LIEBHERR-steinexpo 2023: Alternative drive technologies for Liebherr machines in the mining industry

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LIEBHERR-steinexpo 2023 : Technologies d'entraînement alternatives pour les machines Liebherr dans l'industrie minière

At steinexpo, Liebherr and Maximator Hydrogen will present an efficient solution for mobile H2 refuelling of construction machinery.
IMAGE SOURCE: Liebherr

  En tant que l'un des plus grands fabricants de machines de construction, Liebherr travaille en permanence sur les technologies d'entraînement dans le but de proposer à long terme à ses clients des produits efficaces et respectueux de l'environnement. Ces efforts reposent entre autres sur la recherche de concepts de propulsion alternatifs et sur une approche ouverte des nouvelles technologies. Aujourd'hui, le groupe d'entreprises propose déjà de nombreux produits écologiquement optimisés, dont certains sont totalement exempts d'émissions locales. Lors du salon Steinexpo 2023, Liebherr donnera un aperçu et une perspective de ses travaux sur certaines technologies d'entraînement alternatives spécifiquement destinées aux machines de l'industrie minière.

La vaste gamme d'applications des machines Liebherr nécessite une grande variété d'entraînements adaptés. Selon le type et le domaine d'utilisation, différentes technologies d'entraînement peuvent être utilisées pour réduire les émissions et promouvoir à long terme la neutralité climatique sur les chantiers de construction. Liebherr travaille donc intensivement sur des solutions dans le domaine des entraînements électriques et à hydrogène. Les carburants alternatifs tels que le HVO et les carburants électroniques jouent également un rôle important à cet égard.

Les entraînements à base d'hydrogène constituent une approche prometteuse, notamment pour une utilisation dans l'industrie de l'extraction, car ils répondent aux exigences particulièrement énergivores de ces applications. Suite à la présentation de la R 9XX H2, la première pelle sur chenilles équipée d'un moteur à combustion à hydrogène au salon Bauma 2022, Liebherr travaille en permanence au développement de cette technologie afin de lancer prochainement des produits fonctionnant à l'hydrogène. Par rapport aux entraînements électriques, les avantages particuliers du concept d'entraînement à base d'hydrogène incluent l'indépendance par rapport à une alimentation énergétique permanente ainsi que des temps de ravitaillement rapides. Dans le même temps, les machines offrent les mêmes performances globales que leurs homologues diesel. La première pelle à hydrogène Liebherr a reçu l'année dernière le prix de l'innovation Bauma « Action pour le climat ». Adaptée aux températures extrêmes, aux chocs et aux travaux à forte intensité de poussière sur les chantiers, la R 9XX H2, avec sa masse opérationnelle de 50 tonnes, pourrait à l'avenir constituer une autre solution robuste pour les applications de terrassement et d'exploitation en carrière, aux côtés des pelles sur chenilles Liebherr à moteur conventionnel dans le monde. même classe, qui sont déjà utilisées aujourd'hui.

Liebherr présentera un moteur à combustion à hydrogène à la steinexpo. Le moteur H966 a été développé par Liebherr Machines Bulle SA en Suisse à des fins de démonstration et d'essais sur le terrain et est basé sur la technologie d'injection dans le collecteur d'admission (également appelée PFI). Les résultats obtenus grâce à cette technologie montrent l’énorme potentiel futur des systèmes de propulsion à hydrogène et plaident en faveur de leur utilisation, notamment pour les applications tout-terrain. En outre, le segment de produits Composants de l'entreprise travaille sur d'autres technologies de propulsion à base d'hydrogène telles que l'injection directe de H2. Ce dernier permet une densité de puissance plus élevée que le système d'injection du collecteur d'admission H2 bien connu et est donc particulièrement adapté aux applications lourdes dans des environnements de travail exigeants, comme dans les industries de la construction et des mines.

D'ici 2025, le segment de produits Composants de Liebherr prévoit de démarrer la production en série de moteurs à hydrogène. L'entreprise recherche également des solutions d'injection supplémentaires pour optimiser davantage la combustion et la densité de puissance. Parallèlement aux moteurs fonctionnant à l'hydrogène, le groupe d'entreprises mène actuellement plusieurs projets de recherche sur l'utilisation de carburants alternatifs. Un exemple est un moteur bicarburant qui peut fonctionner à l’hydrogène avec injection de HVO (huiles végétales hydrotraitées) ou au HVO pur.

