H70-standaard: hoe waterstofauto's in vijf minuten voltanken
Wie een elektrische auto oplaadt, weet dat dit al gauw twintig minuten tot een uur kost, zelfs bij een snellader. Waterstofauto's beloven iets heel anders: tanken in ongeveer dezelfde tijd als bij een benzinepomp, zo'n drie tot vijf minuten. Dat kan omdat waterstof niet wordt opgeladen als elektriciteit, maar als gas onder zeer hoge druk de tank in wordt geperst. De H70-standaard is de technische norm die vastlegt hoe dat veilig en snel gebeurt: H staat voor waterstof (hydrogen) en 70 verwijst naar de druk van 700 bar, ofwel 70 megapascal (MPa).
Vergelijk het met het oppompen van een fietsband, maar dan extreem versneld en onder een veel hogere druk: een fietsband zit op ongeveer 4 tot 8 bar, een autoband op 2 tot 3 bar. 700 bar is dus honderden malen hoger dan wat we in het dagelijks leven gewend zijn. Bij zo'n snelle en krachtige vulling ontstaat warmte, en te veel warmte in een tank kan gevaarlijk zijn. De H70-standaard beschrijft daarom niet alleen de einddruk, maar het hele proces eromheen: hoe koud de waterstof moet zijn voordat hij de tank instroomt, hoe snel er getankt mag worden, en hoe tankstation en auto met elkaar communiceren om dat allemaal in de gaten te houden.
Wat is het precies?
Een waterstofauto rijdt op een brandstofcel: waterstofgas reageert daarin met zuurstof uit de lucht, waarbij elektriciteit vrijkomt om de elektromotor aan te drijven en waterdamp als enige uitlaatgas ontstaat. Die waterstof zit opgeslagen in stevige tanks van een composietmateriaal, vaak koolstofvezel gewikkeld om een kunststof binnenlaag, omdat gewoon staal de druk niet zou verdragen zonder loodzwaar te worden.
Er bestaan twee gangbare druksystemen: H35, oftewel 350 bar, en H70, oftewel 700 bar. Bij een gelijk tankvolume past er bij 700 bar ruwweg twee keer zoveel waterstof als bij 350 bar. Personenauto's zoals de Toyota Mirai en de Hyundai Nexo gebruiken daarom H70-tanks, zodat ze met een compacte tank toch een actieradius van 500 tot 650 kilometer kunnen halen. H35 wordt vaker gebruikt bij bussen, vorkheftrucks en ander zwaar materieel, waar meer ruimte beschikbaar is en de kosten van dikkere, duurdere H70-tanks minder opwegen tegen het voordeel.
Het lastige aan snel tanken onder hoge druk is temperatuur. Wanneer een gas snel wordt samengeperst, warmt het op, ongeveer zoals een fietspomp warm wordt als je hem snel gebruikt. Bij 700 bar en een vultijd van slechts enkele minuten zou de tank zonder voorzorgen te heet kunnen worden, wat het composietmateriaal op termijn kan verzwakken. Daarom wordt de waterstof bij een H70-vulling vooraf gekoeld tot ongeveer min 40 graden Celsius, voordat hij de tank instroomt. Deze precoeling gebeurt in het tankstation zelf, in een aparte koelinstallatie.
Om dat proces goed te sturen, praten het tankstation en de auto met elkaar tijdens het tanken. Via een infraroodverbinding, vergelijkbaar met een ouderwetse afstandsbediening, stuurt de auto informatie over de actuele druk en temperatuur in de tank naar de vulzuil. Op basis daarvan past het tankstation de vulsnelheid voortdurend aan. Dit hele proces, van precoeling tot communicatieprotocol tot de exacte formules voor vulsnelheid bij verschillende buitentemperaturen, is vastgelegd in de internationale technische norm SAE J2601, opgesteld door de Amerikaanse ingenieursorganisatie SAE International. H70 is in de praktijk dus niet slechts één getal, maar een compleet, gestandaardiseerd recept waarmee elk H70-tankstation en elke H70-auto veilig met elkaar kunnen samenwerken, ongeacht het merk.
Wat wil men ermee bereiken?
Het achterliggende doel van H70 is simpel te omschrijven: waterstofauto's een tankervaring geven die aanvoelt als bij een benzine- of dieselauto, in plaats van als bij een elektrische auto die aan de lader moet. Voor bepaalde toepassingen, zoals taxi's, langeafstandsvervoer of gebruikers zonder mogelijkheid om thuis op te laden, kan dat een reëel voordeel zijn: geen wachttijd van tientallen minuten, en een actieradius die in de buurt komt van een traditionele auto.
Daarnaast speelt standaardisatie een cruciale rol. Zonder een gedeelde norm zou elke autofabrikant zijn eigen tankprotocol kunnen ontwikkelen, met als gevolg dat een Toyota niet zou kunnen tanken bij een station dat is ingericht voor Hyundai's, of omgekeerd. Dat zou vergelijkbaar zijn met een wereld waarin elk automerk zijn eigen soort stopcontact voor elektrisch laden zou gebruiken. H70 via SAE J2601 zorgt ervoor dat fabrikanten, tankstationbouwers en overheden op één lijn zitten, wat investeringen in infrastructuur voorspelbaarder maakt.
