Houtgasauto’s zijn een niet zo elegant maar wel efficiënt en ecologisch alternatief voor benzinewagens. De autonomie ervan is vergelijkbaar met die van een elektrische auto. Stijgende brandstofprijzen en de opwarming van het klimaat hebben de aandacht voor de vergeten technologie weer aangewakkerd: wereldwijd rijden er intussen vele tientallen chauffeurs rond met hun zelfgemaakte houtmobiel.

Biomassa wordt al geruime tijd ingezet voor zowel stationaire als mobiele toepassingen. Voor stationaire toepassingen (zoals een energiecentrale) wordt daarbij gebruik gemaakt van vergisting of vergassing, voor mobiele toepassingen (zoals auto’s) wordt de biomassa eerst geraffineerd tot vloeibare brandstoffen zoals ethanol of biodiesel.

Houtvergassing kan echter ook worden ingezet voor mobiele toepassingen. De eerste stationaire toepassingen van houtvergassing dateren uit de jaren 1870, als een voorloper van aardgas voor straatverlichting en om te koken. In de jaren 1920 ontwikkelde de Duitser Georges Imbert een generator voor mobiele toepassingen, die vanaf 1931 in serie werd geproduceerd. Eind jaren dertig reden er ongeveer 9.000 houtmobielen rond.

Tweede Wereldoorlog

De technologie nam vervolgens een hoge vlucht in veel Europese landen bij het begin van de Tweede Wereldoorlog, ten gevolge van de rantsoenering van fossiele brandstoffen. Ook in de VS, Azië en Australië doken houtmobielen op. Niet alleen personenauto’s maar ook vrachtwagens, bussen, tractoren, motorfietsen, schepen, treinen en tanks werden met een houtvergasser uitgerust.

Alleen al in Duitsland reden er op het einde van de oorlog 500.000 voertuigen op houtgas rond. Er werd zelfs een netwerk van ongeveer 3.000 “tankstations” opgezet, waar hout kon worden ingeslagen. In 1942 (dus niet op het hoogtepunt) reden er 73.000 houtmobielen rond in Zweden (tegenover 1.000 in 1939), 65.000 in Frankrijk, 10.000 in Denemarken, 9.000 in zowel Oostenrijk als Noorwegen, en bijna 8.000 in Zwitserland.

Finland telde 43.000 houtmobielen in 1944, waarvan 30.000 bussen en vrachtwagens, 7.000 personenauto’s, 4.000 tractoren en 600 boten. Australië telde 72.000 voertuigen op houtgas. In totaal reden er wereldwijd meer dan 1 miljoen houtgasvoertuigen rond tijdens WO II. De Duitsers gebruikten ook steenkool en turf, maar hout was de belangrijkste brandstof. Na de oorlog, toen olie weer volop beschikbaar werd, raakte de techniek echter snel in de vergeethoek. Begin jaren vijftig reden er nog slechts 20.000 houtmobielen rond in het toenmalige West-Duitsland.

Hernieuwde belangstelling in houtgasauto’s

Stijgende brandstofprijzen en de aandacht voor de opwarming van het klimaat maakten de techniek de jongste jaren weer actueel. Onder meer in Nederland, Scandinavië en de Verenigde Staten bouwden enthousiaste amateurs allerlei gewone wagens om tot houtgasauto’s. De meeste moderne houtmobielen worden gebouwd in Scandinavië. Dat is geen toeval, aangezien Zweden, Noorwegen en Finland over grote houtvoorraden beschikken.

De Zweedse overheid zette in 1957 een onderzoeksprogramma op dat in tijden van olieschaarste (het land beschikt niet over eigen oliereserves) een snelle, grootschalige overgang naar houtgasauto’s mogelijk moest maken. Het doel was een verbeterde standaard-installatie te ontwerpen die (in verschillende versies) voor allerlei voertuigen gebruikt kon worden.

