TECHNIEK

TECHNIEK

Hoe werkt een waterstoftruck?

Steeds vaker hoor je erover: waterstoftrucks. Sommige merken werkten er al aan, maar Volvo en Mercedes nog niet. Zij sloten voor het eerst in hun bestaan een samenwerkingsverband hierover. Maar wat zijn waterstoftrucks precies, wat gebeurt er onder de motorkap? Komt er inderdaad alleen nog waterdamp uit de uitlaat? Hoe gevaarlijk is waterstof en wat staat de truckwereld hiermee te wachten? BIGtruck legt uit.

“Chauffeurs moeten zich er in elk geval op instellen dat elektrische trucks veel sterker zijn dan dieseltrucks”

In de eerste plaats geldt dat een truck die op waterstof rijdt, in feite een elektrische truck is. Want een waterstoftruck rijdt niet op waterstof, waterstof is een energiedrager. Waterstof is het element dat het meest in het heelal voor komt en nergens hebben we meer van op aarde dan van water. In een brandstofcel reageert waterstof met zuurstof, waardoor een elektrische stroom wordt geproduceerd, waarmee een elektromotor zijn diensten kan bewijzen, of, zoals we nu ook zien, meerdere elektromotoren. Het enige restproduct is water en dat zie je wel eens aan de uitlaat van een waterstoftruck druppelen. Hierbij is sprake van een continu proces, dus het gaat maar door, met als gevolg dat je altijd elektriciteit hebt voor je elektromotor(en). De techniek ontwikkelt zich razendsnel, zodanig, dat ook grote, constante vermogens mogelijk zijn. Met name voor de truckwereld wordt waterstof gezien als hèt antwoord op het probleem van de grote batterijpakketten, die ten koste gaan van het laadvermogen en die een batterij-elektrische truck erg zwaar maken waardoor je veel minder kunt laden!

Efficiency

Niet iedereen is het daarmee eens. Ook al zien we een start-up als Nikola Motors in de VS flink opgeld maken met partnerschappen met grote, betrouwbare toeleveranciers en met een truckproducent als Iveco, toch denkt een autobouwer als Tesla dat het efficiënter is om een truck met een batterijpakket te laten rond rijden. Als argument voert Tesla aan dat waterstof produceren veel energie kost. Want wanneer trucks massaal met een brandstofcel uitgerust gaan worden, dan moet er natuurlijk flink veel waterstof geproduceerd gaan worden. Shell zegt dat het zeker tot 2030 zal duren eer waterstof op grote schaal verkrijgbaar zal zijn. Het op grote schaal produceren van waterstof kost overigens best veel energie, zeggen de partijen die met accupakketten werken. Maar om vervolgens in een brandstofcel waterstof om te zetten in elektriciteit, gaat van de resterende 55% nog eens 55% verloren. Zo resteert een thermisch rendement van tussen de 25 en 35%. Dat is ongeveer hetzelfde als van een benzinemotor. De aandrijflijn is ook stukken duurder dan batterij-elektrisch in het geval van personenauto’s.

Voordelen

In het geval van bedrijfsauto’s zijn er, zeker in zwaardere klassen, natuurlijk ook voordelen van waterstof als aandrijflijn. Het tanken van waterstof duurt veel korter dan het opladen van een batterijpakket voor een truck. Met de getankte waterstof komt een vrachtwagens hoogstwaarschijnlijk verder dan een truck met een batterijpakket. Trucks met een brandstofcel zijn minder zwaar dan een exemplaar met een batterijpakket.

Prijs

Op dit moment kost waterstof ongeveer tien euro per kilo. Dat leidt volgens Shell tot een kilometerprijs van zo’n 10 cent, dus nu al is de prijs competitief. Voor trucks geldt dit ook. Maar wanneer er overal op grote schaal; waterstof wordt geproduceerd, dan zal de prijs verder dalen, verwacht Shell. Het bedrijf laat het er niet bij zitten. Shell is betrokken bij een grootschalig project, Nort H2 geheten, waarbij samen met GasUnie, de provincie Groningen en Seaports. Hierbij produceert een groot windpark in de Noordzee 10 Gigawatt elektriciteit aan een waterstoffabriek in de Eemshaven. Hiermee moet op jaarbasis 800.000 ton groene waterstof worden opgewekt.

