In een wereld waar duurzaamheid en milieubewustzijn steeds belangrijker worden, staat de luchtvaartindustrie voor de uitdaging om groenere en schonere oplossingen te vinden. Een van de meest veelbelovende ontwikkelingen in dit streven naar milieuvriendelijk vliegen is het opkomende concept van waterstofvliegtuigen. Het tijdperk van groene luchtvaart breekt aan met waterstofvliegtuigen. Ontdek hoe deze innovatieve technologie werkt, waarom het de toekomst kan zijn, en de voor- en nadelen van vliegen op waterstof.
Wat is een waterstof vliegtuig en hoe werken ze?
Een waterstofvliegtuig, ook wel bekend als een waterstofvliegtuig of vliegtuig op waterstof, maakt gebruik van waterstofgas als brandstofbron om te vliegen. Waterstof is een gas dat als energiebron kan dienen voor verschillende voertuigen. Momenteel is de meest bekende toepassing de auto op waterstof. Maar vergis je niet, waterstofgas kan ook gebruikt voor grote voertuigen zoals vrachtwagens, of in dit geval vliegtuigen.
Waterstofgas wordt zelfden zomaar in de natuur gevonden. In de praktijk zit waterstof bijna altijd vast aan andere elementen, bijvoorbeeld aan zuurstof. Beide vormen zij water zoals wij die kennen in het alledaagse leven. Maar hoe maken we dan waterstof? De productie van waterstof kan op verschillende manieren waarbij elke manier invloed heeft op de mate van milieuvriendelijkheid. Groene waterstof wordt bijvoorbeeld gemaakt door groene elektriciteit te laten reageren met water, dit proces wordt elektrolyse genoemd en zorgt voor zuivere waterstof.
Een waterstofvliegtuig vliegt aan de hand van verschillende waterstof tanken, één of meerdere brandstofcellen en batterijen. De opslag van waterstof in een vliegtuig is redelijk complex omdat waterstof tot 700 bar wordt opgeslagen om ruimte te besparen. Dit waterstofgas uit de verschillende tanken wordt naar de brandstofcel geleid. In een brandstofcel wordt waterstofgas gecombineerd met zuurstof uit de lucht, waarbij elektriciteit wordt geproduceerd om de motoren aan te drijven en het vliegtuig voort te stuwen.
Waarom waterstof vliegtuigen?
Het is geen verrassing dat vliegtuigen op kerosine enorm veel CO2 uitstoten. In 2022 was de gehele luchtvaart sector verantwoordelijk voor 2% van de totale uitstoot op de wereld. Dit klinkt niet per definitie veel in het grote plaatje, maar in 2019 was de uitstoot van vliegtuigen 80% lager. Als deze ontwikkeling zich doorzet, zal het milieu ernstig aangetast worden. Vliegtuigen op waterstof (die groene waterstof gebruiken) kunnen deze ontwikkeling afremmen.
Maar waarom gebruiken we geen elektrische vliegtuigen? Een vliegtuig heeft enorm veel vermogen nodig om zich te verplaatsen. Een Boeing 747 weegt bijvoorbeeld 183.000 kg zonder passagiers en lading. Om vliegtuigen te verplaatsen is er dus een enorme energiebron nodig. Wanneer je elektrisch wilt vliegen, moeten zoveel accu’s mee dat het vliegtuig door het gewicht amper van de grond komt. Hierdoor zijn accu’s met elektriciteit alleen een optie voor kleinere voertuigen als scooters, motoren en auto’s. Waterstofvliegtuigen bieden dus een alternatief voor elektrische vliegtuigen door het veel lichtere waterstofgas.
Hoeveel kost vliegen op waterstof?
Aangezien er nog geen waterstof vliegtuigen massaal geproduceerd en gebruikt worden, kunnen we nog niet accuraat vertellen hoeveel waterstof vliegtuigen kosten. Wel kunnen we een kijkje in de toekomst nemen en inschatten of vliegen op waterstof goedkoper gaat zijn dan op kerosine. Het is echter wel belangrijk om te zeggen dat de productie van de vliegtuigen zelf slechts één van de kosten is waar rekening mee gehouden moet worden. De kosten van waterstofgas productie zelf en de gehele infrastructuur zijn van veel grotere invloed.
