Brandstofceltechnologie

De EU heeft zichzelf ten doel gesteld "Green EU 2050" te verwezenlijken. Dat wil zeggen dat de EU in 2050 klimaatneutraal moet zijn. Het doel is CO₂-emissies te verminderen. Een van de manieren om broeikasgassen te verminderen is het gebruik van groene waterstof, H₂, die op klimaatneutrale wijze kan worden omgezet in energie en warmte. Het gebruik van groene waterstof in de intralogistiek zou dus een belangrijke hefboom kunnen zijn om de CO₂-uitstoot volledig te elimineren. In combinatie met andere logistieke toepassingen, bijvoorbeeld een waterstofaangedreven vloot van zware vrachtwagens, kunnen synergieën worden gecreëerd en de bedrijfskosten sterk worden teruggedrongen.

Om het "Green EU" doel te bereiken, moet "groene waterstof" worden geproduceerd en gebruikt. De kleur van de waterstof verwijst naar het extractieproces. Groene waterstof wordt geproduceerd uit duurzame niet-uitputbare energiebronnen, bijvoorbeeld door gebruik te maken van energie uit windenergie of zonne-energie. Daarnaast is er "grijze waterstof", die tegenwoordig nog steeds wordt gebruikt. Bij de productie van grijze waterstof wordt meestal aardgas onder hitte omgezet in waterstof en CO₂. De CO₂ komt vervolgens ongebruikt in de atmosfeer terecht, waardoor het broeikaseffect wereldwijd toeneemt: bij de productie van één ton waterstof komt ongeveer 10 ton CO₂ vrij. Blauwe waterstof is grijze waterstof, maar de CO₂ daarvan wordt tijdens de productie afgevangen en opgeslagen. De CO₂ die bij de productie van waterstof vrijkomt, komt dus niet in de atmosfeer terecht, en de waterstofproductie kan als CO₂-neutraal op de balans worden aangemerkt. Waterstof die wordt geproduceerd door de thermische ontleding van methaan (methaanpyrolyse) wordt turquoise waterstof genoemd. In plaats van CO₂ wordt hierbij vaste koolstof geproduceerd.

In een brandstofcel wordt de getankte waterstof omgezet in water door toevoeging van zuurstof uit de lucht. Deze chemische reactie wekt elektrische energie op die wordt gebruikt om het voertuig aan te drijven.

Als we het hebben over brandstofcellen in de intralogistiek, dan hebben we het over een "batterijvervangingsmodule" (BVM). Deze batterijvervangingsmodule is een gesloten totaalsysteem en komt qua vorm, afmetingen en gewicht overeen met een specifiek batterijcompartiment. De BVM bevat alle componenten die nodig zijn om elektriciteit op te wekken, zoals de brandstofcellen (waar de chemische reactie plaatsvindt), een waterstoftank (350 bar), tankpoorten, een lithium-ion accu, ontvochtiger voor het absorberen van het proceswater, een compressor, een ventilator, een luchtfilter, elektronica en andere componenten.

Brandstofcellen voor intralogistieke toepassingen zijn zo ontworpen dat de truck tot één shift kan blijven rijden. De werkelijke duur is echter afhankelijk van de individuele toepassing bij de klant. Het grootste voordeel van een brandstofcelsysteem is de sterk gereduceerde tanktijd van 2-3 minuten.

Nee. STILL biedt momenteel alleen de "Fuel Cell-ready" optie af fabriek aan. Retrofitten van bestaande voertuigen is niet mogelijk.

De benodigde waterstof is vergelijkbaar met diesel voor vorkheftrucks met verbrandingsmotor. De productie, het transport, de opslag en de nodige veiligheidsmaatregelen zijn bij waterstof echter anders. De infrastructuur kan variëren - afhankelijk van de vraag of de waterstof ter plaatse door elektrolyse wordt geproduceerd, of per trailer wordt geleverd. Mogelijke componenten zijn:

• Waterstofoplegger, als H₂ wordt geleverd
• Waterstof elektrolyzer, als H₂ ter plaatse wordt geproduceerd, b.v. door windenergie of zonne-energie
• Hogedrukcompressor
• Hogedruk tussenopslag
• Pijpleidingsysteem
• Dispenser (automaat voor het tanken van H₂)

Voor het gebruik, het bijtanken en de opslag van een brandstofcel of een voertuig met brandstofcelaandrijving in combinatie met een waterstofinfrastructuur moeten nationale en/of regionale wetten/voorschriften in acht worden genomen. Afhankelijk van de locatie moeten lokale regelgevende instanties, brandweerkorpsen en verzekeringsmaatschappijen bij de planning en de bouw worden betrokken. Voor de bouw van de waterstofinfrastructuur zijn er gespecialiseerde planners en bouwdeskundigen die advies kunnen verstrekken.

Er zijn verschillende instellingen die subsidies verstrekken, waaronder:

• Europe:
  • Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaking, Funding & Financing | www.fch.europa.eu
• Duitsland:
  • Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP)
    https://www.now-gmbh.de/en/funding/funding-programmes/hydrogen-and-fuel-cell/
  • Project management organisatie Jülich: https://www.ptj.de/project-funding
  • Regionale subsidieprogramma's van de deelstaten
• Frankrijk:
  • ADEME (Agence de la Transition Écologique)
  • Climate change - ecological, energy transition - ADEME 

De subsidieprogramma's zijn gelimiteerd in tijd en hebben een vast budget. In het algemeen moet een geïnteresseerde partij het subsidiebudget aanvragen via een subsidieaanvraag en concurreert zij met andere aanvragers. De focus ligt op de omvang van de CO₂-besparing. Hoe hoger de besparingen, hoe groter de kans op een positieve subsidiereactie.

Het verschilt per financieringsregeling.
De aangeboden subsidie van NOW GmbH bedroeg in 2020 bijvoorbeeld 5 miljoen euro. Industriële trucks met waterstofaandrijving kwamen in aanmerking voor 40% van de extra investeringskosten ten opzichte van "normale" trucks.
Voor 2021 is het NIP van plan zijn derde oproep tot het indienen van financieringsaanvragen te publiceren, waarbij het financieringsquotum opnieuw op 40% van de extra investeringskosten is vastgesteld. Naast industriële trucks is ook opnieuw financiering beschikbaar voor de noodzakelijke waterstofinfrastructuur. Een overzicht van de huidige beschikbare subsidieaanbiedingen vindt u hier: Sponsoraanbiedingen - NOW GmbH.

Voorbeeldberekening van het sponsorbedrag: