Waterstofverbrandingsmotor maakt zwaar materieel sneller CO2-neutraal

Thema:
Duurzaam verkeer en vervoer
12 oktober 2022

De transportsector moet met innovatieve oplossingen komen om de klimaatdoelstellingen te kunnen halen. De waterstofverbrandingsmotor is een veelbelovende optie om op korte termijn de CO2-uitstoot van zwaar materieel drastisch te reduceren, en nog steeds te voldoen aan de eisen voor schadelijke emissies. Deze nieuwe, schone toepassing van vertrouwde technologie, blijkt ook voor de maritieme sector een interessant alternatief om de energietransitie te versnellen.

"Met verschillende aanpassingen, kun je een scheepsmotor geschikt maken om deels nog op diesel, of volledig op waterstof te lopen."

Erik Doosje

Senior Scientist

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.

"De verbrandingsmotor heeft 150 jaar bijgedragen aan onze welvaart. Met hernieuwbare brandstoffen krijgt deze technologie een tweede leven."

Xander Seykens

Senior Research Scientist

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.”

EARTO Innovation Award

De waterstofverbrandingsmotor heeft de tweede prijs gewonnen voor de prestigieuze Innovation Award van EARTO. Deze belangenvereniging voor Europese onderzoeks- en technologieorganisaties (RTO's) kent de onderscheidingen jaarlijks toe aan baanbrekende innovaties van haar leden met als doel deze onder de aandacht te brengen van overheden en publiek.

Laat je verder inspireren

31 resultaten, getoond 1 t/m 5

5 mythes over de thuislevereconomie

Informatietype:
Insight
18 oktober 2022

Jaarlijks plaatst een Nederlander gemiddeld 40 bestellingen online. In de politiek en media wordt regelmatig negatief gesproken over de impact van de thuislevereconomie. De overlast en de gevolgen voor de verkeersveiligheid, het milieu en de middenstand zijn veelgehoorde argumenten. Maar klopt die beeldvorming wel, of liggen de feiten genuanceerder? TNO ging op zoek naar een breder perspectief en ontkracht vijf hardnekkige mythes over ons digitale bestelgedrag.

TNO’s zware waterstofverbrandingsmotor wint tweede prijs EARTO Innovation Awards

Informatietype:
Nieuws
12 oktober 2022

TNO heeft vandaag bij de 14e EARTO Innovation Awards de tweede prijs gewonnen in de categorie ‘Impact Expected’ voor een innovatieve waterstofverbrandingsmotor voor de scheepvaart. De innovatie houdt in dat bestaande zware (diesel)motoren in vrachtschepen worden omgebouwd tot een schone waterstofverbrandingsmotor. De impact: bijna 100% CO₂-reductie met korte implementatietijden en tegen beperkte kosten! Dankzij ons retrofitconcept kunnen bestaande motoren worden uitgerust met de technologie, waardoor er direct effect is en er niet hoeft te worden gewacht totdat de bestaande motoren uit gebruik worden genomen. De prijs werd uitgereikt tijdens een speciale ceremonie in Brussel, in aanwezigheid van uiteenlopende betrokkenen, waaronder politici.

TNO aan basis ’s werelds eerste full scale pilot end-to-end CO2 afvang aan boord

Informatietype:
Nieuws
5 oktober 2022

Het Global Centre for Maritime Decarbonisation (GCMD), het Oil and Gas Climate Initiative (OGCI) en Stena Bulk zijn vandaag begonnen met de eerste fase van het tweejarig, driefasig project REMARCCABLE om CO2 aan boord van een Stena Bulk-medium range (MR) tanker af te vangen. Het is 's werelds eerste end-to-end pilot voor het afvangen van CO2 aan boord.

Hoe waterstof energietransitie transportsector kan versnellen

Informatietype:
Artikel

Om de milieudoelstellingen te halen en de wereldwijde CO2-uitstoot drastisch te beperken, moet de transportsector op meerdere duurzame energiedragers inzetten. Naast de snelle opkomst van batterij-elektrische voertuigen wordt waterstof een van de belangrijke alternatieven.

TNO onderzoek op het gebied van powertrains

Informatietype:
Artikel
Moderne vervoermiddelen, van personenauto's tot zware voertuigen, moeten voldoen aan steeds strengere emissievoorschriften en broeikasgasdoelstellingen.