Waterstoftankstation: hoe werkt het en waarom is het zo lastig van de grond te krijgen?
Een waterstoftankstation is, kort gezegd, het benzinestation van de waterstofeconomie. In plaats van benzine, diesel of stroom levert het gasvormige waterstof aan voertuigen die zijn uitgerust met een brandstofcel: een soort mini-energiecentrale aan boord die waterstof en zuurstof uit de lucht omzet in elektriciteit, met alleen waterdamp als uitlaatgas. De auto, bus of vrachtwagen rijdt dus op een elektromotor, maar wordt niet opgeladen zoals een gewone elektrische auto: hij wordt getankt, in een paar minuten tijd.
Denk aan het verschil tussen een fietsband oppompen met een handpompje en met een compressor bij de garage: bij een waterstoftankstation wordt het gas met hoge druk in de tank van het voertuig geperst, tot wel zevenhonderd keer de luchtdruk om ons heen. Een Toyota Mirai of Hyundai Nexo staat daardoor binnen ongeveer vijf minuten weer vol, met een actieradius van vierhonderd tot zeshonderd kilometer, vergelijkbaar met tanken bij een klassiek pompstation. Dat gemak is precies de reden waarom vervoerders naar waterstof kijken voor toepassingen waar accu's te zwaar, te groot of te traag zijn om op te laden, zoals vrachtwagens, bussen en treinen op niet-geëlektrificeerde lijnen.
Wat is het precies?
Een waterstoftankstation bestaat uit een aantal schakels die achter elkaar staan. Eerst is er de aanvoer van waterstof. Die kan op locatie worden gemaakt met een elektrolyser, een apparaat dat met stroom water splitst in waterstof en zuurstof, of worden aangevoerd per vrachtwagen als samengeperst gas of als vloeibare waterstof, gekoeld tot min 253 graden Celsius.
Daarna wordt de waterstof in het station opgeslagen in dikwandige stalen of composiet buffertanks, vaak in meerdere drukniveaus. Een compressor brengt de druk verder omhoog, tot 350 bar voor bussen en vrachtwagens of 700 bar voor personenauto's. Hogere druk betekent dat er meer waterstof in een even grote tank past, wat weer meer rijbereik oplevert.
Vlak voordat de waterstof de slang in gaat, wordt hij sterk voorgekoeld, tot ongeveer min veertig graden. Dat is nodig omdat gas warm wordt als het snel wordt samengeperst; zonder koeling zou de tank van de auto tijdens het tanken te heet worden. Een internationale norm, SAE J2601, beschrijft precies hoe snel en met welke temperatuur getankt mag worden, zodat een willekeurige waterstofauto bij een willekeurig station veilig en volledig kan bijtanken. De pomp en het voertuig 'praten' tijdens het tanken met elkaar via een infraroodsignaal om druk en temperatuur in de tank te bewaken.
Wat wil men ermee bereiken?
Het hoofddoel is vervoer zonder uitstoot van CO2 en stikstofoxiden mogelijk maken, ook voor voertuigen waarvoor batterijen minder geschikt zijn. Een elektrische vrachtwagen met genoeg accucapaciteit voor lange ritten wordt al snel zo zwaar dat er nauwelijks nog laadruimte overblijft; waterstof en een brandstofcel wegen aanzienlijk minder voor dezelfde energie-inhoud. Voor bussen, vuilniswagens, treinen op niet-geëlektrificeerde trajecten en bepaalde scheepvaart wordt waterstof daarom als een kansrijke optie gezien.
Daarnaast is er een bredere ambitie: een 'waterstofeconomie' opbouwen waarin waterstof niet alleen voertuigen aandrijft, maar ook zware industrie (staal, kunstmest, chemie) helpt vergroenen. Tankstations voor voertuigen zijn in die visie een eerste, zichtbare stap om vraag, infrastructuur en vertrouwen op te bouwen. Ten slotte spelen ook energiezekerheid en het spreiden van energiebronnen een rol: minder afhankelijkheid van één technologie of van fossiele brandstoffen uit een beperkt aantal landen.
Belangrijk is wel dat de klimaatwinst afhangt van hoe de waterstof zelf wordt gemaakt. 'Grijze' waterstof komt uit aardgas en stoot juist veel CO2 uit; 'blauwe' waterstof vangt die uitstoot deels af; alleen 'groene' waterstof, gemaakt met duurzame stroom, is werkelijk emissievrij. Op dit moment is het grootste deel van de wereldwijd geproduceerde waterstof nog grijs.
Voorbeelden uit de praktijk
In Nederland opende Shell in 2019 een van de eerste publiek toegankelijke waterstofpompen voor personenauto's, in Rhoon bij Rotterdam. Sindsdien zijn er verspreid over het land enkele tientallen stations bijgekomen, van onder meer Shell en TotalEnergies, op locaties als Delfzijl, Helmond en Arnhem, al blijft het totaal beperkt vergeleken met het aantal reguliere tankstations.
