De brandstofcel als interessant alternatief

Duurzame mobiliteit

Om de klimaatdoelen te halen en transport versneld te verduurzamen zijn naast batterij-elektrische oplossingen ook andere schone alternatieven zoals waterstof nodig. De brandstofcel is hierin een veelbelovende oplossing als volledig elektrisch niet optimaal kan worden ingezet. TNO Mobility and Built Environment zet haar jarenlange expertise op het gebied van waterstof, aandrijftechnologie en motorontwikkeling in om deze brandstofceltechnologie verder te ontwikkelen en op te kunnen schalen.

Klimaatuitdagingen in de transportsector

In lijn met het Klimaatakkoord van Parijs hebben de EU-lidstaten afgesproken om in 2030 minimaal 55% minder broeikasgassen uit te stoten vergeleken met 1990 (Green Deal). Bovendien wil de EU in 2050 klimaatneutraal zijn. De nieuwe CO2-wetgeving voor zware wegvoertuigen vereist dat de uitstoot in 2030 met 45% wordt verminderd ten opzichte van 2019, en tegen 2040 zelfs met 90%.

Hoewel batterij-elektrische aandrijvingen worden gezien als het belangrijkste alternatief voor fossiele brandstoffen, zijn er ook andere oplossingen nodig. Zo is voor zwaar goederenvervoer over de weg en het water over lange afstanden een batterij-elektrische aandrijving niet altijd geschikt.

Om er toch voor te kunnen zorgen dat tegen 2050 alle transportmiddelen op duurzame energie rijden of varen is het belangrijk om in te zetten op een mix van duurzame technologieën en energiedragers. Daarom is waterstof, naast biobrandstoffen en synthetische brandstoffen, een interessant alternatief voor het (zware) weg-, water- en off-road transport.

Biobrandstoffen en synthetische brandstoffen dragen bij aan het reduceren van de CO2-uitstoot van het wegverkeer. Echter, voor vrachtwagenfabrikanten tellen deze alternatieven niet mee in de Europese “tank to wheel” CO2-normen die gelden voor nieuwe verkopen.

Onze visie

Dat maakt waterstof – dat geen koolstof bevat en dus geen CO2 uit stoot een uitstekend alternatief voor de verduurzaming van zwaar transport. Met een brandstofcel wordt waterstof omgezet in elektriciteit, met een verbrandingsmotor wordt waterstof omgezet in energie voor de aandrijving. In beide gevallen komt alleen water vrij en hooguit een te verwaarlozen hoeveelheid stikstofoxide.

Ons land heeft een groot marktaandeel en belang in de Europese trucksector. Met behulp van de Nederlandse kennis en voorsprong in brandstofcellen en waterstofverbrandingsmotoren kunnen we dit aandeel veiligstellen voor de toekomst.

Niet alleen in zwaar wegtransport kan waterstof en de brandstofcel een gamechanger zijn, maar ook in de scheepvaart. Innovatieprocessen in de automotive verlopen doorgaans sneller dan in de maritieme wereld. Met name de binnen- en kustvaart in Nederland kunnen profiteren van deze technologievoorsprong.

Daarnaast zou de waterstof brandstofcel ingezet kunnen worden voor non-road mobile machinery als schoon alternatief voor stationaire dieselaggregaten, grondverzet- en landbouwmachines met aanzienlijke lokale milieuvoordelen.

Onze oplossingen

De brandstofcel is een interessante alternatieve aandrijflijn als aanvulling op batterijaandrijving om afhankelijkheid van één type technologie te voorkomen. De brandstofcel is geluidloos, heeft geen emissies en biedt een hoge efficiëntie om waterstof om te zetten naar elektriciteit. Bij TNO doen we onderzoek naar de verlenging van de levensduur van brandstofcellen. Dit is van belang vanwege de nu nog hoge aanschafkosten ervan. We doen dit voor de huidige PEM-technologie en werken aan een besturingsplatform voor een nieuwe technologie genaamd SOFC.

Unieke testfaciliteiten

Bij het Innovation Centre for Sustainable Powertrains (ICSP) van TNO in Helmond doen we veel onderzoek naar brandstofcellen en batterij-elektrische aandrijflijnen. Onze brandstofcel- en batterijprojecten zijn niet zozeer gericht op de ontwikkeling van batterijen en brandstofcellen zelf, maar op het verlengen van de levensduur ervan en het optimaal gebruik voor de verschillende mobiliteitstoepassingen.

TNO beschikt over specifieke testfaciliteiten voor heavy-duty trucks en scheepsmotoren. De faciliteiten zijn uitgerust met waterstof infrastructuur, er zijn koelingsmogelijkheden en de mogelijkheid om fuel cells te koppelen aan batterij systemen. Tot slot beschikt TNO over een klimaat- en drukkamer waar we de werkomstandigheden van een truck kunnen nabootsen bij extreme temperaturen en grote hoogte in de bergen.

Green Transport Delta

Om waterstof voor toepassing in zowel trucks, binnenvaartschepen als mobiele power units verder te ontwikkelen werkt TNO met partners samen in het project Green Transport Delta-Waterstof (GTD-H). Samen met Nederlandse industriepartners en andere kennisinstellingen werkt TNO binnen dit project aan de realisatie van prototypes waarbij nauwlettend rekening wordt gehouden met wet- en regelgeving en andere marktspecifieke factoren. Op deze manier helpt TNO de consortiumpartners met het bereiken van een vooraanstaande positie.

TNO komt graag in contact met bedrijven, instanties en overheden die met waterstof de duurzame toekomst van transport en logistiek willen versnellen.