Welke alternatieven voor de dieselmotor zijn er?
In dit artikel bekijken we kort welke alternatieven er zijn voor de klassieke diesel(motor).
Op de beursvloer van het Duitse Agritechnica konden we ons al een idee vormen van enkele alternatieve aandrijfvormen.
HVO-ready
Een term die we frequent tegenkwamen tijdens de voorbije Agritechnica-beurs was ‘HVO-ready’. Deze afkorting staat voor ‘Hydrotreated Vegetable Oil’. Dit is brandstof die in de dieselmotor kan aangewend worden, en dit zuiver of in menging volgens meerdere verhoudingen met de klassieke, fossiele dieselbrandstof. HVO-brandstof wordt bekomen via plantaardige oliën of via afvalstromen zoals gebruikte frituurolie of vetten.
Om HVO-brandstof te bekomen wordt in het productieproces ervan waterstof aangewend om de zuurstofmoleculen in de vetzuren van het afval- en restmateriaal te verwijderen. Finaal bekomt men een product of hernieuwbare diesel die eenzelfde vergelijkbare chemische samenstelling kent als fossiele diesel.
Het voordeel van HVO-diesel is de reductie van broeikasgassen en uitlaatemissies (tot 90% minder CO2), en dus een betere luchtkwaliteit. Naar verluidt zou het ook beter zijn voor motorcomponenten zoals injectoren en filters, die langer schoon blijven.
Biobrandstoffen
Motoren die draaien op biobrandstoffen, zoals koolzaadolie of een afgeleide, zijn al tientallen jaren op de markt. Met een energiedichtheid die 93% bedraagt ten opzichte van klassieke diesel is dit een interessant alternatief of een ‘overbruggingstechnologie’.
Koolzaad heeft als voordeel dat het op grote schaal geteeld kan worden. Ieder bedrijf dat het teelt, kan het zaad persen tot olie en de koek (of het schroot) is eiwitrijk veevoer. Om op zuivere koolzaadolie te rijden dient het brandstofsysteem aangepast te worden.
Waterstof
Motoren die draaien op waterstof kunnen een mogelijk alternatief zijn voor de plaatsing van een klassieke dieselmotor in landbouwvoertuigen. Waterstof veroorzaakt geen schadelijke CO2-uitstoot, maar de productie ervan vergt wel heel wat energie. Deze komt dus het best uit hernieuwbare bronnen.
Waterstof aanwenden in een brandstofcel is een bijzondere vorm van elektrische aandrijving. Daarbij komt de elektrische energie niet uit een accu, maar wordt hij gegenereerd door een brandstofcel.
Er zijn nog verschillende struikelblokken om waterstof bij landbouwvoertuigen te introduceren. De opslagtanks met waterstof hebben veel plaats nodig én de autonomie of het aantal uren dat de tractor kan werken, blijft beperkt. Niet alleen de opslagtanks zijn volumineuze onderdelen die een plaats op de tractor moeten krijgen, de techniek vergt nog enkele andere componenten, zoals een koelsysteem en omvormer.
Moesten voornoemde onderdelen al geen probleem meer zijn, dan botsen we nog op het distributienetwerk voor waterstof, dat momenteel ontoereikend is. Daarnaast mogen we de nog steeds hoge productiekosten voor waterstof én waterstofmotoren niet vergeten.
Methaan
Methaan is een andere gasvormige brandstof die in de aandacht komt, omdat er bij verbranding ervan niet meer broeikasgassen vrijkomen dan planten opnemen tijdens hun groeiproces. Het doel is om de gehele procesketen en de productie daarvan CO2-neutraal te maken.
Een biogasinstallatie kan methaangas opwekken, maar het ‘ruwe’ gas dat ontstaat, is in deze vorm nog niet geschikt als brandstof en moet eerst nog een bewerking ondergaan. Het eindproduct kan vervolgens gecomprimeerd of vloeibaar gemaakt worden.
De dag van vandaag is vloeibaar methaan – doorgaans vloeibaar aardgas of LNG genoemd – niet direct geschikt voor landbouwmachines. Het technisch proces om methaan vloeibaar te maken vergt veel energie én er is kans op verlies bij lange stilstand van het voertuig of bij hoge temperaturen.
Gecomprimeerd methaan – ook gecomprimeerd aardgas of CNG genoemd - is praktischer te realiseren, maar heeft dan weer een lagere energiedichtheid dan het hiervoor vernoemde LNG of diesel. Er moeten dus grotere voorraadtanken met CNG worden gemonteerd op landbouwvoertuigen of ze kampen met een beperkte werkingsduur wegens te kleine opslagcapaciteit. Voordelen zijn dat technieken zoals uitlaatgasrecirculatie (EGR), roetfilters en of SCR-katalysatoren (Ad-Blue) dan weer niet meer nodig zijn.
Batterij
Batterij-aangedreven landbouwmachines lijken nu innovatieve technologie, maar historisch gezien zijn deze niet nieuw. De eerste batterij-aangedreven of met elektriciteitssnoer aangedreven oplossingen zagen we al in de 19de eeuw, maar moesten het onderspit delven tegen de verbrandingsmotor.
Een elektrische aandrijving vergt doorgaans een kleinere inbouwruimte dan een verbrandingsmotor. Bovendien is het bij gebruik emissievrij, wordt er minder restwarmte gegenereerd en werkt de elektrische aandrijving vrijwel geruisloos. Een zwak punt van deze energievorm is de lage energiedichtheid van de batterijen, waardoor hogere volumes en gewichten noodzakelijk zijn, naarmate de stroombehoefte toeneemt.
Het hiervoor genoemde pijnpunt speelt minder bij kleinere tractoren en lagere vermogensbehoeften, die op het boerenerf gebruikt worden, bij graslandonderhoud of bij gemeentelijke toepassingen. Zij kunnen eenvoudig opgeladen worden op de boerderij of op de werf. De situatie ligt echter anders bij de grotere tractoren, hogere vermogensbehoeften en bij lange bedrijfstijden (inzetduur). Moesten we dat in deze vermogensklasse toepassen, dan zouden de tractoren snel 25 ton wegen én lange oplaadtijden vragen. Het zijn beide argumenten die batterij-aangedreven (grootvermogen) tractoren vandaag de dag onpraktisch maken voor veldwerk.
Om dit probleem op te vangen kan een groep (of zwerm) van ‘kleinere’ machines, robots of autonome voertuigen samen aan het werk gaan op een veld.
Zonne-energie
Er bestaan al zaai- en schoffelrobots op zonne-energie (zonnepanelen). De gps-gestuurde landbouwrobots kunnen als autonome machines worden ingezet voor zeer licht werk met een laag energieverbruik in de wortel- en groenteteelt. Ze werken op batterijen en de benodigde elektriciteit wordt geproduceerd door zonnecellen op de machine. Er wordt gebruikgemaakt van zonne-energie om de accu's op te laden, waardoor de machines de hele dag continu kunnen werken. Zonne-aandrijvingen zijn echter niet geschikt voor grotere machines vanwege de grote benodigde oppervlakte aan zonnepanelen.
