Midden in de vakantie kwam ICCT, de Internationale Council on Climate en Transportation, met een ‘working paper’ over trekker-trailer combinaties met een waterstof-elektrische aandrijflijn. Zo krijgen we een beetje houvast aan de toekomst inzake verbruik en kosten en dit alles in relatie tot vergelijkbare diesel- en batterij-elektrische trucks. De uitkomst verrast.

Om tot vergelijkbare cijfers te komen, hebben de rapporteurs van ICCT een simulatie opgezet, inclusief nauwkeurige specificaties van een standaard waterstof-elektrische aandrijflijn, dus met een brandstofcel. Als testtraject gebruiken ze de cycli die de partners in het VECTO-project hebben ontwikkeld. Van de kant van de truckindustrie waren dat DAF en Iveco.

Duidelijk is dat er fikse verschillen zijn in het verbruik van waterstof. Hierop is de beladingsgraad van grote invloed. Wanneer bij 15 graden Celsius buitentemperatuur de belading toeneemt van zeg drie tot 27 ton, dan gaat de aandrijflijn 55 procent meer verbruiken. De analisten verwachten dat dit verschil groter wordt wanneer in de toekomst de waterstofaandrijving an sich zuiniger wordt.

Temperatuur

De buitentemperatuur heeft juist weer geringe invloed op het waterstofverbruik. Dat is opmerkelijk, omdat we bij elektrische auto’s en bestelauto’s forse verschillen in elektriciteitsverbruik zien in zomer en winter. Dat loopt op tot een derde en soms wel tot de helft van de opgegeven actieradius. Maar tussen minus 7 graden en plus 35 graden Celsius zit volgens dit onderzoek hooguit vier procent meer waterstofverbruik.

Het is nog niet echt duidelijk wat de gevolgen zijn van 350 of 700 bar druktanks die aan de truck, dus tussen de assen of achter de cabine, gebouwd moeten worden. Hier gaat de gewenste actieradius natuurlijk een hoofdrol spelen en in mindere mate de tijd die de chauffeur kwijt is bij de waterstofpomp. Truckfabrikanten zullen bij trekkers hoogstwaarschijnlijk de tanks aan de zijkanten van het chassis bouwen, en niet achter de cabine, omdat dat weer tal van uitdagingen veroorzaakt met betrekking tot de toegestane combinatielengte. Tussen de voor- en achteras van een trekker kun je een tank kwijt van 32 kg inhoud wanneer er gewerkt wordt met een systeem van 350 bar. Dat vertaalt zich in 370 km actieradius. Ga je naar 700 bar, dan haal je er 600 km uit. Omdat de techniek zich verder ontwikkelt, zal dat bereik in de komende acht jaar toenemen tot 500 km, respectievelijk 800 km. Na 2030 rijden trucks met deze hoeveelheid meer dan 1000 km is de verwachting, maar dan werk je met sterk afgekoelde, dus cryogene waterstof. Een techniek die nu nog echt in de kinderschoenen staat.

De rapporteurs melden dat waterstoftankbouwer SAG samenwerkt met Daimler om te komen tot een werkbare truck die op sterk afgekoelde waterstof heel ver komt. Daartoe worden tanks ontwikkeld met een diameter van 70 centimeter en 2,5 meter lengte, precies over de volle breedte van het chassis. De tanks worden opgebouwd in een frame achter de cabine. Een techniek die nog volop in ontwikkeling is, die verre van goedkoop is, en die moet leiden tot een actieradius van meer dan duizend kilometer. ICCT ziet die technologie vooral als mogelijkheid bij vrachtwagens die hele lange afstanden afleggen in gebieden waar nauwelijks tankstations zijn.

Op dit moment heeft de Hyundai Xcient, die in Zwitserland rijdt en waarmee ook een project in Duitsland wordt opgestart, minimaal acht minuten nodig om 32 kg waterstof te tanken bij 350 bar. Het doel van tal van betrokkenen, is om te komen tot acht kg per minuut in 2030. Daarvoor is zeker een 700 bar systeem nodig en moet de tankinstallatie ook nog gekoeld worden. In de personenautowereld is die 700 bar al breder geaccepteerd.

Energie-efficiency is belangrijk, nu er een generatie voertuigen aankomt, die geen emissies meer heeft aan de uitlaat, stellen de onderzoekers. Volgens hen bevat een kilogram waterstof tot 33,3 kWh elektriciteit. Een liter diesel bevat 10 kWh. Dan het verbruik. Daarvan zegt het ICCT dat op de lange afstanden de waterstoftruck met 3,35 kWh per kilometer het hoogste verbruik heeft. De diesel komt tot 3,01 kWh per kilometer en de batterij-elektrische truck komt tot 1,49 kWh per kilometer. De hier gebruikte testcyclus is die van VECTO. Daar hoort ook een meetcyclus bij voor regionaal verkeer. Dan komt de waterstoftruck op 3,65 kWh per kilometer, de diesel op 2,93 en de batterij-elektrische truck op 1,44. In de toekomst verwacht ICCT dat deze cijfers nog verder zullen verbeteren, tot resp 2,89, 2,35 en 1,1 kWh per kilometer voor resp. waterstof, diesel en batterij-elektrisch.

Conclusies

Waterstoftrucks die werken met een brandstofcel springen zuiniger met energie om dan een vergelijkbare dieseltruck, het scheelt tien tot twaalf procent, zegt ICCT. Batterij-elektrische trucks blijven volgens de onderzoekers het meest efficiënt. Dit is een cruciaal gegeven in alle facetten van het wegvervoer, van TCO tot milieu-footprint. Batterij-elektrische trucks zijn tenminste 50 procent efficiënter dan hun waterstof-tegenhangers op langere afstanden en 55 tot 60 procent meer efficiënt dan vergelijkbare dieseltrucks.

Op dit moment hebben waterstoftrucks een tank van minimaal 45 kg nodig om 500 km te kunnen afleggen en een tank van 92 kg om duizend kilometer te kunnen afleggen. Volgens ICCT zijn de meeste nu bestaande waterstoftrucks niet uitgerust met het type tank dat hier genoemd wordt. De onderzoekers stellen dat het een hele klus wordt om de juiste tanks te construeren die passen in een toegestaan voertuigconcept waarbij er sprake is van een reële, praktisch werkbare actieradius. Dat tal van tankstations in Europa werken met een druk van 350 bar, ziet ICCT als een nadeel. Een ander nadeel is dat waterstoftrucks erg gevoelig zijn voor de beladingsgraad van het voertuig. Dat beïnvloedt het waterstofverbruik flink, waardoor verschillen tot wel 20 procent kunnen optreden in het verbruik. De onderzoekers gaan ervan uit dat trekker-trailercombinaties met een waterstof-aandrijving nu zo’n 9 kg per honderd kilometer waterstof zullen verbruiken. Zij verwachten dat dit verbruik de komende jaren door nieuwe ontwikkelingen af zal nemen tot 6,6 kg. Dat scheelt dus nog eens 30 procent.

Foto boven: Alleen van Hyundai rijden er in Europa enkele waterstoftrucks rond.