Dans le domaine des technologies d'entraînement à base d'hydrogène, Liebherr travaille également sur la technologie des piles à combustible comme autre forme de conversion de l'hydrogène. Une première étude conceptuelle d'un prototype de chargeuse sur pneus alimenté par une pile à combustible a été présentée l'année dernière dans le cadre de la vitrine Liebherr à la Bauma.
MAX Mobile Refueler de Maximator Hydrogen : Solution efficace pour le ravitaillement mobile en H2 des engins de chantier

En partenariat avec Maximator Hydrogen GmbH basée en Thuringe, Liebherr développe une solution de ravitaillement mobile innovante pour les engins de chantier utilisant de l'hydrogène gazeux. De nos jours, les clients sont souvent confrontés au défi de savoir comment fournir de l'hydrogène de manière sûre, rapide et rentable sur le site d'exploitation. En adaptant le système de réservoir des machines à hydrogène de Liebherr, Maximator Hydrogen a réussi à mettre en œuvre un tout nouveau type de ravitaillement en hydrogène. Contrairement aux solutions de ravitaillement mobiles actuelles, le MAX Mobile Refueler n'a besoin de transporter que la quantité d'hydrogène dont il a réellement besoin pour remplir les engins de construction respectifs. A cet effet, on utilise un fluide spécialement développé par Maximator Hydrogen, qui peut être mis en contact direct avec l'hydrogène. Une pompe entraînée par l'entraînement hydraulique de l'engin de chantier délivre la totalité de l'hydrogène dans l'engin de chantier via le fluide.

Le MAX Mobile Refueler est rempli d'hydrogène jusqu'à 700 bars dans une station-service publique ou un point-service. En tant que système intégré à une remorque ou à un véhicule, le MAX Mobile Refueler est conduit directement à l'engin de construction, qui peut ensuite être entièrement ravitaillé à 700 bars en moins de 15 minutes. Dans sa plus petite version, le MAX Mobile Refueler pèse environ 1 000 kg et peut ravitailler environ 40 kg d'hydrogène (à 700 bar et 15°C). Le système est extensible sur une base modulaire.

Les concepts d'entraînement électrique sur batterie et sur secteur (câble), ainsi que les solutions hybrides, constituent un aspect clé des machines Liebherr basées sur des solutions d'entraînement alternatives. Liebherr propose déjà diverses machines entraînées par un moteur électrique. Il s'agit par exemple de la pelle électrique sur chenilles R 976 E, spécialement conçue pour une utilisation dans les mines et carrières, ou de l'engin de manutention LH 26 M Industry E. Les deux machines sont alimentées en courant via un câble, le LH 26 M Industry E pouvant être équipé en option d'un kit de mobilité supplémentaire monté sur le chariot supérieur. Cela augmente temporairement la portée de travail et le rayon de mouvement de la machine grâce à des batteries rechargeables.

Dans le segment des chargeuses sur pneus, Liebherr prévoit de lancer la nouvelle L 507 E, la première chargeuse sur pneus électrique à batterie du groupe, au cours du second semestre 2023. La machine est basée sur la L 507 Stereo éprouvée et offre donc les avantages familiers des chargeuses Stereo, comme la direction stéréo, qui garantit une maniabilité maximale. L'entraînement électrique sur batterie du L 507 E, testé de manière intensive, garantit une transmission de puissance très dynamique. Outre ses excellentes performances, la première chargeuse sur pneus électrique Liebherr impressionne également par son fonctionnement silencieux. De plus, il n’émet localement aucun CO2.

La R 9XX H2 est la première pelle Liebherr propulsée par un moteur à combustion à hydrogène.

Outre la transmission proprement dite, un autre objectif des travaux de recherche de Liebherr est le choix du carburant approprié. Les carburants alternatifs tels que le HVO et les e-Fuels sont des carburants diesel régénératifs produits de manière synthétique et conformes, entre autres, à la norme EN 15940. Compatible avec de nombreuses machines Liebherr, le HVO pur ou comme additif au diesel fossile constitue une solution efficace et immédiate pour réduire les émissions et promouvoir la neutralité climatique à long terme sur les chantiers de construction et dans les mines et carrières.

