Waterstofverbrandingsmotor maakt zwaar materieel sneller CO2-neutraal

De transportsector is in Europa verantwoordelijk voor een kwart van de totale CO₂-emissies. Daarvan is ruim 13,5% afkomstig van goederenvervoer over water. Om dit probleem aan te pakken, moet de sector tot 2050 haar CO₂-uitstoot halveren ten opzichte van 2008. De Nederlandse Greendeal schrijft voor dat de binnenvaart haar CO₂-emissies in 2030 met 40 tot 50% moet hebben teruggedrongen ten opzichte van 2015.

Stevige ambities die vragen om een snelle overschakeling op duurzame alternatieven. Maar dat wordt bemoeilijkt door de lange economische levensduur van scheepsmotoren, weet ook Erik Doosje, Senior Scientist bij TNO. “Die motoren gaan zomaar 20, soms wel 30 jaar mee. En dat probleem heeft niet alleen de scheepvaart. Ook in bijvoorbeeld het wegtransport, de energiesector en de bouw heb je te maken met zwaar materieel, dat lang meegaat en bovendien minder geschikt is voor elektrificatie.”

Bewezen technologie

Voor al deze toepassingen werkt TNO aan een veelbelovend alternatief: de waterstofverbrandingsmotor. Xander Seykens, Senior Research Scientist bij TNO: “Het rendement van een verbrandingsmotor met diesel of waterstof  als brandstof ontloopt elkaar weinig. Met groene waterstof uit hernieuwbare bronnen wordt de CO₂-emissie tot nul gereduceerd.”

In tegenstelling tot veel andere duurzame alternatieven, maakt deze innovatie gebruik van betrouwbare, bewezen technologie en een bestaande waardeketen, wat voor een snellere acceptatie kan zorgen. De motoren zijn schoon, recyclebaar en relatief goedkoop te produceren, zeker in vergelijking met een batterij of brandstofcel. En productie is niet afhankelijk van schaarse grondstoffen die van ver moeten komen.

Maar het grootste voordeel van deze technologie is ongetwijfeld dat je ook bestaande motoren kunt aanpassen. “Met verschillende aanpassingen kun je bijvoorbeeld een scheepsmotor geschikt maken om deels nog op diesel, of volledig op waterstof te lopen”, legt Erik Doosje uit. “Retrofit is een cruciaal voordeel, omdat je zwaar materieel hierdoor veel sneller kunt verduurzamen. De ‘dual-fuel’-optie geeft extra bedrijfszekerheid als de infrastructuur of beschikbaarheid van waterstof nog niet optimaal is.”

Onderscheiden waterstoftruck

Ook steeds meer stakeholders in de wegtransportsector geloven in deze technologie om versneld de CO2-uitstoot te reduceren. Samen met TNO ontwikkelde DAF een eerste truck met waterstofverbrandingsmotor. Erik Doosje: “Belangrijk voor DAF was onze jarenlange ervaring met verbrandingsmotoren, in combinatie met onze kennis op het gebied van waterstof. Daarnaast helpen we sectoren vooruit met een snelle, succesvolle implementatie van technologie door als spin in het web partijen bij elkaar te brengen. Zo breng je als kennisinstituut het bedrijfsleven én Nederland verder.”

Het prototype, dat inmiddels is onderscheiden met de Truck Innovation Award 2022, wordt verder in de praktijk getest op betrouwbaarheid en veiligheid.

Tweede leven voor verbrandingsmotor

Voor een brede toepassing van waterstof in verbrandingsmotoren zijn er ook nog de nodige uitdagingen. Een belangrijke is het opschalen van de productie van groene waterstof. Daarom werken we bij TNO aan electrolysers met een groter vermogen, een langere levensduur en lagere kosten. Ook innoveert TNO op het gebied van opslag, transport en gebruik van waterstof.

Xander Seykens: “Cruciaal is verder dat er bewustwording komt bij beleidsmakers om regelgeving te introduceren die de implementatie van waterstofmotoren mogelijk maakt. De verbrandingsmotor heeft 150 jaar bijgedragen aan onze welvaart. Met hernieuwbare brandstoffen krijgt deze technologie een tweede leven en versnellen we de energietransitie in sectoren waar nog weinig duurzame alternatieven voorhanden zijn.”