Technologie is er om stappen naar een duurzamere werf te zetten

Retrofit van bestaande dieselmachines

De zero-emissie bouwwerf. Het leek lange tijd een ideaalbeeld voor een verre toekomst, maar intussen is die realiteit al een flink stuk dichterbij geschoven. In steden als Amsterdam werden vorig jaar de regels al aangescherpt om met zo weinig mogelijk emissies te werken - niet alleen CO₂ wil men bannen, ook stikstof wil men kwijt - in 2030 gaat het zelfs naar volledig uitstootvrij. En als het regent in Amsterdam, druppelt het dan ook in Brussel? Misschien nog niet, maar feit is wel dat aannemers die vooruit denken, steeds meer naar elektrificatie lonken. Maar zijn er ook opties om de bestaande vloot duurzamer te maken?

Stiller en minder operationele kosten

Het antwoord is volmondig ja. Wie investeert in een nieuwe machine, om de vloot uit te breiden of om een afgeschreven machine te vervangen, kan voor heel wat bouwmateriaal al voor de elektrische optie kiezen. Deze machines zijn dan af-fabriek uitgerust met een elektromotor in plaats van de klassieke verbrandingsmotor. Voor het kleinere materiaal hoeft zo een switch met weinig kopzorgen gepaard te gaan. Het zal weliswaar een hogere investering vergen dan wat u voor een machine met gelijkaardige prestaties gewoon bent om neer te leggen. Daar krijgt u dan een milieuvriendelijke, toekomstbestendige oplossing voor in ruil die bovendien stiller werkt en tegen lagere operationele kosten. Iedereen tevreden toch?

Niet alles (makkelijk) nieuw te kopen

Maar een hele vloot in één keer elektrificeren, dat kan helaas geen enkel bouwbedrijf. Dat hoeft ook niet. Wat is er nu duurzaam aan goed werkende machines die nog flink wat jaren op de teller kunnen hebben zomaar te vervangen door een recenter model? Daarnaast zou het bakken geld kosten en moet je flink wat geduld uitoefenen. Iedereen weet dat de emissievrije werf eraan komt. Bij vervangingsinvesteringen wordt dan ook steeds vaker de elektrische kaart getrokken, zonder dat er al een grote stock aan exemplaren staat te wachten op uw beslissing. Als u tot anderhalf jaar geduld heeft, kunt u deze optie zeker benutten. Al zal u niet voor elk model een elektrische variant terugvinden in het gamma van uw vertrouwde fabrikanten.

Zeker in het wat grotere en zwaardere segment van bouwmachines. In die gevallen kunt u ook opteren voor een hermotorisering. Met andere woorden, verbrandingsmotor eruit en elektrische aandrijflijn erin.

Meer dan enkel de motor vervangen

Zo simpel als we het daarnet voorstelden is zo’n hermotorisering natuurlijk niet. Wel mocht de machine enkel stationair moeten draaien, complexer als u ze effectief aan het werk wil zetten en een even veilige werking wil garanderen. Een batterijpakket komt nu eenmaal met andere risico’s dan een brandstoftank. Het is dus zaak om de software volledig te integreren, zodat de machinist over de juiste signalen beschikt in zijn cabine. Het thermisch beheer aan te pakken, zodat het batterijpakket voldoende koel blijft. En alle veiligheidssystemen en functionaliteiten over te zetten, zodat uw machine hetzelfde kan, maar dan stiller en zonder uitlaatgassen. Er zijn machinefabrikanten die deze optie aanbieden.

Maar er zijn ook engineeringbedrijven die zich op dit soort retrofits hebben toegelegd. Weet als u voor een hermotorisering kiest, dat kennis van zaken een must is. Een vertrouwdheid met het merk van uw machine is een onmiskenbare troef.

Retrofit naar e-truck

In Nederland schieten deze ‘retrofitters’ inmiddels als champignons uit de grond, omdat de wetgever daar al strengere eisen rond werfemissies voorschrijft en duidelijke doelen vooropstelt. Bouwbedrijven voelen de urgentie: het komt eraan. In België draait het vlammetje vooralsnog op een lager pitje. Onder meer onderzoeksinstantie Flanders Make houdt zich wel al met de materie bezig. In samenwerking met start-up Etrova realiseerde het vorig jaar een retrofit van een dieselvrachtwagen naar een elektrisch exemplaar.

Maar het ziet potentieel voor in principe elke bouwmachine, op voorwaarde dat de business case er is. “In een eerste fase hebben we een Volvo dieseltruck omgebouwd en opnieuw laten homologeren voor gebruik op de weg. Met zes batterijpakketten bereiken we een autonomie van 480 km. In de tweede fase willen we deze oplossing uitbreiden naar andere merken. De voordelen zijn er: een hermotorisering kost maximaal 2/3 van wat een nieuwe elektrische vrachtwagen zou kosten omdat je het chassis, de cabine en zelfs de banden kan behouden. En bovendien verleng je de levensduur”, vertelt senior project leader Timothy Vandenbussche.

Verschillende snelheden

Ook voor bouwmachines ziet hij hetzelfde potentieel. “De grootste uitdaging wordt daar het wettelijk kader. Voor vrachtwagens is dat duidelijk omschreven, voor bouwmachines minder, die vallen onder verschillende reglementen. Die homologatie is echter belangrijk, zodat u verzekerd bent van een conforme, veilige werking. En dat vraagt om schaalgrootte om het efficiënt te kunnen.”

