Mercedes-Benz Concept Sprinter F-Cell

Mercedes-Benz’ bedrijfswagenafdeling onthulde onlangs de Concept Sprinter F-Cell. Dat laatste deel van zijn naam staat voor fuel cell, ofwel brandstofcel. Om het maar eens kort door de bocht te omschrijven: hij heeft onder de motorkap zijn eigen elektrische energiecentrale, die werkt op waterstofgas.

Zonder overdrijven mag je dat studiemodel de camper van de toekomst noemen. De meeste technici en milieuspecialisten in de auto wereld zijn het erover eens dat waterstofgas op termijn andere brandstoffen zal vervangen als dé oplossing voor auto’s die zonder emissie grotere afstanden kunnen rijden. En campers worden natuurlijk vooral gebruikt om verre reizen mee te maken.

Voor de automobiliteit in en rondom steden voorspellen specialisten dat vooral batterijelektrische modellen (met een grote accu onder de vloer) de toekomst hebben, zeker wanneer er steeds betere accucellen komen. Om dat allemaal in perspectief te plaatsen: denk niet dat het allemaal een ver-van-onsbed-show is. Tussen nu en eind 2020 wordt in de personenwagenwereld een heuse stortvloed aan elektrische modellen gelanceerd. Binnen een jaar of vijf verwacht bijvoorbeeld Volkswagen in ons land de helft van zijn auto’s als electric vehicle (EV) te verkopen. Het is maar om aan te geven dat de elektrische toekomst wel eens dichterbij zou kunnen zijn dan menigeen denkt. Bestelauto’s worden al in toenemende mate elektrisch en dan ligt het voor de hand dat de camper volgt.

PRAATPLAATJE

Op de Caravan Salon van Düsseldorf liet de ontwikkelingsafdeling van moederconcern Daimler het publiek zien hoe dat er in de praktijk van Mercedes-Benz uit kan zien. Saillant detail: de onderhuidse techniek is geleend van de Mercedes GLC F-Cellpersonenauto. Die is sinds november vorig jaar in Duitsland gewoon als leaseauto beschikbaar. Het gaat dus om bestaande techniek! Net als die luxueuze SUV oogt de Sprinter F-Cell-camperversie niet zo gek bijzonder. Of het moet zijn dat je bij het wegbergen van de tafel en stoelen achter in je camper opeens een kloeke koolstofvezel tank ziet liggen. De hamvraag is natuurlijk: waarom zou je voor waterstof kiezen? Deel één van het antwoord ligt voor de hand: de wereld moet op termijn afstappen van fossiele brandstoffen. De toekomst van de mobiliteit wordt voor een groot deel ‘nul emissie’, dus geen schadelijke stoffen uit de uitlaatpijp van het voertuig. Ontwikkelingstechnicus Navarro: “Bij de transitie naar ‘nul emissie’ zal de combinatie van een brandstofcel en waterstofgas een hoofdrol spelen. De techniek leent zich uitstekend voor het zwaardere werk, zoals het langeafstandsverkeer tussen de grote steden, goederenvervoer en zéker ook recreatie.”

IDEAAL VOOR EEN CAMPER

Wat zijn de specifieke voordelen van een camper met brandstofcel voor recreatief gebruik? “Een camper elektrificeren is een uitdaging. Het is niet bepaald het meest aerodynamische en lichte voertuig. Je zou dus een heel grote accu moeten meenemen om een bruikbare actieradius te halen; denk aan minstens 100 kWh. Dat kost nogal wat en het opladen vraagt onderweg te veel tijd”, stelt Navarro vast. Zeker voor een camper is dat een probleem, zoveel is duidelijk. Wat biedt de brandstofcel dan als alternatief? “De unit van de brandstofcel kan in de gangbare motorruimte worden geplaatst. De aandrijving gebeurt elektrisch en de daarvoor benodigde energie wordt uit waterstofgas opgewekt door die brandstofcel. Dat levert heel behoorlijke prestaties op. In dit conceptmodel kun je rond de 500 kilometer ver rijden voor je opnieuw waterstofgas moet tanken. En dat tanken duurt dan maar een minuut of vier.”

