Heftrucks op waterstof

Een brandstofcel zet waterstof om in water door gebruik te maken van zuurstof uit de omgevingslucht. Tijdens deze chemische reactie wordt elektrische energie opgewekt, die vervolgens elektromotoren aandrijft.

Het gehele systeem bestaat uit een stapel brandstofcellen, een waterstoftank (350 bar), een energieopslageenheid in de vorm van een compactere bufferbatterij, en een ventilator. De batterij dient om tijdelijk overtollige energie op te slaan, die niet onmiddellijk nodig is of die teruggewonnen wordt door middel van recuperatie, waardoor deze snel weer beschikbaar is voor piekbelastingen. Het systeem, ontworpen in een frame dat qua omvang vergelijkbaar is met een traditionele loodzuurbatterij, kan relatief eenvoudig en met minimale aanpassingen in een conventionele elektrische vorkheftruck worden geïnstalleerd.

Er bestaan diverse methoden om waterstof te produceren, waarvan dampreforming een voorbeeld is. Elektrolyse wordt beschouwd als de meest milieuvriendelijke methode. Tijdens dit proces wordt water gesplitst in waterstof en zuurstof door elektriciteit toe te passen.

Wanneer de gebruikte elektriciteit afkomstig is van hernieuwbare energiebronnen, wordt het resultaat aangeduid als "groene waterstof." Dit type waterstof staat bekend om zijn bijzondere milieuvriendelijkheid.

Bij levering kan 1 kg grijze waterstof tussen €5 en €7 kosten. Hierbij is al rekening gehouden met de relatief hoge logistieke kosten.

Volgens een studie van de Hydrogen Council in samenwerking met McKinsey zal de prijs voor een groot aantal toepassingen tot 50% dalen. Dit kan voornamelijk worden verklaard door een grotere vraag en geoptimaliseerde productieprocessen.

De initiële investering in heftrucks die rijden op waterstof ligt hoger dan bij loodzuur accu's of lithium-ion accu’s, omdat de technologie nog relatief nieuw is. De investering in een loodzuurbatterij ligt rond de 125 euro per kWh. Voor lithium-ion is dit iets minder dan 500 euro, maar dit was enkele jaren geleden nog ruim boven de 1000 euro.

Voor waterstof ligt de investering per kWh nu nog rond de 3000 euro, maar de verwachting is dat dit, net zoals bij lithium-ion, snel daalt naarmate de technologie meer toegepast wordt. Zeker als heftrucks 24 uur per dag worden ingezet en als er sprake is van de gehele logistiek op waterstof.

Grijze waterstof is afkomstig van aardolie en kost gemiddeld 6 euro. Blauwe waterstof is vergelijkbaar met grijze waterstof, maar met CO₂-compensatie, en heeft een prijs van 8 euro. Groene waterstof wordt geproduceerd via elektrolyse met groene stroom, zoals die opgewekt door zonne-energie, en kost 12 euro. Roze waterstof is waterstof die voornamelijk afkomstig is van kernenergie, met name in de Verenigde Staten.

Veel mensen denken dat waterstof werkt met een verbrandingsmotor en dat je het daarom niet binnen, bijvoorbeeld in een magazijn, kunt gebruiken. Dit is niet het geval.

Een vorkheftruck op waterstof werkt als volgt:

In een brandstofcel wordt waterstof (H) uit de tank in contact gebracht met zuurstof (O₂) uit de lucht. Dankzij de reactie tussen beide stoffen komt elektriciteit vrij, waarmee de elektromotor aangedreven wordt.

Daarnaast stoot een brandstofcel alleen water (H₂O) en warmte uit. Er is dus geen sprake van een brandstof die verbrand wordt en er komen geen schadelijke stoffen vrij.

Net als iedere brandstof kent waterstof risico’s. Maar als er gewerkt wordt met goed gecertificeerd en door een vakman onderhouden materieel, dan zijn de risico’s niet groter dan bij bijvoorbeeld LPG. Waterstof is officieel geclassificeerd als ‘highly toxic and explosive’ (klasse 2.1). Het is ontvlambaar en moet onder strikte voorwaarden opgeslagen worden. Echter, in de praktijk ontstaat zelden explosiegevaar omdat waterstof zo’n licht gas is, en dus opstijgt in plaats van zich net boven de grond te verzamelen. Bovendien zijn benzine en LPG ook licht ontvlambaar. Als je kijkt naar de ongevallencijfers in de eerste helft van de vorige eeuw – toen er in België veel waterstof werd gebruikt voor onder andere stadsverwarming en stadsverlichting - dan zie je dat er procentueel meer ongelukken gebeurden met gas dan met waterstof

Voor auto’s en vrachtwagens op de openbare weg gaat dit inderdaad op, hoewel er plannen zijn om deze infrastructuur snel uit te breiden. Voor material handling is het relatief eenvoudig om een waterstofopslag en tankpunt op locatie te realiseren, zoals sommige bedrijven al doen voor  LPG- of diesel. De verkrijgbaarheid van waterstof vormt in België geen probleem. Er wordt volop waterstof geproduceerd en er is een uitgebreid distributienetwerk voor waterstofgas.

Duurzaamheid is natuurlijk een belangrijke reden, maar er zijn ook echt logistieke én financiële voordelen met waterstof te behalen. Zeker bij complexe, grote logistieke operaties biedt waterstof voordelen. Batterijen zijn dan veel gedoe, moeten regelmatig onderhouden worden en vragen ook veel discipline van de medewerkers. Voertuigen op waterstof bieden dan meer gemak: ze zijn beter bestand tegen complexe processen, waarbij het veel hollen en stilstaan is.