Waterstofbrandstof: logistiek revolutioneren voor een duurzame toekomst

In recent jaren hebben veel logistieke en transportbedrijven luidruchtig initiatieven gelanceerd om hun koolstofvoetafdruk te minimaliseren – tegelijkertijd profiterend van financiële en marketingwinsten. Vandaag de dag is waterstof de strategische hoeksteen van duurzaamheid voor de vrachtwaginustrie. Zowel industriestalwarts als geheel nieuwe spelers in de industrie hebben deze nieuwe kans geïdentificeerd en een wereldwijde roll-out van oplossingen gestart om te profiteren van de markt en de overheidsaanmoedigingen.

Het Amerikaanse Department of Energy (DOE) lanceerde in juni zijn Energy Earthshots Initiative, die de ontwikkeling van meer overvloedige, betaalbare en betrouwbare schone energ oplossingen binnen de komende 10 jaar belooft. De eerste Energy Earthshot – gedoopt "Hydrogen Shot" – streeft ernaar de kosten van schone waterstof met 80% te reduceren tot $1 per kilogram in één decennium.

"De Energy Earthshots zijn een all-hands-on-deck oproep voor innovatie, collaboratie en versnelling van onze schone energie-economie door de meest lastige overgebleven barrières aan te pakken om opkomende schone energietechnologieën op schaal snel te deployen", zei Energieminister Jennifer Granholm.

"Hydrogen Shot stelt een ambitieus maar haalbaar kostendoel om innovaties te versnellen en vraag naar schone waterstof te stimuleren", zei Granholm. "Schone waterstof is een game changer. Het zal helpen de zware en industriële sectoren met hoge uitstoot te decarboniseren, terwijl het goedbetaalde schone energiebanen levert en een netto-nul economie tot 2050 realiseert."

De belofte van waterstof

Laten we ons eerst richten op de specifieke behoeften van logistieke leiders die vrachtwagoplossingen managen om de weg te wijzen. In een recente studie rapporteerde de Environmental Protection Agency dat het transportsector de leidende bijdrager is aan koolstofemissies in de VS. Een groot deel van die sector is de $700 miljard domestic trucking-industrie, die jaarlijks ongeveer $105 miljard uitgeeft aan dieselbrandstof volgens de American Trucking Association (ATA).

De DOE's Hydrogen Shot signaleert een definitieve kosten-baten-verhouding voor de nul-koolstofbrandstof. Volgens het American Trucking Research Institute (ATRI) maken brandstofkosten ruwweg 35% van de gemiddelde marginale kosten per mijl uit. Omdat dieselprijzen verwacht worden hoog te blijven, zullen vrachtwagbedrijven die het best in staat zijn brandstofverbruik te managen en kosten te beheersen, snel een competitief voordeel realiseren.

Het halen van de DOE-doelen zal helpen president Biden zijn doel van netto-nul koolstofemissies tot 2050 te bereiken. Schone energie zal bovendien goedbetaalde banen creëren en helpen de economie laten groeien. Het sleutelprincipe hier is: er is zoiets als "klein" niet wanneer het om waterstofinfrastructuur gaat. Het moet groot zijn.

Technologen passen hun expertise toe om waterstoftechnologie-oplossingen massaal te produceren om de ontwikkeling van waterstofinfrastructuur te versnellen. Voor goederenvervoer zal de implementatie van waterstoftechnologie omvatten:

• Tankstationoplossingen voor individueel transport
• Tankstationoplossingen voor langafstand vrachtwagentransport
• Lichte rail transit-oplossingen
• Luchtvaartmaatschappijen en luchthavenoplossingen
• Scheepvaart/schip bunkering-kansen

Vrachtwagenfabrikanten omarmen waterstof ook. Daimler, Hyzon Motors, Nikola Motor Company, alsook Toyota, GM, Hyundai en Volvo, racen allemaal om hun waterstofvrachtwagens volgend jaar, of eerder, op de weg te krijgen. Transportbedrijven die in deze nieuwe voertuigen investeren, zullen een duidelijk kostenvoordeel hebben en zullen reageren op de DOE's schone energie-uitdaging. Als vroegtijdige adopter, kondigde Daimler Trucks een voorkeur voor vloeibare waterstof (LH2) aan en lanceerde rigorese tests voor zijn vrachtwagens.

Obstakel in de weg

De waterstofeconomie is op ons afgekomen, en de groeiende vraag naar waterstof heeft de aanbod al ver overtroffen. Hoewel dit initieel de uitstraling heeft van een typisch logistiek probleem, groeit het op een tempo dat de vorderingen tot nu toe van de mondiale energietransitie naar schonere alternativen aanzienlijk kan hinderen. Het gebruik van vloeibare waterstof is duidelijk de toekomst; de minimale infrastructuur die momenteel aanwezig is, is echter primair gericht op gasachtige oplossingen.

Helaas zijn de aanbod- en kerninfrastructuur bijna niet-bestaande. Momenteel zijn er in de VS 150.000 benzinesstations en 500 elektrisch voertuig oplaadstations. Toch zijn er ongeveer 70 waterstoftankstations, zelfs al wordt waterstof verkocht als de brandstof van de toekomst. Verder zijn veel van deze stations niet altijd operationeel – vanwege producttekorten – wat de zaak nog erger maakt.

De opbouw van de waterstofinfrastructuur is een multi-miljard dollar kans ondersteund door significante subsidies en investeringen van overheden in Noord-Amerika, Europa en Azië die bedoeld zijn om de bereiking van een koolstofvrije energievoorziening te garanderen.

De opbouw van de infrastructuur van tankstations is cruciaal voor marktgroei naast het elimineren van de logistieke kwesties. Technologie bestaat nu die waterstofoplossingen in staat stelt om massaal geproduceerd en geïnstalleerd te worden op bestaande benzinesstations en vrachtwagentankstations in zowel stedelijke als landelijke omgevingen. Terwijl veel waterstoftankstations zullen blijven eenvoudige gasachtige distributiecentra, vereisen vrachtwagentankstations en hoogverkeersstations een nieuwe benadering. Sommige nieuwe totale stationoplossingen zijn capabel van on-site waterstofproductie en opslag in vloeibare vorm, wat veiliger en zuiverder is. De capaciteit om in zowel gasachtige als vloeibare vorm te dispenseren, zal een vereiste zijn in de zeer nabije toekomst.

Naast transport, zijn er meerdere andere paden die begangen worden om de waterstofeconomie te ondersteunen, waaronder:

• Supergeleidende kabeloplossingen voor geïsoleerd energietransport
• Collaboratie voor productie en voorziening van grote componenten (compressors, slimme tanks en warmtewisselaars)
• Federale overheidsprojecten voor waterstofproductie, verfluchting en gecontroleerde opslag
• Oplossingen voor R&D binnen instellingen voor hoger onderwijs

Logistieke leiders wachten op vorderingen in waterstoftechnologieën die al hier zijn. De toekomst is nu.

Cody Bateman is oprichter en CEO van GenH2, een vloeibare waterstof infrastructuur-oplossingen bedrijf.