H2-Modus

Fabrikanten van mobiele machines als rioolreinigers, graafmachines en aggregaten, hebben moeite om hun producten te verduurzamen. Relatief grote vermogens en lange bedrijfstijden, in combinatie met een beperkte toegang tot elektrische infrastructuur op de plek van inzet, maken batterij elektrische oplossingen minder geschikt. Nederlandse fabrikanten van mobiele machines laten hun oog daarom op waterstof vallen. Energiedrager waterstof, geproduceerd uit een duurzame bron, biedt via een brandstofcelsysteem op de machine en elektrificatie van de aandrijflijn de mogelijkheid grotere vermogens gedurende langere tijd zero-emission te realiseren.
Grote fabrikanten van bijvoorbeeld personenauto’s of vrachtwagens zijn prima in staat de daarvoor benodigde kennis zelf in huis te halen en een dergelijke brandstofcelhybride aandrijflijn in enkele generaties door te ontwikkelen tot een commercieel product, volledig geoptimaliseerd voor de eigen toepassing. Mobiele machines kennen echter kleinere oplagen en dus ook kleinere fabrikanten, veelal MKB bedrijven, met bescheiden mogelijkheden. Zij kunnen ontwikkelingskracht halen uit samenwerking met vergelijkbare bedrijven met andere toepassingen.
Een resultaat van zo’n samenwerking is bijvoorbeeld software om brandstofcelhybride aandrijflijnen te dimensioneren op basis van energievraagpatronen van de specifieke toepassing. Hoewel de toepassing anders is, kan de generieke dimensioneringssoftware prima worden gedeeld. Ook kunnen op module niveau hardware ontwerpen worden gedeeld om zo te versnellen met de realisatie van een eerste eigen brandstofcelhybride aandrijflijn.
Het consortium van 25 partners met daaronder 16 MKB bedrijven streeft er dan ook naar dergelijke kennis en tools beschikbaar te krijgen voor de deelnemende partijen. Daarbij gewerkt op de volgende thema’s: dimensionering, verkrijgbaarheid componenten, besturing en energie management, veiligheid en vergunningen, de logistiek om waterstof bij de eigen toepassing te krijgen en de uiteindelijke kosten.
Doelstelling van het consortium is om binnen het tweejarige project tot prototypen te komen, zodat projectresultaten kunnen worden gevalideerd en er al binnen de looptijd van het project een eerste kwantificeerbare emissie-reductie wordt behaald.

Eindrapportage

• Veel energie-intensieve mobiele applicaties (bouwmachines, vrachtwagens, schepen) draaien op fossiele brandstoffen; voornamelijk diesel. Hierbij komen fijnstof, stikstofoxiden en CO2 vrij. Vanuit economisch, juridisch en/of ideologisch oogpunt is er behoefte aan duurzamere energiebronnen. Gezien het mobiele karakter en het hoge energiegebruik zijn batterijen minder geschikt. Waterstof kan dan vaak wel gebruikt worden. Brandstofcellen hebben geen emissies, en als de waterstof duurzaam is (zonne- of windstroom) is er ook geen CO2 uitstoot in de keten.
• Het brandstofcelsysteem in een mobiele applicatie bestaat uit een onder andere uit een waterstoftank, brandstofcel, batterij en Energie Management Systeem (EMS). De batterij vangt fluctuaties in de energievraag op zodat de brandstofcel stabieler kan draaien. De EMS is het systeem dat dit regelt.
• Op dit moment zijn er geen goede openbaar toegankelijke modellen waarmee een bedrijf zelf kan kijken of het praktisch is dat zijn mobiele applicatie waterstof gaat gebruiken en hoeveel deze transitie gaat kosten.
• In dit project is er experimenteel gekeken aan welke voorwaarden brandstofcelsystemen moeten voldoen wanneer deze worden toegepast in mobiele applicaties. Ook zijn er 3 modellen ontwikkeld waarmee een inschatting van haalbaarheid en kosten van zo’n systeem berekend wordt. Het eerste systeem is gemaakt voor een ondernemer en is te gebruiken zonder gedetailleerde kennis van een brandstofcelsysteem; alleen het energieprofiel van de applicatie is nodig. Het tweede model is complexer en vereist specialistische kennis, maar is wel nauwkeuriger en kan aangeven welke soort EMS het beste is. Het derde model maakt een blauwdruk van het systeem.
• Diesel kan je bij elk tankstation halen; waterstof niet. Daarom is er ook een model gemaakt dat kijkt naar hoe je de waterstof het beste op locatie kunt krijgen en hoe duur dat is.
• Tot slot is er gekeken naar hoe een brandstofcelsysteem veilig gebruikt kan worden, zowel bij gebruik als bij opslag.