Volgens een haalbaarheidsstudie van onderzoeksbureau Steer, zal er bijna 300 miljard euro nodig zijn tussen 2025 en 2050 om een werkende waterstof infrastructuur te bouwen en te ontwikkelen voor waterstofvliegtuigen. Hierbij zal ‘slechts’ 5% gaan naar de ontwikkeling van de vliegtuigen zelf, 12% naar de infrastructuur van het vliegveld, 6% naar de distributie van waterstof en wel 54% naar waterstof productie. Het ontwikkelen van de waterstof vliegtuigen zelf is dus in verhouding niet duur, maar het produceren van genoeg waterstofgas wel.
Desondanks verwacht het onderzoeksbureau dat waterstofvliegtuigen in 2035 ruim 2% goedkoper zullen zijn dan vliegtuigen op kerosine, mits deze voldoende worden belast. Nu zijn er amper accijns op kerosine, maar in de toekomst verwacht men dat dit wel gaat gebeuren om ernstige milieurampen te voorkomen.
Voor- en nadelen van vliegen op waterstof
We hebben tot nu toe slechts een paar voor- en nadelen van waterstofvliegtuigen onder de loep genomen, tijd om te kijken naar het hele plaatje. Alleen dan kunnen we bepalen op waterstofvliegtuigen echt een verandering in de toekomst kunnen voortbrengen. De grootste voor- en nadelen van vliegtuigen op waterstof anno 2023 zijn:
Voordelen van vliegen op waterstof
- Waterstof biedt een kans voor CO2 vrij vliegen: De luchtvaart sectie was in 2022 verantwoordelijk voor 2% van al het CO2-uitstoot in de wereld en dit aandeel groeide sinds 2019 met ruim 80%. Door groene waterstof te gebruiken in plaats van kerosine kunnen we zo een enorme vervuiler CO2-neutraal maken.
- Vliegen op waterstof is op lange termijn voordeliger: Volgens onderzoeksbureau Steer zal vliegen op waterstof in 2035 ongeveer 2% goedkoper zijn dan vliegen op waterstof. Zo is er ook een financiële reden om voor vliegtuigen op waterstof te kiezen.
- Waterstofgas kan makkelijk voor een lang termijn opgeslagen worden: In tegenstelling tot andere groene energiebronnen als elektriciteit van zonnepanelen of windmolens, kun je waterstof zonder (al te veel) energieverlies voor lange tijden opslaan. Hierdoor kun je op momenten dat er meer gevlogen wordt, meer waterstofgas leveren en andersom.
- Vliegen op waterstof maakt minder geluid: De uitbreiding van Schiphol wordt nu onder anderen geremd door overlast bij omwonende. Vliegen op waterstof maakt minder geluid waardoor dit eventuele drempels in de toekomst kunt weghalen.
Nadelen van vliegen op waterstof
- Waterstofgas is nu nog erg duur: Waterstofgas is op het moment een stuk duurder om te fabriceren van kerosine. Het is nu daarom nog niet financieel verantwoord om te vliegen op dit gas.
- Grijze waterstof stoot ook CO2 uit: Het grootste deel van waterstof wordt op dit moment als ‘grijs’ beschouwd. Dit betekent dat de productie van het waterstof gebeurd aan de hand van fossiele brandstof. Hierdoor wordt er alsnog CO2 uitgestoten.
- Waterstof is licht ontvlambaar en kleurloos: Aangezien waterstof licht ontvlambaar en kleurloos is, zijn er haken en ogen omtrent de veiligheid. Lekken kunnen niet met het blote oog gezien worden en één kleine fout kan een catastrofe betekenen. Echter blijft de technologie op het gebied van waterstof zich constant ontwikkelen en vliegen er nu ook al probleemloos vliegtuigen op waterstof.
- Waterstof vliegtuigen worden hevig gesubsidieerd: De ontwikkeling van waterstof vliegtuigen wordt op dit moment erg gestimuleerd door subsidies. Als dit gestopt wordt is er een grote kans dat deze ontwikkeling volledig stopt.
Is er een toekomst voor vliegtuigen op waterstof?
Ondanks er nog vele uitdagingen zijn, zoals kosten en infrastructuur, werken luchtvaartmaatschappijen, fabrikanten en onderzoekers samen om deze te overwinnen. Waterstofvliegtuigen hebben het potentieel om de luchtvaartindustrie te transformeren door milieuvriendelijker en duurzamer te worden, waardoor we een schonere luchtvaarttoekomst tegemoet kunnen zien.
In de komende jaren zullen we ongetwijfeld getuige zijn van spannende ontwikkelingen op het gebied van waterstofvliegtuigen, waardoor we onze reizen in de lucht kunnen verbinden met groenere horizonten. Bij waterstofguide zullen we deze ontwikkelingen constant in de gaten houden.