Afgelopen donderdag rolde de eerste waterstofreizigerstrein uit de fabriek van Siemens Mobility. Daarmee is de Duitse fabrikant de volgende grote speler die een stap zet in de wereld van waterstoftreinen.

De spoorsector heeft een aantal belangrijke fabrikanten van zogeheten rollend materieel, denk aan het Franse Alstom, Stadler uit Zwitserland, CAF uit Spanje en het Duitse Siemens. Net als automerken, vrachtwagenbouwers en fabrikanten van stadsbussen kijken ook deze fabrikanten in hun duurzaamheidsstreven naar alternatieve vormen van aandrijving. Daarom zijn er inmiddels batterij-elektrische treinen en waterstoftreinen.

Verspilde moeite, denk je misschien. Het gros van de treinen is immers al elektrisch. Die halen hun stroom toch 'gewoon' uit de bovenleiding? Dat klopt, maar er zijn nog altijd delen van het spoor die geen bovenleiding hebben.

Volgens spoorbeheerder ProRail heeft 15 procent van het Nederlandse spoornetwerk niet zo'n stroomvoorziening. Dat komt neer op 572 kilometer spoor. Op die trajecten rijden dus dieseltreinen. Naar schatting zijn dat er in Nederland rond de honderd. In landen als Duitsland en Frankrijk gaat het om tienduizenden kilometers en Europa-breed zijn nog zeker vijftienduizend dieseltreinen in gebruik.

Sommige delen van ons spoor hebben geen bovenleiding.

Sommige delen van ons spoor hebben geen bovenleiding.
Sommige delen van ons spoor hebben geen bovenleiding.
Foto: Pro Shots

Bovenleiding aanleggen kostbaar

Vanuit milieuoogpunt willen Brussel, de spoorbedrijven en fabrikanten af van dieseltreinen. Een voor de hand liggende optie is om meer stukken spoor te elektrificeren. Dat proces is echter tijdrovend en zeer kostbaar; schattingen lopen uiteen van 500.000 euro per kilometer tot 1,5 miljoen euro per kilometer.

ProRail waagt zich desgevraagd niet aan een bedrag, omdat er te veel verschillende factoren van invloed zijn. Hoe dan ook, het is waarschijnlijk beter om batterij-elektrische treinen of waterstoftreinen in te zetten. Daar maken steeds meer spelers dus vaart mee.

De Mireo Plus H, zoals de waterstoftrein van Siemens heet, gaat vanaf 2023 testritten rijden in de deelstaten Beieren en Baden-Württemberg. Vanaf 2024 worden op een tweetal trajecten daadwerkelijk waterstoftreinen in de dienstregeling opgenomen.

De concurrentie is zelfs al verder. Zo reed Alstom in 2020 al testritten in de provincie Groningen, waar ze vanaf 2024 ook met waterstoftreinen willen gaan rijden. Fabrikant Stadler is minstens zo ver en CAF wil dit jaar ook testritten gaan uitvoeren.

Ten opzichte van zijn concurrenten is Siemens relatief 'laat' met zijn waterstoftrein.

Ten opzichte van zijn concurrenten is Siemens relatief 'laat' met zijn waterstoftrein.
Ten opzichte van zijn concurrenten is Siemens relatief 'laat' met zijn waterstoftrein.
Foto: Siemens Mobility

Waterstoftrein is een toekomstbestendig alternatief

Het zijn vooral de regionale lijnen die het vaak nog zonder bovenleiding moeten doen. Zeker in grote landen als Duitsland en Frankrijk praat je dan al snel over grote afstanden. "In dat geval kan een waterstoftrein een toekomstbestendig alternatief zijn voor dieseltreinen", zegt Rico Luman, senior economist transport, logistics & automotive bij ING Research.

"Batterijtreinen zijn niet direct een optie", zegt Luman, "vanwege het beperkte rijbereik en laadfaciliteiten. Rijden op biodiesel zou wel kunnen, maar is geen echt duurzame oplossing, omdat de treinen dan nog steeds uitstoot hebben."

Ter illustratie, de genoemde Mireo Plus-trein van Siemens is er ook met accupakket en elektrische aandrijving. Deze batterij-elektrische trein komt 80 tot 120 kilometer ver, de waterstofversie van de Mireo Plus tussen de 600 en 1.000 kilometer. Dat maakt de laatste uitvoering een stuk breder inzetbaar.

Waterstoftreinen zullen naar verwachting vooral uitblinken op relatief lange regiolijnen.

Waterstoftreinen zullen naar verwachting vooral uitblinken op relatief lange regiolijnen.
Waterstoftreinen zullen naar verwachting vooral uitblinken op relatief lange regiolijnen.
Foto: Siemens Mobility

In mobiele opslagunits wordt waterstof opgeslagen

Daarvoor moet dan wel de waterstofvoorziening op orde zijn. Een van de redenen waarom je bijvoorbeeld nog weinig waterstofauto's op de weg ziet, is het gebrek aan tankstations waar je waterstof kunt tanken. Daarom werkt Siemens samen met Deutsche Bahn (DB) in het kader van H2goesRail-proces aan een hele waterstofketen, van productie tot aan tanken.

Via elektrolyse door gebruik van groene stroom wil DB zogeheten groene waterstof opwekken. De waterstof wordt vervolgens gecomprimeerd opgeslagen in een mobiele opslagunit die goed is voor 800 kilo aan waterstof. Deze zijn net als de tankunits voor transport gebouwd in de vorm van een container, zodat deze in theorie relatief eenvoudig te verplaatsen zijn naar de plek waar waterstof nodig is. Volgens Siemens en DB verloopt het bijvullen van een waterstoftrein inmiddels net zo snel als bij een dieseltrein.

Oplossing voor de lange termijn

Dat is slim bedacht, maar het legt ook een paar nadelen bloot die nog altijd aan waterstof kleven. Bij het comprimeren gaat een deel van de energie verloren. Je kunt waterstof ook in vloeibare vorm vervoeren, maar je verliest dan ongeveer een kwart van de energie aan het koelen tot de benodigde 252 graden onder nul. Pijpleidingen zijn wat dat betreft ideaal, maar de aanleg ervan kost tijd en geld.

"We weten wel dat waterstof nu nog een relatief dure oplossing is", zegt Luman. "Het werken met een brandstofcel is veel minder efficiënt dan treinen die direct op elektriciteit rijden. Inzet van groene waterstof voor transport is niet het meest optimaal als je kijkt naar energiegebruik, maar in dit geval zijn er geen andere alternatieven."
Hij wijst er tevens op dat investeringen in treinen voor de lange termijn zijn, zeker voor twintig jaar. "Op termijn is er veel meer groene stroom beschikbaar voor de productie van groene waterstof en dan wordt dat naar verwachting ook beduidend goedkoper."