Demonstratieprojecten

Deze webpagina geeft een overzicht van een aantal demonstratieprojecten uitgevoerd sinds 2000. Voordien werden er ook reeds demonstratieprojecten uitgevoerd rond milieuvriendelijke voertuigen. Zo werd er ondermeer een ronde van Vlaanderen met elektrische voertuigen georganiseerd, en werden aardgasvoertuigen uitgetest. Deze demonstratieprojecten werden opgevolgd de afdeling natuurlijke rijkdommen en energie van de administratie economie.

De meeste stadsbussen worden aangedreven door een dieselmotor. Het nadeel van deze dieselbussen is de hoge deeltjesuitstoot. Om deze deeltjesuitstoot te verminderen kunnen bussen worden uitgerust worden een CRT filter (Continuous Regenerating Trap). Deze continu regenererende deeltjesfilter bestaat uit een oxidatiekatalysator en een deeltjesfilter. Het roet wordt opgevangen in de deeltjesfilter en geoxideerd door NO₂ dat in de oxidatiekatalysator stroomopwaarts gevormd werd. De filter vermindert de deeltjesuitstoot met meer dan 90%. Voor een goede werking van de CRT is zwavelarme brandstof vereist. De ervaring met CRT's was tot nu toe onbestaande in Vlaanderen.

In dit demonstratieproject worden verbruik- en emissiemetingen (CO, CO₂, NO_x, KWS en PM) uitgevoerd door Vito op stadsbussen van De Lijn. De bedoeling is de performantie van de CRT na te gaan. Het meetprogramma bestaat in totaal uit 3 meetcampagnes voor beide bussen, telkens met een jaar tussentijd om veroudering na te gaan. Elke meetcampagne omvat emissie- en verbruiksmetingen uitgevoerd in reëel verkeer en op het testcircuit in Oostmalle.

Uit de eerste reeks metingen op de CRT-bus kan het geconcludeerd worden dat de CRT de deeltjesuitstoot vermindert met meer dan 90%, de KWS- en CO-uitstoot worden verminderd met respectievelijk 65% en minstens 66%, er werd geen duidelijk waarneembare NO_x -reductie vastgesteld en de CRT heeft weinig invloed op het brandstofverbruik. De tweede meting toonde geen veroudering van het systeem aan. Tot hier toe kunnen we besluiten dat het uitrusten van stadsbussen met een CRT kan bijdragen tot het verbeteren van de stedelijke luchtkwaliteit.

De positieve resultaten van dit demonstratieproject hebben er al vast toe geleid dat De Lijn heeft beslist al zijn Euro II bussen uit te rusten tegen 2005 (dit is 43 % van het bussenpak in eigen beheer van De Lijn).

Naast de rapporten met de resultaten van de emissiemetingen, zijn eveneens volgende rapporten beschikbaar (zie rubriek studie en onderzoek):

Wetenschappelijke beoordeling van het gebruik van waterstof voor voertuigen (05/2001-05/2003)

In de zoektocht naar milieuvriendelijke brandstoffen (voor voertuigen) wordt waterstof vaak genoemd als potentiële bron van onbeperkte schone energie. Vooral in het kader van de CO₂-problematiek kan waterstof een meerwaarde bieden. De termijn waarop de introductie van waterstof als voertuigbrandstof moet gezien worden is nog niet helemaal duidelijk. Belangrijk is dat de ‘milieuvriendelijkheid’ van waterstof als energiedrager bepaald wordt door de productiecyclus. De emissies bij gebruik zijn over het algemeen zeer laag tot nul en worden bepaald door de aandrijftechnologie.

In deze studie werden de mogelijkheden van waterstof als brandstof voor bussen onderzocht. Zowel de waterstofproductie, -opslag als –aandrijftechnologieën werden vergeleken op basis van beschikbare literatuur.

