Tot waterstoflocomotieven omgebouwde diesellocomotieven oplossing voor de toekomst ?

(AANVULLING 11/10/2021) – Volgens Henrik Hololei, directeur-generaal Mobiliteit en Vervoer bij de Europese Commissie, worden 20% van alle Europese spoorlocomotieven nog steeds aangedreven door diesel. Elektrificatie helpt de spoorsector koolstofvrij te maken, maar is extreem kapitaalintensief en kost volgens het in Tallinn (Estland) gevestigde ‘Stargate Hydrogen’ liefst € 2-3 miljoen per kilometer spoor. Omdat draadloze elektrificatie met brandstofcellen minder kapitaalintensief is, trekt dit bedrijf de kaart van het ombouwen van bestaande diesel(elektrische) locomotieven tot waterstoflocomotieven. Stargate Hydrogen bouwt elektrolisers en brandstofcellen en vindt daarvoor in om te bouwen spoorlocomotieven een nieuwe afzetmarkt. Met de plaatselijke internationale vrachtvervoerder en locomotievenbouwer ‘Operail’ sloot het gisteren (07/10/2021) daarvoor een intentieverklaring voor de ombouw van 40 dieselelektrische locomotieven van het type C36-7A. Een prototype moet eind 2022 worden afgeleverd. Toch kunnen er kanttekeningen worden gemaakt bij de waar te nemen ‘waterstofhype’.

Als onderdeel van de retrofit zullen de dieselgeneratoren die de locomotieven aandrijven, worden vervangen door een emissievrije aandrijflijn bestaande uit polymeer-elektrolytmembraan brandstofcellen en lithium-ionbatterijen. Na de ombouw zullen de locomotieven als rangeerlocomotieven werken.

Rainer Küngas, Chief Technology Officer bij Stargate Rail: “Het ombouwen van verouderde diesellocomotieven tot koolstofvrije alternatieven, is nu reeds een economisch duurzame oplossing en zal dat in de toekomst nog meer zijn. Retrofitting maakt ook het hergebruik mogelijk van bestaande dieselelektrische locomotieven die anders als gestrande activa zouden eindigen omdat ze niet langer voldoen aan toekomstige emissienormen.”

Raul Toomsalu, voorzitter van de raad van bestuur van Operail: “In Estland wordt ecologische duurzaamheid bereikt door elektrificatie van de belangrijkste spoorlijnen. Maar dit is geen oplossing voor het probleem van emissies bij rangeeroperaties”

Waterstof: het wondermiddel van de toekomst ?

Volgens Stargate Hydrogen is waterstofproductie bij middel van elektrolyse de ontbrekende schakel in de overgang naar groene energie. Het biedt een manier om sectoren waar het moeilijk is om de emissies door elektrificatie alleen terug te dringen, koolstofvrij te maken. Daarbij wordt gedacht aan zwaar vervoer, de staalproductie en de chemische nijverheid.

Luchtvaart, scheepvaart en ander zwaar transport blijken verantwoordelijk voor 7% van de wereldwijde uitstoot van CO2. Volgens Stargate Hydrogen zijn waterstof en synthetische brandstoffen op basis van waterstof, de enige optie voor directe decarbonisatie.

Nog steeds volgs Stargate is de staalproductie dan weer verantwoordelijk voor 6% van de wereldwijde uitstoot van CO2. Bij de productie van fossielvrij staal kan in de hoogovens als brandstof cokes worden vervangen door waterstof.

Tenslotte blijkt de chemische industrie verantwoordelijk voor 5% van de wereldwijde uitstoot van CO2. Waterstof kan bij de productie van chemische basisproducten zoals meststoffen (ammoniak) en
kunststoffen kan de CO2-voetafdruk aanzienlijk worden verminderd door de vervanging van fossiele grondstoffen door groene waterstof.

Tekening: Stargate Hydrogen

Verbranding van waterstof versus waterstof als grondstof voor elektriciteit

Belangrijk bij al het vorige is dat men hier voornamelijk spreekt over de verbranding van waterstof terwijl men bv. voor gebruik in het transport nu voornamelijk denkt aan het bij middel van brandstofcellen omzetten van waterstof in elektriciteit . Bij de productie van ‘groene waterstof’ moet daarvoor dan wel eerst elektriciteit worden omgezet bij middel van elektrolyse. En daar knelt hem toch wel een schoentje want in het proces ‘elektriciteit – waterstof – elektriciteit’ blijft bij het eindproduct slechts 20 tot 30% van de oorspronkelijk ingezette elektriciteit over, wat kan worden beschouwd worden als een gigantische verspilling van grondstoffen. Daarbij wordt al eens geopperd dat bij elektromobiliteit de vraag naar elektriciteit gevoelig zal toenemen.

Anderzijds wordt nu ook geopperd dat de productie van waterstof bij middel van elektrolyse een manier is om elektriciteitsoverschotten zinvol te gebruiken, bv. wanneer zonnepanelen elektriciteit opwekken wanneer daar onvoldoende vraag naar is. Maar daar kan dan weer de vraag worden gesteld of voor de investeerders de return voldoende groot zal zijn wanneer voor de productie van waterstof enkel wordt gebruik gemaakt van rest-elektriciteit. Zal de verleiding dan niet groot zijn om ook elektriciteit af te tappen buiten de daluren ? In Groot-Brittannië werd recent nog een getijdencentrale in gebruik genomen waarbij de daar opgewekte elektriciteit uitsluitend wordt gebruikt voor de productie van waterstof… Omdat momenteel met waterstof meer geld kan worden verdiend ?

Batterijen op hun beurt halen als opslagmedium voor elektriciteit een veel groter rendement dan waterstof. Daar kan men 90% van de oorspronkelijk in de batterij gestopte elektriciteit recupereren. Nadeel van batterijen zijn hun volume en gewicht, waarbij het volume en gewacht dat door batterijen wordt ingenomen, niet kan worden benut, bv. voor het vervoer van goederen. Ook de beperkte actieradius van batterijen in het transport kan in het voordeel spelen van waterstof. Hier kan wel degelijk de afweging van batterijen met waterstof worden gemaakt. Anderzijds blijft er de kostprijs van waterstof versus elektriciteit en ook de afweging van de kostprijs van batterijen tegenover brandstofcellen.

AANVULLING 11/10/2021:

Ook het de Gentse ‘Anglo Belgian Company’ (ABC Engines) stelt klaar te zijn voor het ombouwen van diesellocomotieven tot waterstoflocomotieven. ABC heeft daarvoor een prototype-opstelling klaar maar voor zover bekend zitten er nog geen concrete projecten in de pijplijn. Nochtans is er volgens ABC Engines in België een potentieel van 170 diesellocomotieven dat geschikt is om om te bouwen tot waterstoflocomotief. Volgens ABC Engines is het zogeheten retrofitten inmiddels een relatief eenvoudige klus.

Lees er meer over in Spoor Pro (‘Belgische locomotieven geschikt maken voor waterstof kan vanuit North Sea Port’) terwijl ook onderstaand fimpje op YouTube meer duidelijkheid verschaft:

Delen met:

Geef als eerste een reactie

Laat een reactie achter

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.


*


Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.