Hernieuwbaar

In de wereld zoals Nikola die ziet, kun je niet alleen een waterstoftruck leasen, ook de benodigde waterstof betrek je van Nikola. Dit gebeurt doordat Nikola een netwerk opzet van waterstoftankstations verspreid over de VS die hun eigen waterstof genereren. Ook voor Europa heeft Nikola, samen met de Noorse partner Nell een plan bedacht om zulke waterstoftankstations te gaan bouwen. Daar moet nog wel de nodige investering aan te pas komen, want zulke tankstations kosten nu nog miljoenen. Even terzijde: wanneer je een tankstation moderne stijl wilt bouwen dat naast diesel, ook CNG, LNG en waterstof aanbiedt, en dat oplaadpunten voor tractiebatterijen heeft, dan ben je zo maar vijf keer duurder uit dan met een tankstation dat alleen diesel en benzine geeft. De plannen van Nikola waarbij elk tankstation zijn eigen waterstof opwekt met behulp van zonne-energie, gaat in de VS zeker ween en in Europa in elk geval deels. Dat laatste is niet voldoende (aanvullen). Hoofdzaak is dat Nikola wil voorkomen dat tankauto’s met waterstof heen en weer moeten rijden, dat is te gevaarlijk, stelt het bedrijf.

Sterk

Chauffeurs moeten zich er in elk geval op instellen dat elektrische trucks veel sterker zijn dan dieseltrucks. Daarom zal een automatisch schakelende twaalfbak overbodig worden. Al bij stationair toerental is het maximum koppel aanwezig en dat garandeert snellere acceleratie dan we nu bij de beste diesels zien. Omdat de meeste elektrische trucks remenergie regenereren, zul je merken dat je zelf veel minder hoeft te remmen, zelfs wanneer je beladen bent.

Lopende projecten

Eind maart kwam ons kabinet met een Visie Waterstof. Daarin staat dat het kabinet erkent dat waterstof in de energietransitie een belangrijke rol heeft. Een rol die zeer waarschijnlijk leidt tot meer werkgelegenheid. “Het is cruciaal dat we tijdig CO2 vrije waterstof als een schaalbare energiedrager introduceren waarmee we verder kunnen met de integratie van wind- en zonne-energie in de energievoorziening”, schrijft het kabinet, dat schat dat er in ons land zo’n 250 bedrijven bezig zijn met waterstof. Eentje lichten we eruit, Holthausen in Hoogezand. Bij dit bedrijf worden bestaande trucks en bestelauto’s omgebouwd tot voertuigen die hun elektriciteit uit waterstof betrekken. Ze begonnen met huisvuilauto’s, de meest voor de hand liggende eerste stap. Een tweede, Europees ondersteund project is H2-Share, een project dat door WaterstofNet gecoördineerd wordt en dat enkele trucks die hun elektriciteit uit waterstof halen en waaraan bedrijven uit Nederland en de landen om ons heen meedoen.

Nieuwe merken

Sowieso ziet het er naar uit dat de transitie naar andere aandrijvingen dan diesel, zal leiden tot nieuwe merken op de truckmarkt. Denk in de eerste plaats aan Hyundai. De Koreanen ontwikkelden al de Xcient met een volledige Euro 6 dieselaandrijving. Naar West-Europa kwam die niet. Maar nu er een nieuw tijdperk aanbreekt, schakelt Hyundai op door te streven naar duizend waterstoftrucks die in Zwitserland gaan rijden. Dit zijn 18 tons bakwagens met een brandstofcelsysteem dat goed is voor 190 kW (258 pk) die een elektromotor aandrijft van 350 kW (476 pk en 3400 Nm koppel!) en waarmee een bereik mogelijk is van 400 kilometer. In zeven minuten kan er waterstof worden getankt voor de volgende 400 kilometer. Dan is er natuurlijk Nikola, de Amerikaanse start-up die inmiddels alle grote leveranciers en een bekende truckfabrikant aan boord heeft om ambitieuze plannen te verwezenlijken. Nikola staat er niet alleen voor, het werkt samen met Bosch, Wabco en met Iveco. Er zijn nog meer initiatieven, maar wij vermoeden dat wanneer de bekende merken de smaak te pakken hebben, hooguit Hyundai en Nikola-Iveco over zullen blijven. Van die bekende merken doet Scania een test met een klant in Noorwegen, doet Paccar tests in de haven van Los Angeles met Toyota, een project waar ongetwijfeld ook DAF-ingenieurs bij meekijken. Volvo, Renault MAN en Mercedes-Benz lijken nu voornamelijk bezig met batterijpakketten.

Wanneer?

Hyundai is al begonnen met leveringen in Zwitserland en overal worden tankstations gebouwd. Dit is ook in Nederland het geval. Nikola en Iveco willen in de zomer van 2020 beginnen met tests met de batterij-elektrische versie van de nieuwe truck. Dit alles betekent dat we de komende jaren nog heel wat geëxperimenteer gaan zien. Daarbij zal de techniek zich nog flink verder verbeteren. In de tweede helft van dit decennium, dus vanaf 2025, zul je zo af en toe een of enkele trucks gaan zien die op waterstof rijden, en dan bedoel ik niet alleen huisvuilauto’s.

Tim de Jong

DEEL DIT ARTIKEL: