“Elektrisch vliegen zit nu in dezelfde fase als elektrische auto’s tien tot vijftien jaar geleden”, zegt Merlijn van Vliet, bestuurslid en secretaris bij de Electric Flying Connection, ofwel EFC. “Het bereik is nog beperkt, net als het aantal passagiers, en er is niet eens een universele laadstandaard.”
“Maar toch ontwikkelt elektrisch vliegen zich sneller dan de meeste mensen vermoedelijk denken”, stelt Maarten Steinbuch, Universiteitshoogleraar Systeem- en Regeltechniek aan de TU Eindhoven. Beiden denken dat elektrisch vliegen binnen tien jaar voor veel korte vluchten een interessant alternatief zal zijn. Met tal van voordelen, zoals goedkopere vluchten, minder lawaai, een lager energiegebruik en zonder schadelijke uitstoot. Maar ze denken ook dat het aantal vliegbewegingen in de toekomst flink zal toenemen, niet alleen vanwege elektrische vliegtuigen voor korte afstanden, maar ook door drones met pakketten en passagiers.
Hoe zijn jullie je gaan bezighouden met elektrisch vliegen?
Van Vliet: “Ik zet me samen met Maarten en anderen in voor de Electric Flying Connection en voor het opzetten van een landelijk dekkend laadnetwerk in Nederland, evenals voor meer standaardisatie. Naast mijn functie als secretaris voor de vereniging ben ik betrokken bij NRG2fly voor de laadinfrastructuur op vliegvelden en mede-eigenaar van E-Flight Academy, waar we duurzame vlieglessen geven vanaf vliegveld Teuge. Ik merkte al snel het grote verschil tussen elektrisch vliegen en vliegen op brandstof. Heel simpel: zonder laden, kun je niet vliegen. Je moet immers ook weer terug. In deze branche kom je alleen nergens, dus heb je elkaar nodig: de vliegtuigmaatschappijen, de vliegvelden en de provincies. Die probeer ik met een duidelijk verhaal met elkaar te verbinden. Dit lijkt sterk op de situatie van de eerste laadpalen voor elektrische auto’s; de geschiedenis lijkt zich te herhalen. Daar kunnen we ons voordeel mee doen, want de ervaring is nog vers en er lopen veel experts rond.”
Steinbuch: “Ik werk al bijna 25 jaar bij de TU Eindhoven als hoogleraar Systeem en Regeltechniek. Ik werd in 2010 lid van het Formule E-team, een adviesorgaan voor de centrale overheid, en ben me daarna gaan bezighouden met elektrisch rijden en de laadinfrastructuur. Een jaar of drie geleden kwam ik in aanraking met elektrisch vliegen. Iemand rekende mij voor dat de kosten per reizigerskilometer met elektrische vliegtuigen maar liefst 40 procent konden dalen, dankzij de enorme energie-efficiëntie en de lage onderhoudskosten. Ik schreef er een column over in het Financieele Dagblad en daar kwamen zoveel reacties op dat we een bijeenkomst hebben belegd waar 70 mensen uit de automotive- en de luchtvaartsector bij elkaar kwamen. Die combinatie bleek goud waard en ik realiseerde me dat we als Nederland opnieuw voorop konden lopen, net als met de infrastructuur voor elektrische auto’s. Toen heb ik in 2022 samen met Jurjen de Jong en Jeroen Kroonen NRG2fly opgericht, een bedrijf voor laadinfrastructuur op en rond vliegvelden.”
Merlijn, je noemde eerder dat je je bezighoudt met het pleiten voor een universele laadstandaard voor vliegvelden en vliegtuigen. Is dat dan nog een probleem? Ik zou aannemen dat hiervoor de standaarden worden gebruikt die ondertussen in de EV-wereld gangbaar zijn, zoals de CCS2-stekker.