Dat onderzoek, waaraan werd meegewerkt door autofabrikant Volvo, leverde veel theoretische kennis op en leidde tot een aantal praktijktesten met verschillende wegvoertuigen en tractoren over een afstand van in totaal meer dan 100.000 kilometer. De ervaringen zijn samengevat in een FAO-document uit 1986, dat ook een aantal experimenten in andere landen bespreekt. Zweedse en vooral Finse amateurs zijn met die informatie verder aan de slag gegaan.

Een houtgasinstallatie - die uiterlijk veel weg heeft van een flinke warmwaterketel - kan op verschillende manieren geplaatst worden: op een aanhangwagen (al maakt dat de auto lastig te parkeren), in de kofferbak (al neemt dat bagageruimte weg) of op een platform aan de voor- of achterkant van de wagen (de populairste optie). Bij een Amerikaanse pick-up wordt de installatie uiteraard in de laadbak gemonteerd. Tijdens WO II werden ook auto’s gefabriceerd waarbij de installatie volledig aan het zicht werd onttrokken (zie verder).

Houtblokjes

De brandstof voor een houtgasauto bestaat uit kleine houtblokjes. Hoewel er geëxperimenteerd werd en wordt met houtsnippers, lijken die niet zo geschikt te zijn. Ook houtskool kan gebruikt worden als brandstof, maar dat leidt tot een verlies van 50 procent van de beschikbare energie in de oorspronkelijke biomassa. Wel bevat houtskool meer energie, zodat de autonomie van de auto groter wordt. In principe kan elk organisch materiaal gebruikt worden.

Houtgasauto in Nederland

Eén van de knapste moderne houtgasauto’s werd vorig jaar gebouwd door een Nederlander, Dutch John. Terwijl veel moderne houtgasauto’s regelrecht uit “Mad Max” lijken te komen, slaagde hij erin om zijn Volvo 240 met een modern ogende systeem uit te rusten. “Volgens ingewijden is dit de eerste serieuze poging sinds de Tweede Wereldoorlog om een houtvergasser voor mobiele toepassingen te bouwen in Nederland”, aldus Dutch John. “Houtgas produceren is niet moeilijk. Schoon houtgas produceren is iets anders. Ik heb mijn bedenkingen bij sommige houtmobielen. Vaak is het geproduceerde gas net zo schoon als het uiterlijk van de constructie.”

Dutch John gelooft volop in de ecologische kracht van houtgas, zij het in de eerste plaats voor stationaire toepassingen zoals verwarming, elektriciteitsopwekking of zelfs de productie van kunststoffen. De Volvo is bedoeld om de aandacht te vestigen op de mogelijkheden van de techniek: “Zet een Italiaanse sportwagen en een houtgasauto naast elkaar en de grootste menigte verzamelt zich rondom de houtmobiel”.

Autonomie

De “brandstoftank” van de Volvo kan 30 kilogram hout bevatten en daarmee raakt de auto 100 kilometer ver. De autonomie is dus vergelijkbaar met die van een elektrische auto. Als de achterbank wordt volgeladen met zakken hout, stijgt de autonomie van de Volvo tot 400 kilometer. Ook dat komt overeen met de autonomie van een elektrische auto waarbij de passagiersruimte wordt opgeofferd voor een grotere batterij, zoals de Tesla Roadster of de elektrische Mini Cooper.

De Volvo van Dutch John haalt een topsnelheid van 120 kilometer per uur en kan een kruissnelheid aanhouden van 110 kilometer per uur. Voldoende om in het moderne verkeer mee te draaien. De wagen is overigens 100 procent legaal op de weg in Nederland en John betaalt geen accijns op de brandstof.

Net als bij een elektrische auto is de autonomie van een houtgasauto natuurlijk ook afhankelijk van het type voertuig. Dat blijkt uit de verschillende auto’s die werden omgebouwd door de Fin Vesa Mikkonen, waarmee al meer dan 100.000 kilometer werd afgelegd. Mikkonen plaatst de houtgasinstallatie steevast op een aanhangwagen. Zijn meest recent omgebouwde wagen is een Lincoln Mark V uit 1979, een grote en zware Amerikaanse auto.

