In de wereld van duurzame scheepvaarttechnologieën staat waterstof momenteel centraal als een veelbelovende oplossing om de maritieme industrie te transformeren. Waterstof aangedreven schepen zijn bezig met een opwindende opkomst, aangezien ze een milieuvriendelijke en efficiënte alternatieve voortstuwing bieden voor de traditionele scheepsbrandstoffen.
Op deze pagina zullen we dieper ingaan op waterstof schepen en gaan we bekijken hoe ze werken, hoeveel ze kosten en wat de voor- en nadelen zijn. Daarnaast zullen we een blik op de toekomst werpen en bekijken of deze schepen een succes in de toekomst kunnen worden.
Hoe werkt een op waterstof aangedreven schip?
Een op waterstof aangedreven schip werkt volgens een ingenieus proces dat begint met de opslag van waterstof in stevige cilinders. Deze cilinders worden onder immense druk van 350 tot 700 bar gehouden, terwijl de temperatuur daalt tot een ijzingwekkende -253 graden Celsius, waarbij waterstof in een compacte vorm wordt geperst.
De volgende stap in dit complexe systeem omvat het transport van waterstofgas via een pomp naar de brandstofcel aan boord van het schip. In deze brandstofcel vindt een cruciale chemische reactie plaats. Hier komt de waterstof in aanraking met zuurstof die uit de lucht wordt gehaald. Deze ontmoeting resulteert in de opwekking van elektriciteit, een fundamentele stap in het proces.
Deze elektriciteit dient als de levensader van het schip, omdat het de elektromotor aandrijft die verantwoordelijk is voor het in beweging brengen van de propellers. Het schip beweegt voort, aangedreven door deze schone en efficiënte energiebron.
Naast brandstofcellen worden ook alternatieve technologieën verkend, waaronder waterstofmotoren, die op vergelijkbare wijze werken als traditionele dieselmotoren, maar waterstof in plaats van diesel gebruiken. Daarnaast zijn er waterstofverbrandingsmotoren die waterstofgas in lucht verbranden, wat eveneens een mogelijke benadering is om schepen van brandstof te voorzien. Deze diversiteit aan technologieën toont de toewijding van de maritieme sector aan het ontwikkelen van duurzame en efficiënte oplossingen voor de scheepvaart van de toekomst.
Waarom schepen op waterstof?
Er zijn meerdere reden om waterstof schepen breed in te zetten in de maritieme wereld, maar de grootste reden heeft te maken met het milieu. In 2021 stootte we in Nederland in totaal 22 miljard kilogram CO2 uit, hiervan kwam 11% uit de transport sector. Van de transportsector werd weer 36% van al het uitstoot veroorzaakt door de binnen- en zeevaart. Schepen en boten zijn dus mega-uitstoters. Om dit te veranderen moeten we kijken naar milieuvriendelijke manieren om te varen, en hier komt waterstof om de hoek kijken.
Maar waarom gaan we dan niet elektrisch varen? Dit kan simpelweg niet op grote schaal omdat grote schepen een enorm vermogen nodig hebben. Wanneer je vrachtschepen wilt laten varen op accu’s, zou je dusdanig veel zware accu’s nodig hebben dat er geen cargo meer op de boot kan. Daarnaast zou het dagen, weken of zelfs maanden duren voordat je een boot helemaal kunt opladen en de actieradius is erg kort.
Waterstof kun je veel sneller tanken en veel verder mee varen in vergelijking met het elektrische alternatief. Hoe ver en hoe snel weten we nog niet precies, maar de potentie kunnen we terugzien bij waterstof auto’s. Deze kunnen volgetankt worden in 5 minuten, waarop je wel 500km kunt rijden.
Eerste waterstof-aangedreven binnenvaartschip in Nederland
Nederland had op 25 mei 2023 een primeur te pakken met de eerste waterstof-aangedreven binnenvaartschip die goederen vervoerd. Het schip was gemaakt door FPS, wat staat voor Future Proof Shipping, en vaart onder de naam H2 Barge 1. Hierbij staat H2 natuurlijk voor het element waterstof. Het schip is 110 meter lang, 11,45 meter breed en heeft helemaal geen diesel aan boord, zelfs niet als noodoplossing.
De H2 Barge 1 was uitgerust met een brandstofcel-systeem van Nedstack en het waterstofgas komt in de brandstofcel via verschillende opslagtanks. Deze opslagtanks hebben wel 1.000 kilo waterstof aan boord. De drie brandstofcellen van het schip zorgen voor een gecombineerd vermogen van 875 kW. Een ander leuk feitje is dat de boot door het gebruik van waterstof in plaats van diesel, ruim 2000 ton CO2 per jaar bespaart. Het begin van een revolutie.
