De Bredase AMT Group ontwikkelt een vernieuwende elektrische aandrijflijn voor grondverzetmachines en spoorkranen. De traditionele dieselmotor maakt plaats voor een accupakket, dat op de bouwplaats kan worden bijgeladen of – als er geen stroom beschikbaar is – wordt gevoed door een modulaire waterstof-brandstofcel. Zo krijgen klanten de vrijheid om te kiezen voor de aandrijving die het beste bij hun werk past.
In de werkplaats bij AMT Group in Breda is snel duidelijk waar ze zich hier vooral mee bezighouden; machines voor werkzaamheden op het spoor. Want naast luchtbanden beschikken vrijwel alle machines en werktuigen die we zien ook over een set massieve stalen spoorwielen. AMT ontwikkelt speciale werktuigen, van een simpele aanhanger of buggy tot volledig gerobotiseerde spoorbouwmachines.
Deze artikelen over WATERSTOFAANDRIJVING vind je vast ook interessant:
- Primeur: drone vliegt op vloeibare waterstof
- De waterstofambities van BMW
- Caterpillar ontwikkelt C13D: klaar voor waterstof, HVO en B100
Accu’s en brandstofcel als modulaire oplossing
Een specialisme waar het bedrijf zo’n vijf jaar terug in rolde, is het elektrificeren van nieuwe en bestaande spoorkranen. Nieuw is nu dat deze aandrijflijn óók gevoed kan worden door een fuelcell. Natuurlijk, een brandstofcel gaat áltijd gepaard met een elektrische aandrijflijn. Een fuelcell wekt immers stroom op die via een kleine bufferaccu wordt gebruikt om een auto of machine aan te drijven. Toch is het concept dat AMT bedacht vernieuwend. Dat vernieuwende schuilt vooral in de uitwisselbaarheid en flexibiliteit. AMT bouwt namelijk de complete fuelcell als een uitwisselbare module. De machine kan enerzijds volledig elektrisch draaien op vier grote batterijpakketten. Anderzijds is het ook mogelijk om twee van deze pakketten uit te nemen en de brandstofcel te plaatsen. Dan is de brandstofcel de stroombron en dienen de twee resterende accupakketten als bufferopslag. Handig als er geen laadstroom beschikbaar is op een werk, of wanneer de machine op 24-uurs inzet staat.
Bestaande spoorkranen ombouwen naar elektrisch
Het elektrificeren van machines is niet nieuw voor AMT. Het was destijds aannemer BAM Infra die aanklopte met het idee om een bestaande spoorkraan te elektrificeren: de dieselmotor eruit en een volledig elektrische aandrijflijn erin. Sven Elst, directeur en mede-eigenaar van AMT, vertelt: “Vanuit de spoorkranen hebben we een duidelijke connectie met het Duitse merk Atlas. Zo zijn we later ook begonnen met het bouwen van elektrische grondverzetmachines op basis van dat merk. Deze markt is de laatste jaren snel gegroeid maar nu weer wat terughoudender.” Die iets teruglopende vraag heeft vooral te maken met afgebouwde subsidies en onzekerheid in de markt. Elst: “Een grotere ondernemer kan zich wel investeringen permitteren in emissieloze machines, maar de beleidskoers is nu wat meer twijfelachtig rondom zero-emissie. Dat is voor ons een uitdaging.”
Dat ombouwen van diesel naar elektrisch technisch geen probleem is, staat voor de mensen achter AMT inmiddels vast en sterkt hen erin dat de ingeslagen weg de juiste is. “Voor de mobiele machines tot 20 ton waar het bij ons over gaat, zien wij het elektrificeren als een prima oplossing”, vertelt Sven Elst die zich binnen het bedrijf onder andere richt op ontwikkelingen richting zero emissie. “In praktijk werkt dat ook gewoon goed. De machines zien er iets anders uit en daar moet iedereen even aan wennen. Maar ze kunnen prima een dag draaien op één acculading. En met een beetje normale laadinfra, dus een 32 Ampère stroomaansluiting, kun je ze vrij gemakkelijk ’s nachts weer opladen. Bij machines zwaarder dan 20 ton is het wat lastiger om die energiebehoefte te managen. Dan kun je je afvragen of elektrificeren de beste oplossing is.”
Makita-concept: standaardisatie van accupacks
Met de brede lijn aan machines, van groot tot klein, stond voor AMT vast dat hun aandrijflijn modulair moest zijn. Door van meet af aan te kiezen voor een compact accupack is de techniek schaalbaar en uitwisselbaar. Op een kleine machine kan één accu, op de grote zoals in dit verhaal staan er vier. AMT heeft inmiddels verschillende toeleveranciers die deze accu’s op specificatie kunnen bouwen, allemaal zijn ze onderling uitwisselbaar. “Als je dit alleen ontwikkelt voor spoorkranen dan is het financieel geen haalbaar concept. Daarom kiezen we voor iets dat je het beste kunt omschrijven als het Makita-idee; in al onze machines werken we met dezelfde accupakketten; in kranen, hoogwerkers, verreikers. Omdat de markt klein is, benaderen we het op deze manier om toch aantallen te maken en te standaardiseren.”
Een kleine machine kan gezien de kleinere vermogensbehoefte en beperktere inbouwruimte toe met één accu, een grote met twee of meer. De accu’s leveren 92 kWh bij 600V en zijn opgebouwd met Lithium ijzerfosfaat-cellen (LFP). Een accupack weegt zo’n 850 kilo en ieder accupack heeft een eigen batterij managementsysteem (BMS) en zogenoemde state of charge indicator. Oftewel; elk accupack werkt zelfstandig en is daarom ook makkelijk uitwisselbaar en zelfs los inzetbaar op een bouwplaats als powerbank.
Atlas levert zonder motor
Terug naar de machine; in plaats van de dieselmotor drijft een vloeistofgekoelde elektromotor de bestaande hydrauliekpompen aan. Deze verzorgen zoals vanouds de cilinderbewegingen van de giek via een servogestuurd ventielenblok en de rijaandrijving van de wielen. Inmiddels heeft AMT een samenwerking met fabrikant Atlas GmbH zodat het bedrijf machines krijgt geleverd zónder dieselmotor. De aanpassingen doet AMT in eigen huis. Het extra gewicht van de accu’s is op dit type machines geen probleem, omdat er normaal gesproken een stalen ballastblok aanwezig is. Door deze te vervangen door een lichter exemplaar blijft het gewicht en de balans in de machine grosso modo gelijk.
Waterstof als alternatief bij zware inzet
Zoals vijf jaar geleden een klant aanklopte voor een elektrische machine, zo meldde zich vorig jaar een koper voor een waterstof-aangedreven machine. “Bij grotere projecten waar veel druk op zit, is het energiemanagement een uitdaging wanneer er meerdere elektrische machines op een werk draaien die tegelijk geladen moeten worden”, legt Sven Elst uit. In zo’n geval kan de klant werken met bufferaccu’s die overdag laden binnen de netcapaciteit. Dit voegt echter nogal wat kosten toe. Waterstof kan dan een alternatief zijn. Hierin zag AMT zelf eerder ook al potentie, getuige schetsen van enkele jaren terug. “Voor ons formaat bedrijf is het wel noodzakelijk om een launching client te hebben, een klant die zegt ‘ik geloof hier ook in.’ Dan kun je de testperiode in ieder geval samen oppakken.”
AMT hanteerde bij de waterstofmachine dezelfde aanpak als eerder bij de elektrische variant; modulair bouwen zodat de techniek straks breder toepasbaar is. Van de vier accupacks wisselde AMT er twee in voor de H2-module. Dit is een brandstofcel van Toyota, gebouwd in een frame compleet met eigen koeling, aansturing en drie 300-bar waterstoftanks voor 9 kilogram waterstof. Met de fuelcell kan zo’n 180 kWh stroom worden opgewekt. Ervan uitgaande dat de twee accu’s geladen zijn is er dus 360 kWh aan boord. Bijtanken van de waterstof kan in slechts 20 minuten. Het bedrijf denkt nog aan een extra opslagtank die men vast in de machine bouwt. Sven Elst: “De brandstofcel laadt continu de accu’s op, deze vangen het gevraagde piekvermogen van de machine op. We kunnen daarom ook kiezen voor een toerental waarop niet het maximale vermogen vrijkomt, maar het beste rendement van de brandstofcel. We gaan richting de 50 procent.”
Praktijk: de eerste kraan gaat komende zomer draaien
Binnenkort trekt AMT officieel het doek van de waterstofmachine. Deze zomer zal hij in ons land aan het werk gaan bij de koper. “Ook klanten die momenteel al draaien met een elektrische machine van ons kunnen in een later stadium altijd nog overschakelen naar waterstof. De kraan moet dan over de juiste software beschikken, voor de rest is het plug & play. Want we maken gebruik van dezelfde afmetingen en dezelfde datastekkers”, legt Elst uit. Over de kosten vertelt de AMT-directeur dat de elektrische versie grofweg 2,5 tot 3 keer zoveel kost als de oorspronkelijke dieselversie. De waterstofvariant zit daar nog weer een fractie boven, al zijn er subsidieregelingen die dat verschil weer vereffenen. “We zien dat waterstof bezig is met een opmars. Er is steeds meer duidelijkheid over de wet- en regelgeving en het kan een oplossing zijn als er geen stroom beschikbaar is. Met onze oplossing ligt de keuze in ieder geval nu bij de klant.”