De auto verbruikt 50 kilogram hout per 100 kilometer en is dus aanzienlijk minder zuinig dan de Volvo van Dutch John, bij vergelijkbare prestaties. Mikkonen bouwde ook een Toyota Camry om, een veel zuiniger wagen. Die verbruikt slechts 20 kilogram hout per honderd kilometer. De aanhangwagen is wel bijna even groot als de auto zelf.

De autonomie van elektrische auto’s kan aanzienlijk verbeterd worden door ze veel kleiner en lichter te maken, maar dat is geen optie bij houtgasauto’s omwille van het gewicht en de afmetingen van de installatie. De kleinere auto’s uit WO II hadden maar een autonomie van 20 tot 50 kilometer, ondanks hun aanzienlijk lagere snelheid en acceleratievermogen.

Het vergroten van de “brandstoftank” is de enige optie om de autonomie nog aanzienlijk te vergroten: de Amerikaan Dave Nichols (de man die een paar foto’s hierboven de houtblokjes toont) kan in de laadbak van zijn Ford pick-up truck uit 1989 een extra 180 kilogram hout kwijt en daarmee raakt hij naar eigen zeggen 965 kilometer ver, een autonomie die vergelijkbaar is met die van een dieselwagen (al moet het hout natuurlijk wel geregeld worden bijgevuld).

Volgens Nichols is een halve kilogram hout voldoende om 1 mijl (1,6 kilometer) ver te rijden, wat overeenkomt met de 30 kilogram per 100 kilometer van Dutch John. De Amerikaan heeft een bedrijf opgericht (“21th century motorworks”) en wil zijn technologie op grote schaal aan de man brengen. Hij gebruikt bij thuiskomst zijn auto ook om zijn huis te verwarmen en van elektriciteit te voorzien. Zijn verhaal slaat erg aan in de VS, Nichols’ nummerplaat luidt “freedom”.

Energie-efficiëntie

Houtvergassing is een chemisch proces waarbij met behulp van hitte de organische, vaste materialen worden omgezet in een brandbaar gas. Na reiniging en droging wordt het gas naar de verbrandingsmotor gevoerd - de motor moet nauwelijks worden aangepast. Bij houtvergassing wordt een temperatuur van 1.400 graden Celsius behaald.

Houtvergassing is iets efficiënter dan de verbranding van hout: slechts 25 procent van de energie-inhoud van de brandstof gaat verloren. De energieconsumptie van een houtmobiel ligt ongeveer 1,5 keer hoger vergeleken met het energieverbruik van een auto op benzine (inclusief de energieverliezen tijdens de voorverwarming van het systeem en het extra gewicht van de installatie die wordt meegevoerd).

Hout is echter een hernieuwbare brandstof die geen verdere raffinage behoeft. Wordt ook rekening gehouden met de energie die nodig is om olie te ontginnen, te transporteren en te raffineren, dan is houtgas minstens even energie-efficiënt als benzine. Het grootste voordeel van houtgasauto’s is dat een toegankelijke en hernieuwbare brandstof direct gebruikt kan worden zonder enige voorafgaandelijke bewerking. De omzetting van biomassa naar een vloeibare brandstof zoals ethanol of biodiesel kost soms meer energie (en CO2) dan de brandstof uiteindelijk oplevert.

In het geval van een houtgasauto wordt er, met uitzondering van het kappen van het hout, geen bijkomende energie verspild om de brandstof te produceren. Een houtmobiel is dus zo goed als C02-neutraal (zelfs 100 procent als het hout met de hand geoogst en gehakt wordt). Bovendien is er geen chemische batterij nodig, wat opnieuw een flinke milieuwinst oplevert. In feite vormen de houtblokken een natuurlijke batterij. Met een goed functionerende installatie wordt er bovendien minder luchtvervuiling geproduceerd dan met een benzine- of dieselauto. Houtvergassing is aanzienlijk schoner dan houtverbranding, de emissies zijn vergelijkbaar met het verbranden van aardgas. De as die overblijft, is geschikt als bodemverbeteraar.