Voor- en nadelen van schepen op waterstof
We hebben ondertussen al gekeken naar de werking van een waterstof boot, waarom er vraag naar is en naar het eerste exemplaar in Nederland. Maar om een compleet beeld te krijgen van deze boten en een toekomstbeeld te vormen, moeten we alle voordelen en uitdagingen op een rijtje hebben. Deze voor- en nadelen hebben veel gemeen met andere waterstof voer- of vaartuigen, zoals waterstof bussen of vrachtwagens op waterstof.
Voordelen van waterstof schepen
- Waterstof schepen op groene waterstof stoten geen CO2 uit: Scheepvaart is schuldig voor 36% van al het CO2-uitstoot gerelateerd aan transport. Door groene waterstof te gebruiken in plaats van diesel, kunnen we hierdoor een grote stap zetten naar een groenere toekomst.
- Waterstof schepen zijn veel lichter dan elektrische schepen: Schepen die puur op elektriciteit varen, hebben zoveel zware batterijen nodig dat dit ten koste gaat van het laadvermogen. Een eigenschap van waterstof is dat het gas erg energiedicht is waardoor het vervoeren van dit gas niet erg ten koste gaat van hoeveel cargo je mee kunt nemen.
- Het tanken duurt even lang als bij schepen op diesel: Tijd is geld in de transportwereld, daarom is het belangrijk dat tanken makkelijk en snel kan. Dit is het geval bij schepen op waterstof, zo gaat dit proces veilig, efficient en snel.
- Schepen op waterstof maken amper geluid en stinken niet: Dit is vooral een voordeel voor binnenvaartschepen op waterstof. Zo heb je als burger geen last van de stank van diesel en het geluid van een zwaar schip.
Nadelen van waterstof schepen
- Waterstofgas is een stuk duurder dan diesel: Het is nu nog een stuk duurder om waterstof te produceren vergeleken met olie. Het is daarom erg duur om een schip op waterstof te vullen met waterstofgas.
- Grijze waterstof stoot wel CO2 uit: De wijze van waterstof productie heeft veel te maken met hoe goed het gebruik van dit gas überhaupt voor het klimaat is. Op het moment wordt het merendeel van waterstof als ‘grijs’ beschouwd, dit is een manier van productie waarbij waterstofgas uit aardolie wordt gehaald. Dit zorgt dus wel voor CO2-uitstoot.
- Onderzoek & productie van boten op waterstof wordt hevig gesubsidieerd: Omdat het gebruik van waterstof in de scheepvaart nog erg prijzig is, helpen overheden mee aan het onderzoek en de productie hiervan. Als deze geldkraan wordt dichtgedraaid, kan dit voor een stagnering in de ontwikkeling zorgen.
- Waterstofgas is licht ontvlambaar: Het laatste nadeel heeft te maken met veiligheid. Ookal wordt waterstofgas veilig genoeg verklaart, moet er toch voorzichtig mee omgegaan worden omdat het gas licht ontvlambaar is. De kans is klein, maar als er iets mis gaat kan dit voor een ramp zorgen.
De toekomst van waterstof schepen
In conclusie bieden waterstof aangedreven schepen een veelbelovende toekomst voor de maritieme industrie, met hun schone en efficiënte voortstuwingstechnologieën. Hoewel er uitdagingen zijn op het gebied van infrastructuur en kosten, zijn de voordelen op het gebied van milieu en duurzaamheid duidelijk, waardoor ze een aantrekkelijke keuze zijn voor de scheepvaartsector op zoek naar groenere oplossingen.
In Noorwegen zijn ze uitgebreid aan het experimenteren met waterstofveerboten, en dat is begrijpelijk gezien het feit dat nergens anders in de wereld zoveel transport via waterwegen plaatsvindt als in Noorwegen en de bredere Scandinavische regio. Tegen 2025 staan de eerste waterstofboten, die voor 85% op groene waterstof draaien, gepland om over de meest populaire routes te varen. Deze Noorse veerboten hebben een capaciteit van bijna 600 auto’s, en het gebruik van deze waterstofboten zal naar schatting leiden tot een vermindering van 26.000 ton CO2-uitstoot. Dit komt overeen met de emissie van 13.000 dieselauto’s gedurende een jaar.
We zijn erg benieuwd hoe waterstof schepen zich zullen ontwikkelingen in de samenleving. We zullen de ontwikkelingen op dit gebied dan ook de voet blijven volgen.