Waterstof kan geproduceerd worden op grote schaal in speciale H₂-productieplants of kleinschalig in locale productiefaciliteiten. Daarnaast is ook productie van waterstof aan boord van het voertuig met behulp van een reformer mogelijk. Over het algemeen is grootschalige productie economischer maar kleinschalige productie (on-site) heeft het voordeel dat de geproduceerde waterstof niet getransporteerd dient te worden. Waterstofproductie in het voertuig zelf heeft het voordeel dat geen waterstofinfrastructuur nodig is.

Het rechtstreeks gebruik van waterstof (zonder reformer) voor bussen is het meest aangewezen. De milieu-impact voor centrale productie is lager dan voor waterstofproductie aan boord van het voertuig.

Momenteel wordt het grootste deel van waterstof geproduceerd uit fossiele brandstoffen aan de hand van verschillende thermochemische reformtechnieken. Stoomreformers (op basis van aardgas) zijn momenteel de meest efficiënte, economische en wijdverspreide technieken voor het produceren van waterstof. Voor verbruik en broeikasgasemissies scoort reforming uit aardgas beter dan elektrolyse (op basis van Belgische netstroom).

De impact van de productie van waterstof op basis van elektrolyse wordt bepaald door de wijze waarop de elektriciteit wordt opgewekt. Waterstof geproduceerd via elektrolyse uit hernieuwbare energie vormt de grootste opportuniteit om de emissies van voertuigen te verminderen. De vraag die zich stelt is of bij een toename van de vraag nog voldoende ‘groene stroom’ geleverd kan worden. 

Bij rechtstreeks gebruik van waterstof in het voertuig vormen opslag en uitbouw van tankinfrastructuur de grootste uitdagingen. De opslag van waterstof kan gebeuren gasvormig onder druk, vloeibaar en als hydriden. Voor het gebruik van waterstof in bussen is het probleem van opslag minder cruciaal omdat voldoende plaats beschikbaar is op het dak van het voertuig.

De emissies geproduceerd bij gebruik (in bussen) worden bepaald door de aandrijftechnologie. Waterstof kan aangewend worden in brandstofcellen of in een aangepaste verbrandingsmotor. Momenteel zijn meer prototypes uitgerust met brandstofcellen dan met een verbrandingsmotor.

Indien brandstofcellen gebruikt worden (op basis van waterstof, zonder reformer) zijn de emissies bij gebruik nul (enkel water en restwarmte worden geproduceerd). Bij een verbrandingmotor op waterstof zijn de emissies echter niet altijd te verwaarlozen. Het grootste probleem zijn de NO_x -emissies.

Brandstofcellen zijn momenteel nog zwaar en duur maar worden verder ontwikkeld zodat een verlaging van de kostprijs en gewicht te verwachten is. Bovendien wordt algemeen verwacht dat de kostprijs zal dalen indien massaproductie mogelijk is. Een verbrandingsmotor op waterstof scoort in dit opzicht beter.

De voorkeur voor brandstofcellen voor mobiele toepassingen ligt momenteel bij PEM-brandstofcellen omwille van hun hoge vermogendichtheid, korte opstarttijd, snelle respons op variabele belasting en potentieel om te produceren aan relatief lage kostprijs. Een nadeel van de PEM-brandstofcel is de intolerantie voor onzuiverheden in de brandstof. In de meeste demonstratieprojecten wordt momenteel gebruik gemaakt van PEM-brandstofcellen.

De volledige samenvatting van het rapport is terug te vinden in de rubriek studie en onderzoek.

Wetenschappelijke beoordeling van gecombineerde systemen NO_x katalysator en roetfilter voor bussen (06/2000-04/2004 en 2006)

De belangrijkste emissies van zware dieselvoertuigen zijn deeltjes en stikstofoxiden. Bussen in een stedelijke omgeving zijn dan ook belangrijke vervuilers met betrekking tot deze emissies. Dankzij het demonstratieproject rond roetfilter heeft De Lijn beslist zijn Euro II bussen uit te rusten met een roetfilter. Deze CRT’s zorgen voor een aanzienlijke vermindering van de PM-emissies (>90%) maar hebben geen invloed op de NO_x -emissies. De NO_x -emissies, welke bijdragen tot fotochemische smog op warme zomerdagen, blijven relatief hoog.

