Businesscase Bussen (Exploitatie)

Augustus 2020

Samenvatting

Waterstof bussen zijn meer dan 200.00o euro duurder in aanschaf dan een elektrische bus. Het bereik van een waterstof bus is 350 km. Een batterij elektrische bus haalt maximaal 475 km.

Het rijden op waterstof als brandstof is acht maal duurder dan rijden op elektriciteit.

De uitstoot van CO2 met groene waterstof is 3,2 maal hoger dan met grijze waterstof en vijf maal hoger dan bij rijden met batterij elektrische bus.

—————————————————————————-

Wereldwijd worden 99 maal meer elektrische bussen verkocht dan waterstofbussen. In het Chinese Shenzhen waren reeds in 2017 alle 16.359 bussen volledig elektrisch.

Toch is er met name in Nederland veel belangstelling voor waterstof bussen. We kijken naar de verbruikskosten en de stippen de milieu-impact aan van elektrische bussen versus waterstof bussen. In een volgende businesscase gaan we dieper in op de milieu effecten.

We dragen de feiten aan en laten de conclusie graag aan u.

Uitgangspunten

Een waterstof bus kost rond 666.000 euro, waarvan 132.400 euro voor alleen de brandstofcel. De brandstofcel gaat 30.000 uur mee, ruim 1 miljoen km, maar vraagt in die periode wel rond € 130.000,- onderhoud.

Elektrische bussen zijn veel eenvoudiger van constructie en hebben veel lagere onderhoudskosten. Een vergelijkbare elektrische bus met een hoog bereik kost tussen 450.000 en 500.000 euro. Ter vergelijking, een dieselbus kost rond 225.000 euro.

Afschrijving, rente en onderhoud leveren voor de elektrische bus een duidelijk gunstiger propositie op.

Benodigd bereik

Een lijnbus rijdt in Nederland een kleine 75.000 km per jaar. Per dag is dat 205 km. Het argument om voor een waterstof bus te kiezen is het grotere bereik van 350 km. Tot voor kort hadden elektrische bussen een bereik tot rond 270 km, te weinig voor regionaal rijdende bussen.

Er zijn nu busfabrikanten die een elektrische bus met een bereik tot 475 km op één lading aanbieden. Ebusco, een Nederlandse busfabrikant, heeft net als het Chinese BYD zo’n bus in het programma. Ter vergelijking, een waterstof bus heeft een bereik van rond 350 km. Deze nieuwe elektrische bussen zullen ook regionaal rijdend overdag dus niet hoeven bijladen. Er kan evenwel gekozen worden voor een bus met een kleinere accu en tussentijds laden bij haltes met een pantograaf (zie foto). Dit type elektrische bussen kan 24/7 doorrijden. De bussen met grote accu kunnen ook een hele dag rijden en ’s nachts op de remise geladen worden.

Kosten elektriciteit bij elektrische bus

Elektrisch laden kost de busonderneming minder dan 10 ct per kWh. Per kWh kan een bus rond 1 km afleggen. 300 km kosten een busonderneming € 30,- aan elektriciteit. Per dag van 205 km dus € 20,50.

Kosten waterstof bij waterstof bus

Een waterstofbus rijdt op 30 kg waterstof 300 km. Daarna moet de bus tanken en dat kan onderweg niet overal. Vooralsnog haalt Shell de waterstof voor de 20 waterstofbussen die in Groningen en Drente gaan rijden uit het Duitse Rheinland, met een dieseltruck.

De kosten van 1 kg grijze waterstof bedragen € 8,-. Per 300 km is dat 30 x 8 = € 240,-. Per dag van 205 km is dat € 164,-.

Het rijden op grijze waterstof is 164/20,50 en dus 8x duurder dan rijden op elektriciteit.

Op jaarbasis kost een waterstofbus € 52.378,- meer aan brandstof.

Dezelfde sommen gaan ook op voor vuilnisauto’ en vrachtauto’s.

Milieu en rijden op waterstof

Dieselbussen vervangen door waterstofbussen op grijze waterstof levert overall geen winst op voor het milieu. Wel is een waterstof bus in de stad schoon en dat is een belangrijk voordeel boven een dieselbus.

Maar … schoon is het nog steeds niet. 99% van alle waterstof wordt gemaakt uit aardgas, olie of steenkool door middel van steam reforming. Voor iedere kilo zogeheten grijze waterstof wordt bij de productie 10 kg CO2 de atmosfeer ingeblazen. Met CCS, Carbon Capture Storage kan de CO2 worden afgevangen en in ondergrondse lege gasvelden worden opgeslagen. Het wordt dan blauwe waterstof. Dit gebeurt overigens nog niet in Nederland.

Een lijnbus die 75.000 km per jaar rijdt verbruikt 7.500 kg grijze waterstof. Dat levert een CO2 uitstoot op van 75.000 kg per jaar, voor … één bus. Per kilometer dus 1000 gram CO2 uitstoot.

Milieu en rijden op elektriciteit

Een kWh duurzaam opgewekt met windmolens levert een CO2 uitstoot op van 12 gram.

75.000 km rijden verbruikt 75.000 kWh windstroom. Totaal met slechts 900 kg CO2 uitstoot. Dat is maar liefst 74.100 kg CO2 minder uitstoot dan met rijden op waterstof. Per km is de uitstoot van een elektrische bus dus 988 gram CO2 lager dan bij de waterstofbus op grijze waterstof.

Wij hebben berekend hoeveel CO2 de verschillende bussen uitstoten. De berekeningen zijn gedaan voor trucks. Deze hebben dezelfde motoren en de uitstoot is direct vergelijkbaar. De elektrische bus wordt in ons voorbeeld geladen met grijze stroom.

• Elektrische bus 667 gram  CO2 uitstoot per km
  
• Diesel bus 923 gram  CO2 uitstoot per km
  
• Waterstof bus grijs 1.000 gram  CO2 uitstoot per km
  
• Waterstof bus groen 3.225 gram  CO2 uitstoot per km

Waterstof en groene stroom met elektrolyse

Windmolens en zonneparken produceren duurzame elektriciteit. Daarmee kan via elektrolyse waterstof gemaakt worden. Voor bussen is waterstof nodig met een druk van 350 bar. Voor iedere kg waterstof op 350 bar is rond 58 kWh elektriciteit nodig. Dat lijkt prima, maar dat is het helaas niet. Als de duurzame stroom in de zogenaamde electrolyser is opgesoupeerd is die stroom niet meer beschikbaar voor … het rechtstreeks laden van accu’s van elektrische bussen. Door het lage rendement van de waterstof aandrijving wordt 4 tot 5 maal meer elektriciteit verbruikt dan een batterij elektrische bus.

Die bussen moeten dan onherroepelijk gebruik maken van de grijze stroommix van gas- en kolencentrales. Ieder kWh dat met grijze stroom wordt opgewekt levert een CO2 uitstoot op van 556 gram per opgewekte kWh. Voor 1 kg waterstof levert dat dan, door verdringing, 58 x 556 gram is 32,2 kg CO2 uitstoot op. 

Per saldo levert iedere kilo van de ogenschijnlijk milieuvriendelijke groene waterstof 32,2 kg – 10 kg is 22,2 kg meer CO2 uitstoot op in vergelijking met het gebruik van grijze waterstof.

Dit desastreuze effect verdwijnt pas als de laatste fossiele centrale is gesloten en de energieopwekking volledig duurzaam is. Daar moeten we nog wel 30 tot 40 jaar op wachten.

Om milieuredenen is het dan ook sterk af te raden de komende decennia groene waterstof te gaan produceren uit wind- of zonne-energie. De plannen voor waterstoffabrieken komen zeker enkele tientallen jaren te vroeg. Als dat toch gebeurt is dat een ramp voor het milieu en wordt alle milieuwinst die tot nu met windmolens is behaald teniet gedaan.

Waterstof uit groene stroom via elektrolyse is vier maal duurder dan grijze waterstof. Is waterstof sowieso al 8x duurder dan rechtstreeks laden van windstroom, met elektrolyse wordt dit nog eens 4x zo duur.

Wij hopen dat u met ons meedenkt en reageert op deze businesscase.

En zoals altijd, de conclusie is aan u.

Wim Schermer,