Waterstoftrekker gaat door waar de accu afhaakt

Vrachtwagens, trekkers en shovels die de hele dag werken en ver van een laadpaal blijven, kunnen weinig met elektrische aandrijving op een accu. De techniek gaat wel snel vooruit, het stroomnetwerk verbetert, en de elektrische voertuigen worden wel krachtiger. Maar trekkers blijven te groot en zwaar om met een accu langdurig vermogen te leveren.

Opslag van energie in een accu is ook al beperkt. Elektrische aandrijving is daarom vooral geschikt als hybride oplossing met een verbrandingsmotor of voor alleen lichte voertuigen. Zwaardere machines hebben meer aan waterstof als energiedrager.

Waterstofaandrijving is geen ver-van-mijn-bedshow meer, blijkt op de Achterhoekse Waterstofdagen in Doetinchem. Kuster Energy opende daar het grootste openbare waterstoftankstation van West-Europa.

Steeds meer tankstations

Paul Bombeld van Waterstofmagazine schetst de huidige situatie. ‘Vijf jaar geleden werd het eerste waterstoftankstation neergezet, inmiddels zijn het er ruim twintig. Duitsland heeft er al negentig en Denemarken heeft de grootste dichtheid: 60 procent van de bevolking woont in de buurt van een waterstoftankstation. Over vijf jaar zullen er ook veel meer tankstations staan in Nederland.’

Voor de offroadsector zoals landbouw en bouw die niet telkens naar een ver gelegen tankstation kunnen, is er een andere oplossing. Gespecialiseerde bedrijven brengen flessen waterstof op locatie en vullen de lege flessen weer af. Net zoals dat met aardgas gaat. Tanken duurt tien minuten.

Al veel voertuigen op waterstof

Auto’s, vrachtwagens en ook trekkers op waterstof zijn talrijk. In de jaren zestig werd er al mee geëxperimenteerd. De Toyota Mirai (personenauto) rijdt 660 kilometer op een tank waterstof. Een tank bevat ongeveer 6,5 kilo waterstof en kost rond de 10 euro per kilo, exclusief btw.

Zwitserland bestelde zelfs 1.600 waterstofvrachtwagens bij Hyundai, die nu in rap tempo worden geleverd. Overheidssubsidie maakt het leasen betaalbaar. Regelgeving geeft een waterstofvoertuig voorrang bij het laden en lossen. Diesels kosten dan niet alleen geld, maar ook tijd waardoor grote supermarktketens en retailers direct aanhaakten.

In Nederland wordt in Groningen een fabriek gebouwd voor de Hyzon-vrachtwagens op DAF-onderstel. Het bedrijf Universal Hydrogen uit Los Angeles gaat zelfs vrachtvliegtuigen bouwen op waterstof.

Voor de bouwsector wordt verwacht dat ondernemers vlot overstappen op waterstofaandrijving. Veel projecten liggen stil, maar de overheid betaalt voor duurzame oplossingen. Bij aannemersbedrijf Mourik Infra is een 30-tons Liebherr R926 Generatie 8-kraan omgebouwd op waterstof.

Waterstoftrekker praktijkrijp

Inmiddels zijn er ook voorbeelden van trekkers op waterstof. De EOX van H2Trac uit Arnhem met cabine in het midden en breedspoorassen is op termijn met een brandstofcel te leveren.

De New Holland H2 Dual Power van 140 pk die vorig jaar werd geïntroduceerd, draait als enige waterstoftrekker in de praktijk. Inmiddels zijn er tien gebouwd die allemaal naar aannemers of bedrijven in de groenvoorziening gingen en werken in overheidsprojecten. Voor 70.000 euro is de ombouwkit te monteren op een standaard T5 met traploze transmissie.

Het gaat bij de New Holland om een Dual Fuel-uitvoering (hybride) waarbij de viercilinder FPT-motor gewoon start op diesel. De vijf waterstoftanks met samen 470 liter inhoud zijn onder een flinke pet op de cabine geplaatst.

De waterstof wordt via een dunne leiding langs de cabinestijl met 7 bar in de luchtinlaat geïnjecteerd tijdens de aanzuigslag van de cilinder. Tijdens de compressieslag mengt de gasvormige waterstof met diesel. Er kan tot 65 procent waterstof worden bijgemengd. De trekker blijft dus diesel gebruiken en heeft nog steeds wat CO2-uitstoot.

Verder op diesel bij lege tank

‘Er verandert niks aan de koppelcurve’, zegt Ariën Verwey van New Holland. ‘Op een gemiddelde dag wordt er 45 procent waterstof bijgemengd. Bij pieken wordt er 20 procent waterstof bijgemengd. De energiedichtheid van diesel is immers groter waardoor diesel meer koppel en vermogen levert. Als de tanks van totaal 11,5 kilo waterstof leeg zijn, heb je 40 liter diesel bespaard.’ Voordeel is dat de trekker bij lege waterstoftanks het werk af kan maken op diesel.

De trekker is geen fabrieksproduct van New Holland en staat los van de New Holland NH2 die in 2009 werd getoond. Dit prototype had een brandstofcel waarin zuurstof uit de buitenlucht via elektrolyse de waterstof onder de motorkap omzet naar elektriciteit.

Bij een brandstofcel wordt waterstof (H2) en zuurstof (O2) via elektrolyse omgezet in water (H2O) en stroom. Als waterstof is geproduceerd vanuit zonne- of windenergie, heet het groene waterstof. Dat is echter niet toereikend om veel voertuigen op te laten rijden en dus wordt stroom voor de productie van het net getrokken. Waterstof als restproduct van chemische fabrieken of uit aardgas heet grijze waterstof.

‘Brandstofcellen zijn extreem duur en de levensduur is nog onbekend’, schetst Verwey. ‘Ook is dan sprake van een elektrische aandrijving, wat verder ingrijpt op de bestaande trekkers dan de Dual Power-techniek waarbij de mechanische aandrijving gelijk blijft. Elke monteur kan deze trekker repareren, terwijl je bij een brandstofcel en elektrische aandrijving naar een compleet nieuwe techniek gaat.’

Weinig onderhoud

Gert Jan Rap van RAP Clean Vehicle Technologie schetst zijn ervaring met onderhoud aan voertuigen op waterstof. ‘Waterstof is een extreem klein geur- en kleurloos molecuul, dus het is belangrijk dat alles goede afdichtingen heeft.

‘Waterstof is brandbaar en kan een explosief mengsel vormen met vlammen die overdag slecht zichtbaar zijn. Het is daarmee echter niet gevaarlijker dan andere systemen. Als er wat fout gaat, is dat in 80 procent van de gevallen door menselijk handelen’, stelt Rap

Bij een elektrische aandrijflijn achter een accu of brandstofcel moeten de remmen wel vaker worden gecontroleerd, waarschuwt Rap. ‘Die gebruik je veel minder. Verder moet het luchtfilter regelmatig worden vervangen, net als het de-ionisatiefilter.’

Een stack met meerdere brandstofcellen vraagt verder amper onderhoud, weet Rap. ‘Het heeft geen bewegende delen. De cel is alleen een anode en kathode met een membraan ertussen. Ook de tanks met dikke wand en de verplichte cilinderafsluiter om de tank af te blazen bij brand, vragen amper onderhoud.’

Wetgeving voor een werkplaats is er nog amper, behalve dat deze goed geventileerd moet zijn met gasdetectie, er een risico-veiligheidsanalyse is gedaan en dat het personeel getraind moet zijn.