Duitse doorbraak: verbrandingsmotor werkt op compleet andere brandstof

Het Duitse concern toonde voor het eerst een werkend concept van een motor die grotendeels draait op ammoniak. Daarmee richt het bedrijf zich op sectoren waar elektrificatie voorlopig nog grote technische beperkingen kent, zoals de mijnbouw, zware bouwmachines en industriële offroad-voertuigen.

De introductie komt op een moment waarop de druk op industrieën om hun CO₂-uitstoot te verminderen verder toeneemt. Terwijl personenauto’s in hoog tempo overstappen op elektrische aandrijving, blijft de energietransitie voor zware machines aanzienlijk ingewikkelder.

Machines die dagenlang onder zware belasting werken op afgelegen locaties hebben enorme hoeveelheden energie nodig. Batterijpakketten die daarvoor voldoende capaciteit bieden zijn zwaar, duur en vereisen uitgebreide laadinfrastructuur.

Juist daar ziet Liebherr kansen voor ammoniak als alternatieve energiedrager. Volgens het bedrijf biedt ammoniak meerdere voordelen ten opzichte van pure waterstof.

Ammoniak eenvoudiger dan waterstof

Groene waterstof, geproduceerd via elektrolyse met behulp van zonne- of windenergie, kan relatief eenvoudig worden omgezet in ammoniak. Dat maakt opslag en transport veel praktischer.

Waterstof vereist namelijk extreem hoge druk of zeer lage temperaturen, terwijl ammoniak onder veel eenvoudigere omstandigheden kan worden vervoerd en opgeslagen.

Hierdoor geldt ammoniak wereldwijd als een veelbelovende energiedrager voor de toekomstige import van duurzame energie uit regio’s met een groot aanbod aan zon- en windenergie, zoals Australië, Noord-Afrika en delen van Zuid-Amerika.

Artikel gaat verder onder de afbeelding.

De techniek achter een ammoniakmotor kent echter belangrijke uitdagingen. Het grootste probleem is de ontsteking van de brandstof, want waar benzine en diesel relatief eenvoudig ontbranden bij temperaturen tussen ongeveer 200 en 400 graden Celsius, ligt dat bij ammoniak aanzienlijk hoger.

Voor een efficiënte verbranding is een temperatuur van ongeveer 650 graden Celsius nodig. Om dat probleem op te lossen ontwikkelt Liebherr twee verschillende systemen.

De eerste variant maakt gebruik van een kleine hoeveelheid diesel om de verbranding op gang te brengen. In die configuratie wordt het grootste deel van de benodigde energie geleverd door ammoniak, terwijl diesel uitsluitend dient als ontstekingsmiddel.

De tweede variant gaat nog een stap verder. Daarbij wordt met behulp van een katalysator een beperkte hoeveelheid waterstof rechtstreeks uit de ammoniak gewonnen, die waterstof zorgt vervolgens voor de ontsteking van het mengsel.

Artikel gaat verder onder de video.

Omdat zowel ammoniak als waterstof geen koolstof bevatten, komt er tijdens het verbrandingsproces geen CO₂ vrij. Volgens Liebherr kan deze oplossing daarom volledig CO₂-neutraal functioneren wanneer gebruik wordt gemaakt van groen geproduceerde ammoniak.

De presentatie op de Bauma markeert een belangrijke stap voor het bedrijf. Liebherr onderzoekt al jaren alternatieve brandstoffen en experimenteerde eerder met waterstofmotoren.

Het publiekelijk tonen van een concreet ammoniakmotorconcept laat zien dat het onderzoek inmiddels een vergevorderd stadium heeft bereikt en ook buiten Liebherr groeit de belangstelling voor ammoniak als energiebron. In de scheepvaart wordt al langer gekeken naar ammoniak als alternatief voor zware stookolie.

Verschillende internationale motorenfabrikanten ontwikkelen momenteel motoren die op ammoniak kunnen draaien. Daarnaast investeren diverse landen fors in de productie van groene ammoniak als onderdeel van hun toekomstige energievoorziening.

Voor personenauto’s lijkt ammoniak voorlopig echter geen realistische optie. De opmars van batterij-elektrische voertuigen verloopt snel en de benodigde infrastructuur voor laden wordt steeds verder uitgebreid.

Een compleet nieuw netwerk voor ammoniakdistributie zou enorme investeringen vergen. Daardoor richten fabrikanten zich vooral op toepassingen waar batterijen minder geschikt zijn.

In de zware sectoren kan ammoniak een rol spelen

Juist in die zware sectoren kan ammoniak volgens Liebherr een belangrijke rol gaan spelen. Mijnbouwmachines, grote graafmachines en industriële voertuigen vragen namelijk om energiedichtheid en flexibiliteit die met batterijen niet altijd haalbaar zijn.

Met het nieuwe motorconcept wil het bedrijf aantonen dat verbrandingsmotoren ook in een koolstofarme toekomst nog een plaats kunnen hebben.

Of de technologie daadwerkelijk in serieproductie terechtkomt zal afhangen van verdere technische ontwikkeling, de beschikbaarheid van groene ammoniak en de uiteindelijke kosten.

Toch laat Liebherr met deze presentatie zien dat de zoektocht naar duurzame alternatieven voor diesel nog lang niet voorbij is. Voor sectoren waar elektrificatie moeilijk blijft, kan ammoniak namelijk uitgroeien tot een van de meest veelbelovende oplossingen van de komende decennia.