Les huiles végétales hydrotraitées (HVO en abrégé) sont obtenues à partir de déchets d'huile de cuisson, de résidus de graisse, de graisses usagées et d'huiles végétales. Ils sont ensuite convertis en hydrocarbures par le processus d’hydrogénation dans des conditions catalytiques, c’est-à-dire via l’ajout d’hydrogène sous chauffage intense. Ceux-ci constituent à leur tour une source d’énergie et donc un carburant potentiel. Le HVO est largement neutre sur le plan climatique, tant dans sa production que dans son utilisation, à condition que seules des sources d'énergie renouvelables soient utilisées.
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04/09/23-English

LIEBHERR-steinexpo 2023: Alternative drive technologies for Liebherr machines in the mining industry

At steinexpo, Liebherr and Maximator Hydrogen will present an efficient solution for mobile H2 refuelling of construction machinery.
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 As one of the largest manufacturers of construction machinery, Liebherr is continuously working on drive technologies with the aim of offering its customers efficient and environmentally compatible products in the long term. These endeavours are based on, among other things, research into alternative drive concepts and an open approach to new technology. Today, the group of companies already offers numerous ecologically optimised products, some of which are completely free of local emissions. At steinexpo 2023, Liebherr will provide an insight and outlook into its work on selected alternative drive technologies specifically for machines in the mining industry.

The enormous range of applications for Liebherr machines requires a wide variety of suitable drives. Depending on the type and area of use, different drive technologies may be employed to reduce emissions and promote climate neutrality on construction sites in the long term. Liebherr is therefore working intensively on solutions in the field of electric and hydrogen-based drives. Alternative fuels such as HVO and e-fuels also play an important role here.

Hydrogen-based drives are a promising approach, especially for use in the extraction industry, as they meet the particularly energy-intensive requirements of these applications. Following the presentation of the R 9XX H2, the first crawler excavator with a hydrogen combustion engine at Bauma 2022, Liebherr is continuously working to develop this technology in order to launch hydrogen-powered products in the near future. In direct comparison to electric drives, the special advantages of the hydrogen-based drive concept include independence from a permanent energy supply as well as fast refuelling times. At the same time, the machines deliver the same overall performance as their diesel-powered counterparts. The first Liebherr hydrogen excavator was awarded the Bauma "Climate Action" innovation prize last year. Suitable for extreme temperatures, shocks and dust-intensive jobs on the construction site, the R 9XX H2, with its operating mass of 50 tonnes, could in future be another robust solution for earthmoving and quarrying applications alongside the conventionally powered Liebherr crawler excavators in the same class, which are already in use today.

Liebherr will showcase a hydrogen combustion engine at steinexpo. The H966 engine was developed by Liebherr Machines Bulle SA in Switzerland for demonstration and field trials and is based on intake manifold injection technology (also called PFI). The results achieved by means of this technology show the enormous future potential of hydrogen propulsion systems and speak in favour of their use – especially for off-road applications. In addition, the company's Components product segment is working on other hydrogen-based propulsion technologies such as H2 direct injection. The latter enables a higher power density than the familiar H2 intake manifold injection system and is therefore especially suitable for heavy-duty applications in demanding working environments, such as in the construction and mining industries.

By 2025, Liebherr's Components product segment plans to start series production of hydrogen engines. The company is also researching additional injection solutions to further optimise combustion and power density. Alongside hydrogen-powered engines, the group of companies is currently conducting several research projects to investigate the use of alternative fuels. One example is a dual-fuel engine that can run on hydrogen with HVO injection (hydrotreated vegetable oils) or on pure HVO.

In the field of hydrogen-based drive technology, Liebherr is also working on fuel cell technology as another form of hydrogen conversion. An initial, early concept study of a prototype wheel loader powered by a fuel cell was demonstrated last year as part of the Liebherr showcase at Bauma.
MAX Mobile Refueler from Maximator Hydrogen: Efficient solution for mobile H2 refuelling of construction machinery

In partnership with Maximator Hydrogen GmbH based in Thuringia, Liebherr is developing an innovative mobile refuelling solution for construction machinery using gaseous hydrogen. These days, customers are often faced with the challenge of how to provide hydrogen safely, quickly and cost-effectively at the operating location. By making adaptations to the tank system of Liebherr's hydrogen-powered machines, Maximator Hydrogen has managed to implement a completely new type of hydrogen refuelling. In contrast to current mobile refuelling solutions, the MAX Mobile Refueler only needs to carry the amount of hydrogen it actually needs to fill the respective construction machines. For this purpose, a fluid specially developed by Maximator Hydrogen is used, which can be brought into direct contact with hydrogen. A pump driven by the hydraulic drive of the construction machine delivers the entire amount of hydrogen into the construction machine via the fluid.