Tot slot is veiligheid een expliciet doel. Waterstof is een licht ontvlambaar gas, en een tank die te snel of te warm wordt gevuld, vormt een risico. De strikte temperatuur- en druklimieten in de H70-norm zijn er juist om ongelukken te voorkomen, óók wanneer er onder tijdsdruk of bij extreme buitentemperaturen wordt getankt.
Voorbeelden uit de praktijk
De Toyota Mirai, geïntroduceerd in 2014 en in 2020 vernieuwd met een grotere actieradius, was een van de eerste in serie geproduceerde personenauto's met 700 bar-tanks en gold lange tijd als het paradepaardje van de H70-technologie.
De Hyundai Nexo, op de markt sinds 2018, gebruikt eveneens H70-tanks en wordt onder meer in Zuid-Korea, waar Hyundai actief investeert in een waterstofecosysteem, op grotere schaal ingezet dan elders.
Ook Honda bracht met de Clarity Fuel Cell (vanaf 2016) een H70-auto op de markt, al is dit model inmiddels niet meer in productie.
In Californië bouwde het samenwerkingsverband California Fuel Cell Partnership, waarin autofabrikanten, energiebedrijven en de Amerikaanse overheid samenwerken, een netwerk van tientallen openbare H70-tankstations op, mede gefinancierd met staatssubsidies.
In Duitsland ontstond het initiatief H2 Mobility, een samenwerking tussen onder meer energiebedrijven en autofabrikanten, met als doel een landelijk dekkend netwerk van waterstofstations langs snelwegen en in grote steden te realiseren.
In Nederland en Vlaanderen zijn er, mede via het samenwerkingsverband Waterstofnet en bedrijven als Holthausen Clean Technology, in de afgelopen jaren waterstoftankstations geopend op onder meer bedrijventerreinen en langs snelwegen. Het aantal blijft echter beperkt vergeleken met Duitsland, Japan of Californië, en niet elk station is geschikt voor personenauto's met H70-vulpistolen; sommige zijn primair ingericht voor zwaardere voertuigen op H35.
Hoe ver is de techniek?
De H70-standaard zelf is technisch gezien volwassen: SAE J2601 is al meer dan tien jaar oud en wordt in de sector algemeen toegepast. Het knelpunt zit niet zozeer in de techniek van het tanken, maar in de infrastructuur eromheen. Een waterstoftankstation is fors duurder om te bouwen dan een gewoon benzinestation, onder meer door de dure compressoren, opslagtanks en koelinstallaties die nodig zijn voor H70-vullingen. Kosten van meerdere miljoenen euro's per station zijn geen uitzondering.
Dat leidt tot een klassiek kip-en-eiprobleem: zolang er weinig waterstofauto's rondrijden, is het voor bedrijven onaantrekkelijk om dure tankstations te bouwen, en zolang er weinig tankstations zijn, aarzelen automobilisten om een waterstofauto aan te schaffen. In Japan en delen van Californië en Zuid-Korea is dit probleem deels doorbroken dankzij gerichte overheidssteun, maar wereldwijd blijft het aantal H70-stations klein vergeleken met laadpalen voor batterij-elektrische auto's.
Een andere ontwikkeling is dat de personenautomarkt voor waterstof de afgelopen jaren minder hard is gegroeid dan begin jaren 2020 werd verwacht: veel fabrikanten en investeerders richten hun waterstofinspanningen inmiddels meer op vrachtwagens, bussen en industriële toepassingen, waar het gewichtsvoordeel van waterstof ten opzichte van zware accupakketten sterker telt. Voor de exacte stand van zaken in 2026, zoals actuele aantallen stations of nieuwe modellen, is het verstandig recente branchecijfers te raadplegen, aangezien dit een snel veranderend dossier is.
Wie werken eraan?
SAE International, de Amerikaanse organisatie van automotive-ingenieurs, beheert en actualiseert de J2601-norm waarop H70 is gebaseerd. Autofabrikanten Toyota, Hyundai en (voorheen) Honda zijn de belangrijkste bouwers van H70-personenauto's. Op het gebied van infrastructuur zijn industriële gasbedrijven als Air Liquide, Linde en Shell Hydrogen actief als bouwers en exploitanten van tankstations, samen met gespecialiseerde spelers als het Noorse Nel Hydrogen en het Britse ITM Power.
Op landenniveau lopen Japan, Zuid-Korea en de Amerikaanse staat Californië voorop, mede dankzij langlopende overheidsprogramma's. In Duitsland trekt het samenwerkingsverband H2 Mobility de infrastructuur. In Nederland en Vlaanderen zijn Waterstofnet en bedrijven als Holthausen Clean Technology betrokken bij de uitrol van tankstations, vaak met steun van regionale en Europese subsidies.