Amogy kondigde onlangs de eerste emissievrije vrachtwagen op ammoniak aan. Die ammoniak wordt in de vrachtwagen omgezet naar waterstof, Dat dient weer als brandstof voor de brandstofcellen, om zo weer elektriciteit voor de elektrische aandrijving te produceren. Een interessant concept, of een kansloze missie?
De ene 900 kWh is de andere 900 kWh niet
De ‘ammoniak’-truck van Amogy heeft voor ongeveer 900 kWh energie aan boord. Dat is net zoveel als de Tesla Semi, en de tank kan binnen 8 minuten worden bijgevuld. Alleen vermeldt Amogy op dit moment nog niets over prestaties of actieradius. We weten dus niet hoe efficiënt deze vrachtwagen met zijn brandstof omgaat.
De vrachtwagen heeft een ‘ammoniakkraker’ aan boord die de ammoniak (NH3) omzet in waterstof (H2). Die waterstof gaat naar een brandstofcel die de elektrische energie opwekt die weer wordt gebruikt om elektrische motoren aan te drijven. In dat hele proces zal er ongetwijfeld de nodige energie verloren gaan. Als er theoretisch voor 900 kWh aan ammoniak aan boord is, betekent dat dus zeker niet dat er ook 900 kWh aan energie voor de motoren beschikbaar is.
Totale efficiëntie waarschijnlijk minder dan 50 procent
De ‘Ammonia Energy Association’ zegt dat de efficiëntie voor het kraken van ammonia op zijn best 76 procent bedraagt. Maar dat is misschien wel in laboratoriumomstandigheden, of op zijn best in industriële toepassingen. De ammoniakkraker aan boord van een vrachtwagen is waarschijnlijk wat minder efficiënt zou werken. Maar als we uitgaan van de 76 procent dan is er na het omzetten waterstof aanwezig die 684 kWh aan energie zou moeten bevatten. Daarna komen we uit bij de efficiëntie van de brandstofcel(len). De betere PEM–brandstofcellen hebben een rendement van zo’n 65 procent.
Dat betekent dat er afgerond nog maar 445 kWh aan energie beschikbaar is voor de motoren. Inderdaad, dat is zelfs nog iets minder dan de helft van 900 kWh waarmee we begonnen. En dan is dit nog een vrij optimistisch scenario. Dus op zijn best zal vrachtwagen van Amogy een actieradius hebben die de helft van de Tesla Semi bedraagt. Natuurlijk, als je er een paar ammoniaktanks bijplaatst heb je weer een grotere actieradius. Maar in energetisch opzicht is het allemaal niet zo gunstig.
Voordelen
Wat zijn dan wel de voordelen van dit ammoniakconcept? We kunnen er drie bedenken:
1) Energiedichtheid
De energiedichtheid van ammoniak is qua volume bijna drie keer zo hoog als waterstofgas. Qua gewicht is de energiedichtheid twintig keer zo hoog als de hedendaagse Li-Ion accu’s.
2) Vloeistof
Ammoniak is onder normale omstandigheden een vloeistof. Deze is daardoor veel gemakkelijker op te slaan, te transporteren en hanteren. Waterstof is een gas dat moet worden gecomprimeerd tot ongeveer 700 bar of als ‘cryogene’ vloeistof worden bewaard bij temperaturen rond de min 253 graden Celsius.
3) Productie
Ammoniak kan schoon geproduceerd worden en op veel verschillende manieren als brandstof gebruikt worden. Daarom wordt groene ammonia gezien als een veelbelovende schone alternatieve brandstof voor industrieën zoals scheepvaart, luchtvaart en andere toepassingen waar accu’s en waterstofgas simpelweg niet genoeg energie kunnen leveren om de taak te voltooien.
Ammoniak is dus een inefficiënte maar ook hoogwaardige energiedrager. De energiedichtheid is lager dan die van benzine of diesel maar weer hoger dan die van lithium of waterstof. Ook kan het schoon worden geproduceerd en gebruikt. Ook qua opslag, transport en behandeling is het prima. Bovendien is ammoniak -in tegenstelling tot lithium – in grote hoeveelheden beschikbaar. Dat wil zeggen: als je geen probleem hebt met gebruik van wat minder schone brandstoffen om het te produceren. Al met al kan dus een interessant alternatief zijn.
Amogy: van drone naar tractor en truck
Amogy is opgericht in 2020, met als missie het versnellen van de ontwikkeling van groene ammoniak als energiebron voor schone transportmiddelen. Naar eigen zeggen had het bedrijf in 2021 al drone met een 5 kW ammoniak systeem operationeel. Een jaar later gevolgd door een 100 kW ammoniaktractor.
Vrachtwagen
Nu maakt men dus de stap naar een vrachtwagen met ammoniak–aandrijving met een capaciteit van 300 kW. Zoals men zelf zegt: “de eerste zero–emissie semi–truck die op ammoniak werkt“.
Men heeft hiervoor een Freightliner Cascadia Class 8 vrachtwagen omgebouwd. Het ammoniakbrandstofsysteem bevindt zich achter en onder de cabine, wat daardoor niet al te veel ruimte in beslag neemt. Men heeft de vrachtwagen “getest gedurende enkele uren op het terrein van de Stony Brook University“. Later deze maand volgt een uitgebreide test op een testbaan.
De vrachtwagen kan in acht minuten worden gevuld met de eerder genoemde 900 kWh aan energie. Maar het is dus de vraag of dat de energie is die de ammoniak kan produceren, of de energie die men netto aan de motoren kan leveren.