Onafhankelijkheid

Daarnaast biedt het systeem een totale onafhankelijkheid. Je kan “met een spanzaag en een hakbijl de wereld rond”, zoals Dutch John het omschrijft. Van die mogelijkheid maakte de Nederlandse kunstenaar Joost Conijn onlangs gebruik om een reis van twee maanden te maken door West- en Oost-Europa, niet gebonden aan de nabijheid van tankstations (die niet altijd even makkelijk te vinden zijn in landen zoals Roemenië). Conijn gebruikte niet alleen hout als brandstof, maar ook als bouwmateriaal voor de auto zelf.

Nadelen van houtgas

Toch volstaat een blik op een houtgasauto om te beseffen dat deze alternatieve brandstof allesbehalve een ideale oplossing is. De mobiele gasfabriek neemt heel wat plaats in en kan leeg een paar honderd kilogram wegen. De grootte van de installatie laat zich verklaren door het feit dat houtgas een laagcalorisch gas is, het heeft dus weinig energie-inhoud. De energetische waarde van houtgas bedraagt zo’n 5,7 megajoule per kilogram, tegenover 44 megajoule per kilogram voor benzine en 56 megajoule per kilogram voor aardgas.

Bovendien beperkt de techniek het vermogen van de verbrandingsmotor waardoor de topsnelheid en het acceleratievermogen van de omgebouwde auto omlaag gaan. Houtgas bestaat (grofweg) uit 50 procent stikstof, 20 procent koolstofmonoxide, 18 procent waterstofgas, 8 procent koolstofdioxide en 4 procent methaan. Stikstof draagt niet bij aan de verbranding, terwijl koolmonoxide een traag brandend gas is. Dat is nadelig voor verbrandingsmotoren: door het hoge aandeel stikstof krijgt de motor onvoldoende brandstof binnen, wat zo’n 35 tot 50 procent vermogen kost. Daarbij zijn hoge toerentallen niet mogelijk, omdat het gas langzaam brandt.

Hoewel er ook kleinere auto’s voorzien werden van een houtgasinstallatie, vereist de technologie dus liefst een wat grotere en zwaardere auto met een krachtige motor om voldoende vermogen (en autonomie) over te houden. Hoewel de installatie voor een kleinere auto ook kleiner is, nemen de afmetingen en het gewicht ervan niet evenredig af met de afmetingen en het gewicht van de auto. Er zijn ook motorfietsen op houtgas gebouwd, maar die hebben een zeer beperkte autonomie.

Amerikaanse pick-up trucks zijn het beste geschikt voor een houtgasinstallatie, aangezien er voldoende plaats en draagkracht is voor de installatie en voor de brandstof. Nadeel is dat deze wagens niet erg zuinig zijn (en andere weggebruikers in gevaar brengen). Wat oudere Volvo’s zijn ook populair, al heeft dat wellicht niet alleen met hun robuustheid te maken, maar ook met het feit dat de meeste houtmobielen in Scandinavië in elkaar worden geknutseld. Het gewicht en de omvang spelen natuurlijk minder een rol in het geval van vrachtwagens, bussen, treinen of schepen.

Gebruiksvriendelijkheid

Een ander nadeel van houtgasauto’s is hun beperkte gebruiksvriendelijkheid - al is die wel toegenomen in vergelijking met de Tweede Wereldoorlog. Een houtmobiel heeft tot tien minuten nodig om op temperatuur te komen. Ook moeten bij elke “tankbeurt” de assen van de vorige vergassing worden uitgeschept. Het ontstaan van teer in de installatie is niet meer zo’n probleem als zeventig jaar geleden, maar de filters moeten nog altijd wel geregeld worden schoongemaakt. Daarbij komt dan nog de beperkte autonomie, vergelijkbaar met die van een elektrische wagen. Al bij al is het vertrouwde gebruiksgemak van een benzine- of dieselauto dus ver te zoeken.