The MAX Mobile Refueler is filled with hydrogen to 700 bar at a public filling station or a filling point. As a trailer or vehicle-integrated system, the MAX Mobile Refueler is driven directly to the construction machine, which can then be fully refuelled to 700 bar in less than 15 minutes. In its smallest version, the MAX Mobile Refueler weighs about 1000 kg and can refuel about 40 kg of hydrogen (at 700 bar and 15°C). The system is expandable on a modular basis.

Battery and mains-fed (cabled) electric drive concepts as well as hybrid solutions are a key aspect of Liebherr machines based on alternative drive solutions. Liebherr already offers various machines that are driven by an electric motor. These include, for example, the R 976 E electric crawler excavator, which is specially designed for use in mining and quarrying, or the LH 26 M Industry E material handling machine. Both machines are supplied with power via a cable, whereby the LH 26 M Industry E can be optionally equipped with an additional mobility kit mounted on the upper carriage. This temporarily increases the machine's working range and movement radius by means of rechargeable batteries.

In the wheel loader segment, Liebherr is planning to launch the new L 507 E, the Group's first battery-electric wheel loader, for the second half of 2023. The machine is based on the tried-and-tested L 507 Stereo and therefore offers the familiar advantages of the Stereo loaders, such as stereo steering, which ensures maximum manoeuvrability. The intensively tested battery-electric drive of the L 507 E ensures highly dynamic power delivery. In addition to its excellent performance, the first electric Liebherr wheel loader also impresses thanks to its low-noise operation. In addition, it emits no CO2 locally.

The R 9XX H2 is the first Liebherr excavator powered by a hydrogen combustion engine.

In addition to the actual drive, another focus of Liebherr's research work is the selection of the appropriate fuel. Alternative fuels such as HVO and e-Fuels are synthetically produced, regenerative diesel fuels that comply with the EN 15940 standard, among others. As it is compatible with many Liebherr machines, HVO in its pure form or as an additive to fossil diesel is an effective and immediate solution for reducing emissions and promoting long-term climate neutrality on construction sites and in mines and quarries.

Hydrotreated vegetable oils (HVO for short) are obtained from waste cooking oil, fat residues, waste fats and vegetable oils. They are then converted into hydrocarbons through the process of hydrogenation under catalytic conditions, i.e. via the addition of hydrogen under intense heating. These in turn are an energy source and thus a potential fuel. HVO is largely climate-neutral in both production and use, provided that only renewable energy sources are used.
NJC© Info LIEBHERR

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LIEBHERR-steinexpo 2023: Alternatieve aandrijftechnologieën voor Liebherr-machines in de mijnbouw

At steinexpo, Liebherr and Maximator Hydrogen will present an efficient solution for mobile H2 refuelling of construction machinery.
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  Als een van de grootste fabrikanten van bouwmachines werkt Liebherr voortdurend aan aandrijftechnologieën met als doel zijn klanten op de lange termijn efficiënte en milieuvriendelijke producten aan te bieden. Deze inspanningen zijn onder meer gebaseerd op onderzoek naar alternatieve aandrijfconcepten en een open benadering van nieuwe technologie. Tegenwoordig biedt de bedrijvengroep al tal van ecologisch geoptimaliseerde producten aan, waarvan sommige volledig vrij zijn van lokale emissies. Op steinexpo 2023 zal Liebherr inzicht en vooruitzicht geven op zijn werk op het gebied van geselecteerde alternatieve aandrijftechnologieën specifiek voor machines in de mijnbouw.

