JCB zet al een tijdje in op een “Road to Zero”, waarbij het bedrijf op zoek gaat naar alternatieve brandstoffen met een nuluitstoot op gebied van CO² en andere vervuilende uitlaatgassen. Na verschillende alternatieve brandstoffen onder de loep gehouden te hebben trekt het bedrijf vol te kaart van waterstof. JCB heeft intussen 50 waterstofmotor gebouwd die zonder grote aanpassingen dieselmotoren kunnen vervangen.
De nieuwe motor, ABH2 gedoopt naar Lord Anthony Bamford, is een 4 cilinder motor met een inhoud van 4,7 liter. De motor komt qua vermogen en koppel overeen met de JCB dieselmotoren in dezelfde klasse. Het grote verschil met de dieselmotoren zit hem in de injectie van het waterstofgas en de ontsteking. Waterstof heeft een vonk nodig, zoals een benzinemotor. Een uitdaging voor de ingenieurs van JCB was de injectie van de brandstof. Waar diesel (en benzine) als vloeistof verneveld worden in de cilinder en mengen met de aanwezige lucht, is dit niet het geval voor waterstofgas. Waterstof is een heel licht gas, dat stijgt. Na injectie blijft het gas bovenaan in de cilinder zweven en mengt niet met de aanwezige lucht. Er is dan ook heel veel werk gekropen in de juiste timing en afstelling van de nieuwe motoren. De onderkant van de motor is quasi dezelfde als de dieselmotoren. Omdat het hier een variant van een verbrandingsmotor betreft, zonder grote verschillen tegenover andere motoren, kan elke mechanieker onderhoud en herstellingen doen, zowel in de werkplaats als in het veld.
De onderhoudsintervallen van de waterstofmotor zijn dezelfde als die van de standaard dieselmotoren van het merk, en ook componenten zoals filters zijn dezelfde. Het grote verschil in brandstof was te merken bij een controle van de olie. Deze was, na 400 werkuren, nog steeds doorzichtig en niet verkleurd.
JCB is al langer op zoek naar alternatieve brandstoffen, een project dat de naam “Road to Zero” draagt. Zo werden onder meer kleinere machines, zoals de 19C-1E minigraver en 525-60E verreiker, uitgerust met batterijen. Batterijen bereiken echter snel hun grens wanneer het gaat over capaciteit. In kleine machines met een beperkte energievraag zijn ze zeker bruikbaar, een JCB Fastrac van 220 pk die een hele dag moet werken moet al snel voorzien worden van 10 ton batterijen (en bijhorend prijskaartje van €450.000). In de zoektocht naar een brandstof die, zoals diesel, naar de machine kan worden gebracht, die snel kan getankt worden en voldoende energetische inhoud bevat, zijn HVO (biodisel), biogas, E-brandstoffen, ammoniak en waterstof onder de loep genomen.
“Voor de meeste van deze alternatieve brandstoffen is de productie van waterstof nodig”, zegt Lord Bamford. “Het is dus heel zinvol om waterstof te gebruiken, omdat het een schone brandstof zonder kooldioxide is die met hernieuwbare energie kan worden geproduceerd. Waterstof biedt ook een potentiële oplossing voor het probleem van batterijen op grotere machines; het maakt snel tanken mogelijk en is een mobiele brandstofoplossing, waardoor de brandstof naar de machine kan worden gebracht.”
In het onderzoekstraject naar waterstof onderzocht JCB ook het gebruik ervan in brandstofcellen. In juli 2020 onthulde de fabrikant de allereerste graafmachine op waterstof voor de bouwsector – een 20-tons 220X. JCB concludeerde echter dat brandstofcellen te duur, ingewikkeld en fragiel zijn voor gebruik in off-road machines en trekkers. Ook kunnen brandstofcellen niet snel genoeg reageren op een snelle vermogensvraag, zoals die voorkomt op graafmachines, verreikers, wielladers of trekkers.
De stap naar de waterstofmotor kwam er na een uitdaging voor het ingenieursteam door Lord Bamford. Hij vroeg hun de eenvoudigste manier te bedenken om waterstof te gebruiken als brandstof, met de kennis van de eigen motoren in het achterhoofd. “Dankzij de unieke verbrandingseigenschappen van waterstof kan de waterstofmotor hetzelfde vermogen, hetzelfde koppel en dezelfde efficiëntie leveren die de huidige JCB-machines aandrijven, maar dan op een koolstofvrije manier”, stelt Lord Bamford. “Waterstofverbrandingsmotoren bieden ook andere belangrijke voordelen. Door gebruik te maken van dieselmotortechnologie en -componenten, hebben ze geen zeldzame aardelementen nodig; en, wat cruciaal is, de verbrandingstechnologie heeft zich al ruimschoots bewezen op bouw- en landbouwmachines. Het is een technologie die kosteneffectief, robuust, betrouwbaar en bekend is in niet alleen de bouw- en landbouwindustrie, maar in de hele wereld.”
Intussen bouwde JCB 50 waterstofmotoren die ingebouwd zijn in prototypes van graaflaadmachines en Loadall verreikers. Deze machines worden uitgebreid getest in reële omstandigheden. Om de machines van brandstof te voorzien ontwikkelde JCB een mobiel tanksysteem dat opgebouwd werd op een Fastrac, maar ook meegenomen kan worden op een aanhangwagen. De tank heeft genoeg waterstof om 16 waterstofgraaflaadmachines te vullen. Ook werd een oude Mercedes vrachtwagen uitgerust met een waterstofmotor, zonder grote ingrepen. Zo werd de motor gewoon gekoppeld aan de bestaande versnellingsbak.
JCB stelt de ABH2 motor aan het publiek voor tijdens ConExpo in Las Vegas als onderdeel van de International Fluid Power Exposition. ConExpo gaat door van 14 tot en met 18 maart 2023.