Hij ziet de verschillende bouwsegmenten wat dat betreft opereren aan andere snelheden. “In mijnbouw staan ze bijvoorbeeld al heel ver in elektrificatie. Het gaat vaak om machines op maat van toepassingen waarin veel remenergie ontstaat om te recupereren. Hetzelfde geldt trouwens voor torenkranen. Dit soort machines doet meer met zijn batterij. Dan is de business case veel makkelijker te maken en moet je minder nadenken over waar je de elektriciteit voor de machine vandaan haalt.”

Bottlenecks

Daarmee snijdt Vandenbussche misschien wel de grootste bottleneck voor elektrificatie op en van de werf aan: de beschikbaarheid van een netaansluiting. In de praktijk is die er meestal niet, of niet voldoende om alle zware machines op een werf van genoeg ‘jus’ te voorzien.

Een verbrandingsmotor op een werf van extra brandstof voorzien, gaat relatief eenvoudig. Dat maakt dat ze probleemloos het gros van de dag kunnen doorwerken. Bij elektrische bouwmachines is de autonomie van de batterij een aandachtspunt. Laadtijden zeker ook, maar daar hebben de fabrikanten van bouwmachines en van batterijen wel al hard aan gewerkt om dat relatief goed terug te dringen, vergelijkbaar met de vooruitgang die een elektrische wagen op dat domein geboekt heeft. Laden aan 400 kW is vandaag al mogelijk, laden aan 1 MW binnenkort. Die snelladers voor de werf kan je trouwens gewoon kopen, leasen of huren.

Werfbatterijen

Daar zijn we dus al niet te veel tijd meer aan kwijt. De voorwaarde blijft wel dat er dan voldoende elektriciteit beschikbaar is op de werf. Mocht dat niet zou zijn dan kunnen nog alternatieven worden ingezet. Grote industriële werfbatterijen die ofwel de netaansluiting vervangen of die het volle potentieel van de netaansluiting helpen benutten. Ze kunnen dan ’s nachts relatief goedkoop laden om overdag hun energie af te geven. Men kan ook nog diesel- methanol-, of waterstofaggregaten inzetten om voor de stroom te zorgen of kan je het gebruik van verwisselbare batterijsystemen overwegen voor uw machines. En wat met het argument dat elektriciteit nooit dezelfde kracht kan leveren? Dat vegen fabrikanten van tafel. Het is een kwestie van voldoende batterij. De meeste machinisten die van elektrisch geproefd hebben willen niet meer terug: dat ze meteen het volledige koppel ter beschikking hebben, vinden ze een flinke stap voorwaarts.

Full monty?

Toch blijkt het gedoe met batterijen en over voldoende energie beschikken voor voldoende productietijd toch nog een hoge horde om over te geraken. Het overwegen waard is dan of je meteen voor the full electric monty moet gaan. “Misschien kunt u al verduurzamen door niet de motor van je bouwmachines te elektrificeren, maar alles wat er van functionele systemen op zit”, geeft Vandenbussche nog een tip.

“De hydrauliekpomp vervangen door een frequentiegestuurd elektrisch exemplaar bijvoorbeeld. Als je weet dat op een afvalwagen de helft van het verbruik is terug te brengen tot zijn functies, dan zit daar wel degelijk veel potentieel voor verduurzaming. De technologie bestaat vandaag om zo ver te gaan in elektrificeren als je wil, op voorwaarde dat je de business case sluitend krijgt. We maken die oefening graag met bouwbedrijven.”

Snel en goedkoop alternatief

Bij VIL, KdG en Hogeschool Vives zitten ze op hetzelfde spoor en zijn ze daarom met een ander onderzoeksproject begonnen naar verduurzaming van zwaar materieel. Daar kiezen ze niet voor elektriciteit als brandstof maar voor methanol.

Ben Roels, onderzoeker Duurzame Energie en Mobiliteit: “In een ideaal scenario met groene methanol kan je de CO₂-impact hiermee al terugdringen naar 45 à 60% van wat die was. Uiteraard zijn we fan van elektrificatie, maar we zochten een alternatief om al meteen stappen te zetten, dat snel realiseerbaar en betaalbaar is.”

Het enige wat voor deze retrofit nodig is zijn extra injectoren en sensoren (om lekken te detecteren). “Mocht je methanol rechtstreeks in de cilinder injecteren zouden er veel aanpassingen nodig zijn aan het inlaattraject. Op deze manier beperken we die dus. Nu hoeven we enkel nog een sturing bij te plaatsen om de injectorsignalen in te lezen. Daarmee zouden we op papier in twee weken de ombouw kunnen regelen.”

Retrofitkit voor methanol injectie

Het onderzoek van Universiteit Antwerpen is de labofase al voorbij. Momenteel test het in het ReMeWa-Methanol project de theorie uit in de praktijk met de retrofit van twee machines. “Het einddoel is dubbel. Enerzijds willen we tot een online rekeninstrument komen waarmee bedrijven de ecologische en economische impact van retrofitting voor hun specifieke machines kunnen inschatten. Anderzijds willen we een modulair ombouwpakket samenstellen dat bestaande dieselmotoren geschikt maakt voor methanol, inclusief een aangepaste brandstofinjectie,- opslag- en toevoersysteem”, vat Roels de missie samen.

Hoeveel dat allemaal moet kosten, daar durft hij zijn hand niet voor in het vuur steken, dat moeten de proeven nog uitwijzen. “Maar we proberen het onder de 15.000 euro te houden. Wel moet je rekening houden met de hogere kostprijs van methanol ten opzichte van diesel, maar het is wel goed verkrijgbaar. In september willen we de demo klaar hebben. In 2027 loopt het project af. Dan is het aan de deelnemers om de technologie verder op te pakken en te vermarkten.”