Het enorme toepassingsbereik van Liebherr-machines vereist een grote verscheidenheid aan geschikte aandrijvingen. Afhankelijk van het type en toepassingsgebied kunnen verschillende aandrijftechnologieën worden gebruikt om de uitstoot te verminderen en de klimaatneutraliteit op bouwplaatsen op de lange termijn te bevorderen. Liebherr werkt daarom intensief aan oplossingen op het gebied van elektrische en waterstofgebaseerde aandrijvingen. Ook alternatieve brandstoffen zoals HVO en e-fuels spelen hierbij een belangrijke rol.

Op waterstof gebaseerde aandrijvingen zijn een veelbelovende aanpak, vooral voor gebruik in de extractie-industrie, omdat ze voldoen aan de bijzonder energie-intensieve eisen van deze toepassingen. Na de presentatie van de R 9XX H2, de eerste rupsgraafmachine met een waterstofverbrandingsmotor op de Bauma 2022, werkt Liebherr voortdurend aan de ontwikkeling van deze technologie om in de nabije toekomst producten op waterstof te kunnen lanceren. In directe vergelijking met elektrische aandrijvingen omvatten de bijzondere voordelen van het op waterstof gebaseerde aandrijfconcept de onafhankelijkheid van een permanente energievoorziening en snelle tanktijden. Tegelijkertijd leveren de machines dezelfde algemene prestaties als hun dieselaangedreven tegenhangers. De eerste waterstofgraafmachine van Liebherr werd vorig jaar bekroond met de Bauma innovatieprijs ‘Climate Action’. De R 9XX H2, die geschikt is voor extreme temperaturen, schokken en stofintensieve werkzaamheden op de bouwplaats, zou met zijn bedrijfsgewicht van 50 ton in de toekomst een andere robuuste oplossing kunnen zijn voor grondverzet- en steengroevetoepassingen naast de conventioneel aangedreven Liebherr-rupsgraafmachines in de dezelfde klasse, die vandaag al in gebruik zijn.

Liebherr zal op de Steinexpo een waterstofverbrandingsmotor demonstreren. De H966-motor is ontwikkeld door Liebherr Machines Bulle SA in Zwitserland voor demonstraties en veldproeven en is gebaseerd op inlaatspruitstukinjectietechnologie (ook wel PFI genoemd). De met deze technologie behaalde resultaten tonen het enorme toekomstige potentieel van waterstofaandrijfsystemen aan en pleiten voor het gebruik ervan – vooral voor offroad-toepassingen. Daarnaast werkt het productsegment Components van het bedrijf aan andere voortstuwingstechnologieën op waterstof, zoals directe H2-injectie. Deze laatste maakt een hogere vermogensdichtheid mogelijk dan het bekende H2-inlaatspruitstukinjectiesysteem en is daarom vooral geschikt voor zware toepassingen in veeleisende werkomgevingen, zoals in de bouw- en mijnbouwindustrie.

Het productsegment Components van Liebherr is van plan om tegen 2025 te beginnen met de serieproductie van waterstofmotoren. Het bedrijf doet ook onderzoek naar aanvullende injectieoplossingen om de verbranding en de vermogensdichtheid verder te optimaliseren. Naast waterstofmotoren voert de bedrijvengroep momenteel verschillende onderzoeksprojecten uit om het gebruik van alternatieve brandstoffen te onderzoeken. Een voorbeeld is een dual-fuelmotor die kan draaien op waterstof met HVO-injectie (hydrotreated plantaardige oliën) of op pure HVO.

Op het gebied van waterstofgebaseerde aandrijftechnologie werkt Liebherr ook aan brandstofceltechnologie als een andere vorm van waterstofconversie. Een eerste, vroege conceptstudie van een prototype wiellader aangedreven door een brandstofcel werd vorig jaar gedemonstreerd als onderdeel van de Liebherr-showcase op de Bauma.
MAX Mobile Refueler van Maximator Hydrogen: Efficiënte oplossing voor het mobiel H2 tanken van bouwmachines

