Hoe wordt waterstof gebruikt in trucks?
Waterstof kan worden gebruikt om een verbrandingsmotor van brandstof te voorzien, vergelijkbaar met een gecomprimeerde aardgasmotor (CNG). Een andere oplossing is om waterstof te gebruiken in een brandstofcel waar het elektriciteit opwekt om het voertuig aan te drijven. Waterstof kan ook worden gebruikt als een extra brandstofcel om de actieradius van een elektrisch voertuig op batterijen te vergroten.
Wat zijn enkele voordelen van waterstofbrandstof?
Wanneer waterstof wordt gebruikt om een brandstofcel aan te drijven, zijn de enige bijproducten water en warmte, en geen verontreinigende stoffen of broeikasgassen. Afhankelijk van hoe de waterstof wordt geproduceerd, kan het een extreem schoon alternatief zijn voor diesel. Waterstof is krachtiger dan u zou denken: 80 kg waterstof kan genoeg energie leveren om een truck 800 km te laten afleggen! Het tankproces voor waterstofvoertuigen is ook snel en eenvoudig.
De aandrijving in voertuigen met waterstofbrandstofcellen is elektrisch. Dit betekent dat de rijervaring vergelijkbaar is met een elektrische truck; geen motorgeluid, een snelle start en de mogelijkheid om remenergie terug te winnen.
Wat zijn enkele nadelen van waterstofbrandstof?
Waterstof is zeer reactief, dus het heeft de neiging om andere materialen te eroderen en het is ook zeer ontvlambaar. Dit zijn factoren die het transport moeilijk en duur maken. Een ander groot probleem is het gebrek aan en de hoge kosten voor de aanleg van waterstofinfrastructuur. Vandaag zijn er slechts 337 waterstoftankstations over de hele wereld, het meeste in Duitsland en Japan. Hoewel is aangetoond dat bestaande CNG-infrastructuur kan worden gebruikt om waterstof te transporteren en op te slaan, is dit geen goede oplossing voor brandstofcellen die op zeer schone waterstof moeten werken.
Waterstofbrandstofcellen zijn ook duur om te produceren, omdat de productie nog steeds kleinschalig is en handmatige processen vereist. Een andere belangrijke kostencomponent is de waterstoftank, die groot is en veel ruimte in beslag neemt. Ten slotte zijn er de kosten van de waterstofbrandstof die aanzienlijk hoger zijn dan die van diesel.
Hoe milieuvriendelijk is waterstof?
Wanneer waterstof reageert met zuurstof in een brandstofcel, is de enige uitstoot water. Dus wanneer een truck wordt aangedreven door een brandstofcel, zijn er geen schadelijke uitlaatemissies. Maar bij elke maatregel van klimaatimpact moet ook rekening worden gehouden met het productieproces van waterstof, dat zeer energie-intensief is. De meeste waterstof wordt tegenwoordig geproduceerd met steenkool of aardgas. Maar als de elektriciteit die wordt gebruikt voor de productie afkomstig is van hernieuwbare energiebronnen, kan de waterstofbrandstof een bijna neutrale CO2-voetafdruk hebben (dit staat bekend als 'groene waterstof'). Een andere manier om de voetafdruk van waterstof te verkleinen is Carbon Capture Storage (CCS), het proces waarbij de CO2-emissies van SMR worden opgevangen, getransporteerd en permanent diep onder de grond worden opgeslagen.
Waterstof vs. elektrische trucks, hoe verhouden ze zich tot elkaar?
Een alternatief voor diesel heeft alleen kans van slagen als het een duidelijk voordeel biedt op het gebied van kosten, actieradius en beschikbaarheid van infrastructuur. Zo verhouden waterstofbrandstofcellen zich tot elektrische voertuigen:
Kosten: Zowel waterstofbrandstofcellen als lithium-ionbatterijen zijn beide duurder dan diesel. De kosten van lithium-ionbatterijen dalen echter snel. Bloomberg voorspelt dat het omslagpunt, wanneer elektrische voertuigen goedkoper worden dan hun tegenhangers met verbrandingsmotoren, al in 2022 zou kunnen zijn. Omdat de ontwikkeling en uitrol van waterstofvoertuigen beperkt is gebleven, is het moeilijk om vergelijkbare winsten te meten.
Rijbereik: Waterstofbrandstofcellen hebben een grotere energiedichtheid dan batterijen en bieden daarom een groter bereik aan een voertuig. In feite is de energie-gewichtsverhouding van een waterstoftank van 700 bar tien keer hoger dan die van een batterij. Waterstofbrandstofcellen zijn ook lichter dan batterijen, wat betekent dat waterstofvoertuigen een hoger laadvermogen aankunnen.
Infrastructuur: de ontwikkeling en productie van lithium-ionbatterijen is veel verder gevorderd dan waterstofbrandstofcellen. Elektrische trucks hebben bewezen commercieel levensvatbaar te zijn, vooral in het stedelijk transport. Ook de laadinfrastructuur voor elektrische voertuigen is veel verder gevorderd. Zo waren er in de Verenigde Staten 20.000 elektrische laadpalen in 2018 en minder dan 45 waterstoftankstations.
Vervangt waterstof diesel of elektrische trucks?
Waterstof wint veel aan belangstelling. De meeste grote auto- en truckbedrijven, waaronder Volvo Trucks, doen onderzoek, werken aan oplossingen en sluiten partnerschappen om de technologie te ontwikkelen. Maar het is niet alleen de auto-industrie die zich bewust wordt van het potentieel van waterstof.
Met de groeiende bezorgdheid over de klimaatverandering en de vraag naar een "groen herstel" van COVID-19, tonen overheden meer interesse (en ze investeren!) in waterstof. Afgelopen mei onthulde de EU een herstelplan van € 750 miljard om groen transport en groene industrieën te financieren. In het plan, dat is toegespitst op de Europese Green Deal, wordt waterstof als prioriteit benadrukt, met plannen om de technologie te ontwikkelen door middel van een investeringsagenda en vrije grensoverschrijdende handel in waterstof. Eerder dit jaar werd ook een European Clean Hydrogen Alliance aangekondigd die investeerders samenbrengt met overheidsinstanties, institutionele en industriële partners.
Hoewel deze ontwikkelingen allemaal goed zijn voor de toekomst van waterstof in het vrachtvervoer, zijn er nog veel hindernissen om een zinvolle klimaat- of economische bijdrage te leveren. Een gebied waar waterstof echter veelbelovend is, is in zwaar en veeleisend langeafstandstransport, waar het kan worden gebruikt om een elektrische aandrijflijn van energie te voorzien. Dit betekent dat in plaats van elektrische trucks te vervangen, die meer geschikt zijn voor distributie en regionaal transport, beide technologieën kunnen samenwerken om een duurzamer transportsysteem op te bouwen.
Wat betreft de vraag of waterstof de dieselmotor kan vervangen: het streven naar duurzamer transport betekent dat waterstof waarschijnlijk sommige dieselvoertuigen zal vervangen. Vooral als er een duidelijke business case en concurrentievoordeel is om dit te doen.
Alternatieve brandstoffen: De voor- en nadelen beoordelen
Waterstofbrandstofcellen, elektrische trucks, biobrandstoffen, bio-LNG, ... De lijst met verschillende alternatieven voor diesel lijkt alleen maar langer te worden. Als transportbedrijf kan het moeilijk zijn om het landschap van de alternatieve brandstoffen te begrijpen en er wegwijs in te worden. Om u te helpen, heb ik een gids opgesteld met een overzicht van de werking van elke technologie en de voor- en nadelen ervan.