Het grote aandeel koolstofmonoxide - CO is een sneldodend gas - vraagt bovendien enige voorzorgen voor het geval er een lek in de installatie optreedt: bij montage in de kofferruimte is het van essentieel belang om een koolstofmonoxide-detector in de passagiersruimte te plaatsen en een houtgasauto kan alleen maar in een afgesloten ruimte worden geparkeerd als het gas eerst wordt afgefakkeld (foto hierboven).

Houtmobielen uit de fabriek

Natuurlijk gaat het hier stuk voor stuk om door amateurs omgebouwde auto’s. Zouden er wagens in de fabriek gebouwd worden die speciaal ontworpen worden om op houtgas te rijden, dan zouden de nadelen allicht minder groot zijn, en de voordelen nog groter worden. Die houtmobielen zouden er ook een stuk eleganter kunnen uitzien. Bij de VW Kevers die tijdens de Tweede Wereldoorlog in Duitsland van de band rolden, was de hele mechaniek ingebouwd - aan de buitenkant was er nauwelijks iets van de houtgasinstallatie te zien. De “tank” vullen gebeurde door een gat in de motorkap.

Heeft de houtmobiel een toekomst?

Tijdens de jaren negentig van de vorige eeuw werd waterstof gezien als dé alternatieve brandstof van de toekomst. Daarna was het de beurt aan biobrandstoffen en perslucht en vandaag gaat alle aandacht naar elektrische auto’s. Als ook die technologie niet van de grond komt, is er dus altijd nog de auto op houtgas. Ondanks het industrieel ogende karakter, scoort een houtgasauto op ecologisch vlak opmerkelijk goed.

Er wordt gebruik gemaakt van een hernieuwbare, CO2-vrije brandstof die geen verdere bewerking nodig heeft. Geraffineerde biobrandstoffen (ethanol, biodiesel) ondergaan een energie-intensief raffinageproces en zijn, zoals vermeld, allesbehalve CO2-neutraal. Een houtgasauto heeft geen batterij nodig, en dat is dan weer een belangrijk ecologisch voordeel ten opzichte van de elektrische auto - meestal wordt de ingebedde energie van de accu vergeten bij de berekening van de ecologische score van de elektrische auto.

De productie van waterstof kost dan weer erg veel energie en de opslag ervan stelt serieuze veiligheidsproblemen. De energiedichtheid van perslucht is nog veel kleiner dan die van chemische batterijen of hout.

Ontbossing

Helaas deelt de houtgasauto ook een belangrijk ecologisch probleem met biobrandstoffen: als we ons volledige wagenpark, of een betekenisvol deel ervan, zouden omschakelen naar houtgas, dan staat er nergens ter wereld nog een boom overeind en sterven we van de honger omdat elke vierkante centimeter landbouwgrond wordt ingepalmd door energieplantages. Zo zorgde de houtmobiel tijdens de Tweede Wereldoorlog in Frankrijk voor ontbossing op grote schaal. Net als biobrandstoffen is de technologie dus niet schaalbaar.

Toch is er één verschil op dat vlak. Een auto op ethanol of biodiesel is even gebruiksvriendelijk als een auto op benzine of diesel. Een houtgasauto is dat niet. Houtgas is zonder meer de minst gebruiksvriendelijke alternatieve brandstof. Een overschakeling naar houtmobielen zou er dus alleen maar voor kunnen zorgen dat we minder gaan autorijden. Als je auto tien minuten moet voorverwarmen, ben je wellicht niet zo snel geneigd om er 3 kilometer ver mee naar de bakker te rijden. Met de fiets ben je immers veel sneller weer thuis. Als je eerst een uur hout moet hakken, neem je wellicht ook eerder de trein om een dagje naar het strand te gaan.

Voor referenties, extra bronnen en commentaren zie https://www.lowtechmagazine.be/2010/01/houtgas-als-alternatieve-brandstof-voor-autos.html