In het Europese JIVE-project (Joint Initiative for hydrogen Vehicles across Europe, gestart in 2017) werden waterstofbussen en bijbehorende tankinfrastructuur uitgerold in diverse steden, waaronder ritten met waterstofbussen bij vervoerder Qbuzz in Groningen. Het doel was aantonen dat waterstofbussen net zo betrouwbaar kunnen rijden als dieselbussen, met een eigen tankpunt op de stalling.
Duitsland bouwde via het samenwerkingsverband H2 Mobility Deutschland (met onder meer Shell, Air Liquide, Linde en de Duitse overheid als partners) vanaf 2015 een van de dichtste netwerken ter wereld, met op het hoogtepunt rond de honderd stations. De afgelopen jaren kende dit netwerk echter financiële problemen door tegenvallend gebruik, met berichten over herstructurering en sluiting van minder rendabele stations.
In de Verenigde Staten, met name Californië, ontstond het netwerk dat nu bekendstaat als True Zero (voorheen verbonden aan Shell en het Japanse Iwatani). Dit netwerk kampte in 2023 en 2024 herhaaldelijk met tekorten aan vloeibare waterstof, waardoor pompen tijdelijk of blijvend buiten gebruik raakten; Shell trok zich in die periode terug uit een deel van zijn Californische waterstofstations voor personenauto's.
China zette vooral in op zware voertuigen: in industriesteden als Foshan en Shanghai rijden honderden waterstofvrachtwagens en -bussen, ondersteund door snel groeiende tankinfrastructuur. China geldt inmiddels als het land met het hoogste aantal waterstoftankstations wereldwijd, al variëren de exacte tellingen per bron.
Hoe ver is de techniek?
Technisch gezien is tanken van waterstof een uitontwikkeld proces: de compressoren, opslagtanks en veiligheidsprotocollen werken betrouwbaar en zijn internationaal gestandaardiseerd. Het probleem zit vooral in de economie eromheen. Een enkel station kost al snel one tot twee miljoen euro om te bouwen, terwijl het aantal waterstofvoertuigen dat er gebruik van maakt vaak klein blijft. Dat levert een klassiek kip-en-eiprobleem op: zonder voldoende stations kopen weinig mensen een waterstofauto, en zonder voldoende auto's is een station niet rendabel.
Wereldwijd waren er de afgelopen jaren naar schatting enkele honderden tot ruim duizend openbare waterstoftankstations operationeel, met de sterkste groei in Azië. Tegelijk lieten 2023 en 2024 ook tegenslagen zien: in de Verenigde Staten sloten meerdere stations door tekorten aan vloeibare waterstof, en ook in Europa werden sommige minder gebruikte stations gesloten of afgeschaald. Dit laat zien dat de sector nog kwetsbaar is voor verstoringen in de aanvoerketen.
Beleidsmatig is er wel een duidelijke stok achter de deur: de Europese AFIR-verordening (Alternative Fuels Infrastructure Regulation), die sinds 2024 van kracht is, verplicht lidstaten om langs het Europese kernwegennet (TEN-T) ongeveer elke tweehonderd kilometer een waterstoftankstation te realiseren, met eind 2030 als richtdatum, en aanvullende eisen voor stedelijke knooppunten kort daarna. Of die planning overal wordt gehaald, is nog onzeker; investeerders wachten vaak op meer duidelijkheid over vraag voordat ze bouwen.
Wie werken eraan?
Energiebedrijven als Shell, TotalEnergies en bp zijn betrokken bij de exploitatie van tankstations, terwijl industriële gasbedrijven als Air Liquide en Linde een groot deel van de productie, het transport en de opslag van waterstof verzorgen. Op het gebied van elektrolysers en compressietechniek zijn bedrijven als Nel Hydrogen (Noorwegen), ITM Power (Verenigd Koninkrijk) en McPhy (Frankrijk) actief.
Autofabrikanten Toyota en Hyundai zijn de belangrijkste aanjagers aan de voertuigkant met hun modellen Mirai en Nexo, terwijl bedrijven als Hyzon zich richten op waterstofvrachtwagens. In Nederland dragen onderzoeksinstituut TNO en het samenwerkingsverband Waterstofnet bij aan kennisontwikkeling en het opzetten van pilots, vaak met steun van de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO). Op Europees niveau coördineert de branchevereniging Hydrogen Europe belangenbehartiging en onderzoeksprogramma's, mede gefinancierd via het Clean Hydrogen Partnership van de EU. Landen die momenteel het meest investeren in waterstoftankinfrastructuur zijn Duitsland, Nederland, Japan, Zuid-Korea, China en, met wisselend succes, de Amerikaanse staat Californië.