• Johnny

Vloeibare waterstof. Wat kan die Mercedes-Benz GenH2 nu eigenlijk?

Bijgewerkt op: 9 sep. 2021

Het won de Truck Innovation Award 2021, maar wat maakt die Mercedes-Benz GenH2 nu eigenlijk zo'n unieke truck? Natuurlijk, het idee is vooruitstrevend. Trucks aangedreven door vloeibare waterstof zagen we nog niet eerder. We moeten dan ook nog even wachten op de productie van de eerste Mercedes-Benz GenH2. De planning is om in 2023 te starten met klanttesten en in 2025 te starten met de productie.


Voor mij bleef de vraag over, wat kan die truck nu eigenlijk dat een andere truck niet zou kunnen? Het meest voor de hand liggende antwoord is zero-emission in combinatie met een grotere actieradius. Volgens Mercedes-Benz zou de actieradius meer dan 1.000km bedragen. Exacte cijfers worden niet gegeven. Ik kon het niet laten om eens verder te onderzoeken wat die actieradius nu precies is.


Nijenhuis Truck Solutions helpt bedrijven bij het maken van de overstap naar zero-emission trucks om de concurrentiepositie te versterken en tegelijkertijd een bijdrage te leveren aan de verduurzaming van het wegtransport. 

Nijenhuis Truck Solutions kan voor jou verzorgen: 

Masterclasses – Op maat gemaakte kennissessie voor het hele bedrijf.
Strategisch Consultancy -  Aan de hand van belangen en een visie, het opstellen van een plan met daarin middelen en competenties. 
Interim Expert Support – Implementatie van transitieplannen.
Expert Spreker – Spreker op inspiratiesessies, beurzen en online events. 

Ruimte aan het chassis

Mercedes-Benz presenteert de GenH2 met twee 40kg tanks aan de zijkant van het chassis. Ik was wel benieuwd wat dit betekent voor de ruimte aan het chassis. Bij een wielbasis van 3.800mm is er ongeveer 3.000mm vrij ruimte beschikbaar tussen de spatborden. Als eerste het volume van 40kg aan vloeibare waterstof. Elke liter vloeibare waterstof bevat 70,79gr waterstof [1]. 40kg waterstof staat dus gelijk aan een inhoud van (40/0,07079=) 565 liter.

Als we het aantal liters kennen, kunnen we ook becijferen hoe lang een tank zou moeten zijn. Op de afbeeldingen van Mercedes-Benz is te zien dat er gebruik wordt gemaakt van cilindervormige tanks. Ik doe de aanname dat de hoogte van de tanks ongeveer gelijk is aan de huidige brandstoftanks, 620mm.

40kg waterstof staat dus gelijk aan 565 liter. Met dit getal kunnen we becijferen dat de lengte van de tank ongeveer 187,2cm zou moeten zijn. Echter gaan we dan uit van een dieseltank. Vloeibare waterstof is gekoeld tot een temperatuur van -253 graden Celsius. De tank zal dus moeten worden geïsoleerd. Dat gaat ten koste van de inhoud, en dus zal de tank langer zijn dan de eerder berekende 187,2cm. Bovendien bevestigd Mercedes-Benz in zijn presentaties dat de tank de volledige vrije ruimte tussen de wielen gebruikt voor de tanks.



Bovenstaande afbeelding is een screenshot uit de presentatie van DAIMLER AG [4]


Het afkoelen van gassen om ze vervolgens als vloeistof op te slaan kennen we al van LNG vrachtwagens. Ook daarbij wordt gebruik gemaakt van geïsoleerde brandstoftanks. Een snelle zoekopdracht in Google brengt mij bij een afbeelding van IVECO trucks. Op de afbeelding is te zien dat een geïsoleerde tank tussen de wielen een inhoud van 568 liter heeft. Eerder hadden we al becijferd dat 40kg vloeibare waterstof gelijk staat aan 565 liter. Dat lijkt dus te kloppen.