Hoe veel gas kun je dan meenemen? “Bij waterstofgas wordt dat in kilo’s uitgedrukt, niet in liters. Het gas wordt met 700 bar gecomprimeerd. In dit geval zijn er drie tanks met samen 4,5 kilo inhoud onder de auto gemonteerd en een grotere van 2,9 liter in de bergruimte. Dat is de enige zichtbare. Samen kunnen ze 7,4 kilogram waterstof opslaan, goed voor rond de 500 kilometer rijden.”

JE EIGEN STROOMPUNT

Bijkomend belangrijk voordeel – het ligt voor de hand – is dat je echt helemaal zelfvoorzienend kunt kamperen, onafhankelijk van een stroompunt dus. “Bij doorsnee verbruik heb je een kilo of twee waterstof per week nodig. Je kunt dus wekenlang wildkamperen en tussendoor toch ook een paar honderd kilometer van plek naar plek rijden vóór je een volgend waterstoftankstation moet opzoeken.” Nu we het er toch over hebben: in ons land hebben we slechts een viertal tanklocaties. Er zijn plannen voor nog zeven. Alles bij elkaar niet erg geruststellend als je op pad gaat. Met gekromde tenen door Europa dus? “Dat is zeker een aspect dat zich nog verder moet ontwikkelen. We staan nu aan het begin.

Het zal zeker gebeuren, al gaat de ontwikkeling in het ene land sneller dan in het andere. In Duitsland groeit het aantal in de loop van 2019 van 15 naar rond de 100 stations. De doelstelling is 400 tanklocaties in 2023.” Ook andere landen maken zo’n ontwikkeling door en de Europese Unie stimuleert dat met subsidies. Ook op dat niveau is er inzicht dat de tijd dringt. Op dit moment is het allemaal nog een beetje een kip-en-ei-kwestie, omdat er weinig vraag is en er dus weinig wordt verdiend met zo’n station. Dat zal gestaag veranderen, zo voorspellen de specialisten. Ook de camperrijder kan daar dus over vier, vijf jaar van profiteren.

Overigens kun je met een brandstofcelvoertuig ook nu al in een groot deel van Europa reizen. Je moet de etappes dan wel goed plannen. Een beetje zoals in de begintijd van de elektrische auto, maar daarvoor is er in de afgelopen jaren heel veel veranderd. Kijk voor het actuele tanknetwerk voor waterstof maar eens op de internetsite van de European Hydrogen and Fuel Cell Association (www.h2euro.org).

PLUG-IN HYBRIDE

Overigens ben je met de Mercedes-Benz Sprinter F-Cell niet helemaal verloren wanneer de waterstoftank leeg raakt. Net als de GLC F-Cell is het studiemodel van de Mercedes-camper een plug-in hybride. Op zijn Nederlands gezegd: hij heeft ook een accupakket aan boord, dat je via een laadpaal kunt opladen. Navarro: “Dat geeft een extra range van 30 kilometer. Daarmee willen we onder meer de angst wegnemen dat je onderweg stilvalt. Er is een 9,2 kWh accu aan boord en laadpunten voor EV’s zijn er tegenwoordig genoeg. In feite is de range van onze camper dus 500 plus 30 kilometer. Je kunt er overigens ook voor kiezen om in de hybride-modus te rijden, waarbij de energie van beide bronnen wordt benut. Op die manier kan de brandstofcel zijn werk beter doen. Gelijkmatiger en zuiniger.” Wanneer je voldoende waterstof aan boord hebt, is de brandstofcel overigens ook te gebruiken om het accupakket intern op te laden, bijvoorbeeld wanneer je volgende etappe echt lang is en je na de eerstvolgende tankstop over de maximale actieradius van 530 kilometer moet beschikken.

