhand een beproefd concept. Er is kennis, er zijn studenten die zich storten op een project, een challenge, en (nog) geen zin hebben in een 9 tot 5 baan; er is een Technische Universiteit (Eindhoven in dit geval) en er is het bedrijfsleven, in dit geval met name VDL. Team FAST (Formic Acid Sustainable Transport) is de naam.
Gaan we morgen over naar deze technologie? Nee dus. Er is werk aan de winkel om het te perfectioneren (denk aan de katalysator, aan corrosieproblemen) en het schaalbaar te maken. In de zoektocht naar toepassingen komen vrachtwagens en bussen aan bod maar personenwagens? Efficiency is cruciaal, de kosten (TCO) in vergelijking met andere technologieën moeten op scherp worden gezet.
Ammoniak
Dan hebben we ook nog ammoniak, voor de meesten bekend als scherp, agressief, bijtend, irritant voor ogen en luchtwegen. Maar misschien ook de oplossing voor die waterstofproblemen. Ammoniak heeft als voordeel een hoge energiedichtheid, het is goed vloeibaar te maken, en is compact in de opslag. Dit onder veel minder druk en bij minder lage temperaturen dan waterstof. Het proces klinkt simpel: zon en wind leveren energie, met die energie wordt via elektrolyse waterstof gemaakt (de bekende truc), waterstof en stikstof vormen vervolgens samen ammoniak, dat (vloeibaar) wordt opgeslagen en op elk gewenst moment weer kan worden omgezet door het (mee) te stoken in gascentrales waarmee dus elektriciteit kan worden opgewekt.
Het is een manier om tijdelijk overtollige energie (uit zon en wind) te bufferen in de vorm van ammoniak. Een eerste proefopstelling laat nog 5 tot 10 jaar op zich wachten. Technologie gaat soms snel, maar soms dus ook wat langzamer.
Nederland werkt bij dit alles in de voorhoede. De beroemde Triple Helix (bedrijfsleven, overheid, wetenschap/kennisinstituten) doet hier zijn werk. Mooi voor Nederland, mooi voor verdere verduurzaming, en mooi voor de wereld.