In samenwerking met Maximator Hydrogen GmbH uit Thüringen ontwikkelt Liebherr een innovatieve mobiele tankoplossing voor bouwmachines die gebruik maakt van gasvormige waterstof. Klanten worden tegenwoordig vaak geconfronteerd met de uitdaging hoe ze waterstof veilig, snel en kosteneffectief kunnen leveren op de bedrijfslocatie. Door aanpassingen te doen aan het tanksysteem van de waterstofmachines van Liebherr is Maximator Hydrogen erin geslaagd een geheel nieuwe vorm van waterstof tanken te implementeren. In tegenstelling tot de huidige mobiele tankoplossingen hoeft de MAX Mobile Refueler alleen de hoeveelheid waterstof te vervoeren die hij daadwerkelijk nodig heeft om de betreffende bouwmachines te vullen. Hiervoor wordt een speciaal door Maximator Hydrogen ontwikkelde vloeistof gebruikt, die in direct contact kan worden gebracht met waterstof. Een door de hydraulische aandrijving van de bouwmachine aangedreven pomp levert via de vloeistof de gehele hoeveelheid waterstof in de bouwmachine.

De MAX Mobile Refueler wordt gevuld met waterstof tot 700 bar bij een openbaar tankstation of een vulpunt. Als aanhanger- of voertuiggeïntegreerd systeem wordt de MAX Mobile Refueler rechtstreeks naar de bouwmachine gereden, die vervolgens in minder dan 15 minuten volledig kan worden bijgetankt tot 700 bar. De MAX Mobile Refueler weegt in zijn kleinste uitvoering zo’n 1000 kg en kan zo’n 40 kg waterstof tanken (bij 700 bar en 15°C). Het systeem is modulair uitbreidbaar.

Batterij- en netgevoede (bekabelde) elektrische aandrijfconcepten en hybride oplossingen zijn een belangrijk aspect van Liebherr-machines op basis van alternatieve aandrijfoplossingen. Liebherr biedt al diverse machines aan die worden aangedreven door een elektromotor. Hiertoe behoren bijvoorbeeld de elektrische rupsgraafmachine R 976 E, die speciaal is ontworpen voor gebruik in de mijnbouw en steengroeven, of de LH 26 M Industry E overslagmachine. Beide machines worden via een kabel van stroom voorzien, waarbij de LH 26 M Industry E optioneel kan worden uitgerust met een extra mobiliteitskit gemonteerd op de bovenwagen. Hierdoor wordt door middel van oplaadbare batterijen tijdelijk het werkbereik en de bewegingsradius van de machine vergroot.

In het wielladersegment is Liebherr van plan om in de tweede helft van 2023 de nieuwe L 507 E, de eerste batterij-elektrische wiellader van de Groep, op de markt te brengen. De machine is gebaseerd op de beproefde L 507 Stereo en biedt daarom de bekende voordelen van de Stereo-laders, zoals stereobesturing, wat zorgt voor maximale wendbaarheid. De intensief geteste batterij-elektrische aandrijving van de L 507 E zorgt voor een zeer dynamische vermogensafgifte. Naast zijn uitstekende prestaties overtuigt de eerste elektrische Liebherr wiellader ook door zijn geluidsarme werking. Bovendien stoot het lokaal geen CO2 uit.

De R 9XX H2 is de eerste graafmachine van Liebherr die wordt aangedreven door een waterstofverbrandingsmotor.

Naast de daadwerkelijke aandrijving is een ander aandachtspunt van Liebherr's onderzoekswerk de selectie van de juiste brandstof. Alternatieve brandstoffen als HVO en e-Fuels zijn synthetisch geproduceerde, regeneratieve dieselbrandstoffen die onder meer voldoen aan de norm EN 15940. Omdat het compatibel is met veel Liebherr-machines, is HVO in zijn pure vorm of als additief aan fossiele diesel een effectieve en onmiddellijke oplossing voor het verminderen van emissies en het bevorderen van klimaatneutraliteit op lange termijn op bouwplaatsen en in mijnen en steengroeven.

Hydrobehandelde plantaardige oliën (kortweg HVO) worden verkregen uit afvalolie, vetresten, afvalvetten en plantaardige oliën. Ze worden vervolgens omgezet in koolwaterstoffen door het proces van hydrogenering onder katalytische omstandigheden, dat wil zeggen door de toevoeging van waterstof onder intensieve verwarming. Deze zijn op hun beurt een energiebron en dus een potentiële brandstof. HVO is grotendeels klimaatneutraal in zowel productie als gebruik, op voorwaarde dat alleen hernieuwbare energiebronnen worden gebruikt.
NJC© Info LIEBHERR

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