Zijn waterstofvliegtuigen dé toekomst?

Vanaf Schiphol vertrekken er gemiddeld 1.066 vluchten per dag. Elke vliegreis belast het milieu 7 tot 11 keer zoveel als eenzelfde reis per trein. De impact op het milieu is het grootst op een korte reisafstand. Met ‘kort’ worden afstanden van minder dan 700 kilometer bedoeld. Als je vliegen vergelijkt met de auto, is een vliegreis per kilometer 2 tot 4 keer zo milieubelastend. Wereldwijd is de luchtvaart verantwoordelijk voor plusminus 3 procent van de uitstoot.

Om de klimaatveranderingen tegen te gaan, wordt er gezocht naar alternatieve brandstoffen voor vliegtuigen. Groene waterstof is een duurzaam alternatief voor vliegen op de brandstof kerosine. Bij de verbranding van waterstof komt er geen CO₂ vrij. Hebben vliegtuigen op waterstof de toekomst?

Wat is waterstof?

Waterstof – ook wel bekend als H₂ – is een brandbaar gas dat je, op de experimentele witte waterstof na, niet uit de grond kunt halen.

Er zijn drie verschillende manieren om waterstof te maken: groen, grijs en blauw.

Groene waterstof

Bij het produceren van groene waterstof wordt elektriciteit gebruikt om water te splitsen (electrolyse). De splitsing vindt plaats in een zogenoemde elektrochemische cel. Gedurende dit elektrische proces van het maken van waterstof komt er geen CO₂ vrij.

De elektriciteitsbron voor deze manier van waterstof maken is groene stroom. Stroom uit duurzame bronnen zoals zon, wind of waterkracht dus. De stroom zorgt ervoor dat water kan worden omgezet in waterstof en zuurstof. Dit proces wordt elektrolyse genoemd. Momenteel is slechts 1% van alle waterstof groene waterstof.

Grijze waterstof

Met behulp van olie, gas of steenkool wordt er grijze waterstof gemaakt. Neem bijvoorbeeld aardgas: door het verhitten en onder druk zetten vindt er een chemische reactie plaats. Uit deze reactie komt waterstof en CO₂ vrij. Een groot nadeel van grijze waterstof is het aantal kilo CO₂ wat vrijkomt tijdens de productie: maar liefst 7 kilo per kilo waterstof. In Nederland is 99% van alle waterstof, grijs.

Blauwe waterstof

Bij het produceren van blauwe waterstof wordt de CO₂ die tijdens het proces vrijkomt opgevangen en opgeslagen onder de grond. Blauwe waterstof is nog nergens op de wereld op grote schaal geproduceerd.

Waterstof is wel schoner, maar ook gevaarlijker

Op dit moment zijn er al auto’s op de markt die rijden op waterstof. Een waterstofauto is volledig elektrisch en wordt aangedreven door één of meer elektromotoren. Via een brandstofcel, die waterstof omzet in water en elektriciteit, levert de waterstof elektriciteit. Deze elektriciteit is weer nodig voor de elektromotoren, die de auto in beweging brengen.

Helaas bestaat er tot op heden geen goed werkende waterstofmotor speciaal voor straalvliegtuigen, zoals grote passagiersvliegtuigen. Eén van de grootste uitdagingen van waterstof als brandstof voor vliegtuigen is de instabiliteit van de vlam bij ontbranding. Deze instabiliteit kan leiden tot gevaarlijke situaties zoals een explosie. Voor een passende oplossing komt er veel natuurkunde en wiskunde bij kijken. Vliegtuigen zullen een geheel andere vorm moeten krijgen dan we op dit moment gewend zijn, omdat waterstof per kilo veel meer ruimte inneemt dan kerosine.

Geslaagde testvlucht op waterstof

Het grootste waterstofvliegtuig ter wereld, gefinancierd door de Britse overheid, heeft een eerste succesvolle testvlucht voltooid van een kleine tien minuten. Tijdens deze test is goed te zien hoe het stijgen en landen precies in zijn werk gaat. In de video hieronder laten we de eerste vlucht zien van de ZeroAvia Dornier228.

Hebben groene passagiersvliegtuigen de toekomst?

ZeroAvia heeft vertrouwen in de groene (of blauwe, maar net hoe je het bekijkt) passagiersvliegtuigen die volledig op waterstof kunnen vliegen. Zo is de doelstelling om in 2025 het eerste waterstofvliegtuig in dienst te brengen. De verwachting is dat er minimaal 550 kilometer afgelegd kan worden. Nog een kleine 2 jaar wachten dus.