Gasvormig

Gasvoertuigen kunnen worden onderscheiden in CNG en LNG. Een belangrijk voordeel van LNG ten opzichte van CNG (gecomprimeerd aardgas) als brandstof voor voertuigen is de energiedichtheid. LNG is hierdoor de geprefereerde oplossing voor vrachtwagens die gebruikt worden voor zowel regionale distributie als langeafstandstransport. CNG is de geprefereerde oplossing voor vrachtwagens (en soms bussen) in de stadsdistributie.

Daarnaast zijn er ook verschillende verbrandingsconcepten: mono-fuel en dual-fuel. Mono-fuel motor verbranden 100% CNG of LNG met vonkontsteking (SI). Dual-fuel motoren verbranden een mix uit CNG of LNG met een andere brandstof (over het algemeen met diesel) onder hoge druk met directe injectie (HPDI). Hieronder wordt ingegaan op de huidige techniekontwikkeling van deze motoren.

Mono-Fuel motoren

De mono-fuel gasmotor is al redelijk ver ontwikkeld. Verdere techniekontwikkeling richt zich op het verhogen van de efficiency en de reductie van methaanslip (methaan, dat onverbrand wordt uitgestoten). Methaanslip is een 25 keer krachtiger broeikasgas dan CO2. De uitstoot van kleine hoeveelheden methaan kan dus tot hogere broeikasgasemissies leiden. Het Duitse MTU onderzoekt technieken om dit tegen te gaan, door onder andere de turbolader efficiënter te laten draaien. Dit onderzoek bevindt zich nog in een vroeg stadium.

Dual-Fuel motoren

De belangrijkste ontwikkeling voor gasmotoren in het recente verleden was de ontwikkeling en toepassing van de Westport-injector in Volvo's Euro VI (dual-fuel) vrachtwagen. De ontwikkeling was het afgelopen decennium meermaals aangekondigd, maar kreeg pas in 2018 een marktintroductie. In deze nieuwe generatie HPDI-motoren wordt gas ontstoken met een kleine hoeveelheid diesel. In de praktijk kan hierdoor een CO2-reductie van rond 20% gerealiseerd worden ten opzichte van diesel [TNO-2, 2019]3, zonder noemenswaardige aantasting van de rijeigenschappen van een dieselmotor (vermogen, koppel, remvermogen).

Vergelijkbaar met HPDI wordt bij RCCI (Reactivity Controlled Compression Ignition) diesel als hulpbrandstof gebruikt om de hoofdbrandstof te ontsteken. In tegenstelling tot HPDI wordt bij RCCI eerst LNG ingespoten en daarna pas de diesel. Dezelfde componenten als bij HPDI kunnen hiervoor gebruikt worden, onder andere die van Westport. Potentiële voordelen tegenover HPDI zijn een (nog) lager verbruik, minder CO2 en een minder gecompliceerd nabehandelingssysteem. De ontwikkeling bevindt zich echter nog in een vroege fase en zal de komende jaren nog niet beschikbaar zijn voor gebruik in serieproducten.

3Voor een gemiddelde langafstandsrit liggen de broeikasgasemissies CO2 en CH4, wanneer deze samen worden uitgedrukt in een CO2-equivalente uitstoot, gemiddeld lager dan een groep voertuigen met dieselmotoren (n=5) van een wat ouder modeljaar (rond 2013), met een gemiddeld verschil van rond de 19%. Het verschil is een paar procent hoger op de snelweg en mogelijk wat lager in de stad. In de uitstoot van CO2 en CH4 uit de uitlaat is het aandeel van de CH4 emissie (ook wel methaanslip genoemd) wanneer deze wordt uitgedrukt in CO2-equivalenten ongeveer 2-3%. Ook wanneer voertuigen van een nieuwer modeljaar (2018-2019) een paar procent minder CO2 zouden uitstoten door technologische verbeteringen, zou het verschil in de CO2-uitstoot significant zijn. Voor een gemiddelde langafstandsrit liggen de gemeten emissies van NOx en deeltjesaantallen op een vergelijkbaar niveau als van een groep van reeds geteste Euro VI trucks met een dieselmotor.