Bovenstaande afbeelding is afkomstig uit een presentatie van IVECO [5]


Actieradius

Om de actieradius preciezer te bepalen zijn we een aantal gegevens nodig:

  1. Energie inhoud LH2 in kWh per kilogram

  2. Energieverliezen conversie LH2 naar elektriciteit

  3. Energieverbruik truck per km in kw


  1. Elke kg waterstof bevat 33,33kWh aan energie [1].

  2. Een fuel cell is 50 - 70% efficient. Laten we uitgaan van 70%. [6]

  3. Het verbruik van een 40tons trekker is per kilometer ongeveer 1,6kWh [7]

Uitgaande van bovenstaande data kunnen we de actieradius van de truck uitrekenen:

80kg LH2 * 33,33kWh = 2.666,4 kWh

2.666,4 kWh * 70% = 1.866,48 kWh

1.866,48 kWh / 1,6 kWh = 1.166,55 km


Een actieradius van 1.166,55km op waterstof. De batterij zal de actieradius nog een kilometer of 30 verder oprekken.

*Mocht ik een foutje hebben gemaakt, dan hoor ik het graag!*


Mercedes-Benz maakt al gebruikt van een ZF AxTrax AVE as [9] met elektromotoren direct op de wielen. Daarmee worden verliezen in de drijflijn tot een minimum gebracht. Het is dan ook niet onwaarschijnlijk dat de GenH2 een beter verbruik laat zien dan de 1,6kWh per kilometer.


De actieradius is gecalculeerd met cijfers die op dit moment bekend zijn. Het is niet onwaarschijnlijk at Mercedes-Benz in staat is om de efficiëntie in de drijflijn verder te optimaliseren met een hogere actieradius tot gevolg.




Inzet

Wanneer een batterij-elektrische vrachtwagen 45 minuten staat te laden bij een 350kWh lader, zal deze ongeveer 160 kilometer actieradius bij-tanken. Tel dat op bij een volle batterij waarmee we een actieradius van 500km [8] kunnen halen, en we kunnen stellen dat de waterstof aangedreven vrachtwagen alleen zal worden ingezet bij een dagelijkse actieradius van 660 kilometer of meer. (660km / 9 rij-uren = gemiddeld 73,33km per uur). Normaliter moet een chauffeur 11 aangesloten rust nemen voordat hij weer aan het werk mag. Dit is tijd waarop we de elektrisch truck weer zouden kunnen laden. Wanneer gaan we dan een beroep doen op de waterstof vrachtwagen? - Wanneer het niet mogelijk is om een batterij elektrische vrachtwagen het werk te verzetten. Denk aan vrachtwagens waarmee meerdere diensten worden gedraaid. RMO's zijn hier een mooi voorbeeld van. Deze vrachtwagens staan vrijwel nooit stil. Het tanken van vloeibare waterstof is veel minder tijdrovend dan het laden van een elektrische truck. Dergelijke trucks rijden jaarlijks 250.000km en zullen baat hebben bij een flexibele inzet en dus bij vloeibare waterstof.

Andere voorbeelden zijn transporten die worden geconfronteerd met een hoge tijdsdruk. Denk aan internationaal vee- of brandstoffentransport.

* 250.000km / 365 dagen = 685km per dag* just saying.

**ontwikkeling in snellere laders daar gelaten**

Ik ben benieuwd naar jouw mening. Wanneer gaan we waterstof vrachtwagens inzetten? Heb ik een foutje gemaakt? Ik leer graag! Laat het me weten.



[1] http://www.h2data.de/

[2] https://www.idealhy.eu/index.php?page=lh2_outline

[3] https://www.onthemosway.eu/wp-content/uploads/2015/06/TrainMoss-II-Madrid-26-11-2015.pdf

[4] https://www.youtube.com/watch?v=J6Y1yg_WYQI

[5] https://www.onthemosway.eu/wp-content/uploads/2015/06/TrainMoss-II-Madrid-26-11-2015.pdf

[6] https://tweakers.net/reviews/6449/3/de-grote-belofte-van-waterstof-het-alternatief-voor-elektrisch-rijden-elektrolyse-en-efficientie.html#:~:text=Bij%20elektrolyse%20is%20de%20effici%C3%ABntie,circa%2050%20tot%2070%20procent.&text=De%20energieopslag%20van%20een%20accu,75%20procent%20wel%20fors%20hoger.

[7] https://www.mercedes-benz-trucks.com/nl_NL/brand/nieuws/eerste-volledig-elektrische-mercedes-benz-eactros-trucks-op-de-zwitserse-wegen.html (240kWh / 150km = 1,6 kWh)

[8] https://roadstars.mercedes-benz.com/nl_NL/magazine/2016/september/mercedes-benz-eactros.html

[9] https://www.zf.com/products/en/buses/products_40128.html



607 weergaven0 opmerkingen