Om tegelijkertijd NOx en PM emissies te reduceren heeft De Lijn twee identieke Jonckheere Transit 2000 Euro 2 bussen uitgerust met twee verschillende gecombineerde PM/NOx nabehandelingstechnieken. Ze bestaan uit een deeltjesfilter en een SCR systeem. In 2006 werden de emissies van deze bussen nogmaals gemeten om veroudering na te gaan. De bussen zijn gemeten in werkelijk verkeer op Lijn 77 in Gent (Lochristy naar St. Denijs Westrem) en op testcircuit (Lommel). Lijn 77 is één van de lijnen waarop deze bussen ingezet worden. De route situeert zich gedeeltelijk in de stad en gedeeltelijk buiten de ringweg.

Wat de CRT+SCR bus 1 betreft zijn de NOx emissies van de circuitcycli -die reeds laag waren- verder verlaagd naar enkele grammen per kilometer. CO en vooral KWS zijn gestegen waarschijnlijk als gevolg van veroudering van de CRT. De absolute waarden zijn echter nog steeds laag. In vergelijking met de eerste campagne is het brandstofverbruik niet significant veranderd. De gemiddelde ammoniakemissies zijn gedaald tot onder 10 ppm en de ogenblikkelijke emissies tot onder 22 ppm versus 60 ppm in de eerste campagne. Alle PM emissies met inbegrip van deze van de koude start zijn onder 0,02 g/km zoals in de eerste campagne. Bijgevolg is hiervoor geen CRT-veroudering vastgesteld. De NOx emissie in werkelijk verkeer is gestegen van 1,8 naar 2,4 g/km. De uitlaatgastemperatuur is daarbij boven 250°C voor meer dan 50% van de tijd hetgeen vergelijkbaar is met de eerste campagne. De temperatuur duikt echter onder 200°C voor korte periodes. De ureuminjectie stopt dan en de NO_x conversie daalt.

Wat de ‘Filter+SCR’ bus 2 aangaat, varieëren de NOx emissies niet veel tussen beide campagnes. CO en KWS zijn naar lage absolute waarden gedaald als gevolg van de installatie van een nieuwe deeltjesfilter. Het brandstofverbruik is niet significant gewijzigd behalve in werkelijk verkeer waar de daling met 24% in de opvolgcampagne wijst op een lagere motorbelasting. De ammoniakresultaten tonen de gerealiseerde vooruitgang in de gemiddelde emissies die maximum 5 ppm bedraagt. De ureuminjectie is substantieel verbeterd. Alle deeltjesemissies met inbegrip van deze bij koude start zijn onder de detectielimiet van 0,02 g/km. Dit is een grote verbetering t.o.v. de eerste campagne te wijten aan de installatie van een nieuwe deeltjesfilter van het wall flow type. De temperatuur is boven 250°C voor minimum 43% van de tijd en dit is veel lager dan in de eerste campagne. In werkelijk verkeer duikt ook voor deze bus de temperatuur onder 200°C voor korte periodes. De ureuminjectie stopt dan en de NO_x conversie daalt.

Er werden ook voor het eerst geurmetingen uitgevoerd.  De gemiddelde geurconcentratie na de nabehandeling is voor de eerste bus 2.818 ouE/m³ in traagloop en 1.177 ouE/m³ voor de DUBDC cyclus. De gemiddelde geurreductie-efficientie is respectievelijk 71 % en 79 %. Dit is een goed resultaat maar lager dan de reductie in de gereguleerde emissies. Bij de tweede bus is de gemiddelde geurconcentratie van de uitlaatgassen 5.748 ouE/m³ en de gemiddelde geurreductie-efficiëntie slechts 22 % hetgeen veel lager is dan de reductie van de gereguleerde emissies. De geurconcentratiemetingen in traagloop werden verstoord door een probleem met de ureuminjectie.

Het volledig onderzoeksrapport is terug te vinden in de rubriek studie en onderzoek.