Allemaal heel interessant natuurlijk, maar wij worden onderhand wel erg benieuwd naar de manier waarop zo’n waterstofcamper rijdt. Maar helaas, de heren van de ontwikkelingsafdeling van Daimler waren niet bereid om hun peperdure prototype mee te geven voor een test. Het goede nieuws is echter dat de gebruikte techniek grotendeels gelijk is aan die van de Mercedes-Benz GLC F-Cell, die al wel is getest. Daardoor durven we alvast wat voorspellingen te doen. Even afgezien van windgeruis zal de camper aardig stil rijden, want de brandstofcel doet heel rustig zijn werk. Feitelijk kan alleen de luchtpomp dan geluid maken en die is in deze nieuwste oplossing kennelijk heel effectief gedempt. Dat comfortaspect geldt ook voor de rijeigenschappen.

De aandrijving kan tot 147 kW leveren – bijna 200 pk – maar zijn enorme souplesse is nog indrukwekkender. De elektrische aandrijving levert namelijk tot 350 Nm trekkracht – evenveel als een dikke diesel – en veel daarvan is letterlijk vanaf nul toeren van de elektromotor beschikbaar, zoals dat ook voor een gangbare elektrische auto geldt. Nadat je een mooi kampeerplekje hebt opgezocht, speelt de brandstofcel in het vooronder zijn andere troefkaart uit. Hij kan als zeer krachtige energiebron worden gebruikt voor het leefgedeelte van de caravan. Denk aan verwarming en airco, maar ook aan de koelkast en de televisie bijvoorbeeld. Dat alles gebeurt zonder geluidsoverlast – in tegenstelling tot een diesel met draaiende motor of een losse generator – en het veroorzaakt geen hinderlijke uitlaatgassen. Alles wat een brandstofcel uitstoot, is immers wat waterdamp.

MEER DAN EEN PRAATPLAATJE

Tot slot rest de vraag hoe serieus we de Concept Sprinter F-Cell moeten nemen. Het antwoord: het is zeker meer dan een praatplaatje. Zijn ontwerpers verwachten dat juist de campereigenaar bereid is vrij veel geld te investeren in deze nieuwe techniek voor zijn reizen. En het spaart het milieu meteen. Naast het voor de hand liggende nadeel van de (nog) beperkte tankmogelijkheden, kent dit concept grote voordelen voor campertoepassingen.

Volgens woordvoerder Navarro biedt de Sprinter F-Cell ondanks zijn uitgebreide onderhuidse techniek meer dan 200 kilo laadvermogen. Daaraan moet – als we zo vrij mogen zijn – nog wel wat worden gesleuteld om het verder omhoog te brengen. Een intrigerende gedachte is in elk geval dat zo’n nul-emissie-voertuig ook de komende jaren is vrijgesteld van bpm en motorrijtuigenbelasting. En dat terwijl je op je vingers kunt natellen dat ‘Europa’ steeds meer belastingen gaat heffen op zware dieselvoertuigen.

HOE WERKT HET?

Hart van de zaak is de brandstofcel, in dit geval een PEM fuel cell. Hoe werkt dat? Heel kort gezegd komt het erop neer dat het waterstof over de oppervlakte van een grote ‘brandstofcelplaat’ wordt verdeeld (als anode) en zuurstof uit de lucht over een andere plaat wordt geperst (als kathode). Een extreem dun laagje platina werkt als katalysator van het proces en tussen beide platen vind je een membraan dat protonen doorlaat. Daarbij wordt elektrische energie opgewekt en ontstaat als enige ‘afvalstof’ waterdamp. Elk van die cellen wekt tot rond één volt op. In dit geval heeft de camper 412 van die cellen, die als het ware gestapeld worden tot een blok (‘stack’). De technici van Daimler melden dat hij in dit geval 75 kW elektrische energie kan leveren. Onder volle acceleratie springt het batterijpakket bij. Platina is een extreem kostbare katalysator, maar naar verwachting komen er op afzienbare termijn alternatieven beschikbaar, die ervoor zorgen dat de kosten van de waterstofaandrijving flink zullen dalen. De brandstofcelauto zal dezelfde weg volgen als de batterij-elektrische auto. Na een trage start gaat de ontwikkeling steeds sneller, mede dankzij toenemende productieaantallen.