Van Vliet: “Helaas is dat niet het geval en dat heeft verschillende oorzaken. De potentie van elektrisch vliegen wordt gezien, maar het bevindt zich nog duidelijk in een nichemarkt, waardoor het vooral door start-ups wordt ontwikkeld en niet door grote jongens als Airbus en Boeing. De CCS2-stekker is weliswaar in Europa de standaard, maar in andere werelddelen is dat anders. Bovendien is de regelgeving een lastige factor. Een geheel nieuw vliegtuig certificeren, kan jaren duren en die tijd hebben start-ups vaak niet. Het is daardoor praktischer om een bestaand brandstofmodel te nemen en dat stap voor stap modulair aan te passen. Dan hoeft niet het hele certificatieproces opnieuw, maar alleen het aangepaste deel. Zo is de Pipistrel Velis Electro gebaseerd op het brandstofmodel Virus SW 121. Het elektrische toestel maakt gebruik van een Chinese laadconnector, GB/T 20234.2, mede omdat deze daar al in een vroeg stadium was goedgekeurd. Sinds juni 2020 is het toestel ook in Europa gecertificeerd, maar wel met die Chinese laadpoort. Dat was gewoon de snelste methode om het certificeringsproces te doorlopen. Met een GB/T-naar-CCS-adapter kan het toestel hier ook opgeladen worden, na deelcertificering, maar het zou dus handiger zijn om een Europese of wereldwijde standaard te hebben. Je ziet nu namelijk veel wildgroei. Bij het gebrek aan een standaard zijn start-ups geneigd om hun eigen laadpoort te ontwikkelen. Op die manier wordt het veel lastiger om een dekkend netwerk van de grond te krijgen.”
Steinbuch: “Even een voorbeeld: we zijn op handelsmissie geweest bij het Amerikaanse Joby Aviation, dat werkt aan een grote drone voor vier passagiers en een bereik van 240km. Dat is een evtol, oftewel een soort drone die verticaal kan opstijgen en landen. Zij kozen voor een eigen standaard omdat zij hun stekker geïntegreerd hebben met de koeling van het accupakket tijdens het snelladen. Dat is onhandig, omdat je dan een dergelijke speciale stekker nodig hebt op alle locaties waar je landt, zoals een boorplatform. Maar zij kozen hiervoor omdat er nog geen standaard was, net zoals Tesla 16 jaar geleden een eigen stekker ontwikkelde. In de Open Charge Alliance proberen we een universele stekker te ontwikkelen die is afgestemd op de wensen van de industrie.”
Voor snelladen is er naast CCS2 ook nog de MCS-stekker, die bedoeld is voor vrachtwagens. Zou daar voor grotere vliegtuigen ook geen behoefte aan kunnen zijn, zodat ze snel kunnen laden? Het gevolg is dan wel dat er alsnog twee verschillende stekkers zijn.
Steinbuch: “We zouden al enorm blij zijn met slechts twee verschillende stekkers. Dat is een stuk beter dan tien verschillende stekkers. Voorlopig kunnen vliegtuigen nog prima met CCS2 uit de voeten. In de toekomst zal ook steeds meer wegtransport op vliegvelden elektrisch zijn en daarvoor wordt ook CCS2 gebruikt. Wat infrastructuur betreft is dat ook beter behapbaar, want MCS is een flinke kabel en stekker die minder makkelijk met de hand aan te sluiten is. De toestellen zouden dan op een vaste locatie moeten staan. Maar in het volgende decennium zullen die vliegtuigen er ongetwijfeld komen.”
/i/2006731082.png?f=imagenormal)
Hoe zou zo’n dekkend netwerk eruit kunnen zien?
Van Vliet: “Nederland is maar een klein land, dus juist hier zou zo'n initiatief goed van de grond kunnen komen. We hebben 22 regionale vliegvelden, maar slechts enkele daarvan zijn voorzien van laadpalen. Zo hebben we bijvoorbeeld twee laadpleinen met meerdere laadpalen gerealiseerd bij luchthaven Teuge, vlak bij Apeldoorn, en luchthaven Lelystad. De ervaring die we daar hebben opgedaan, kunnen we ook op andere vliegvelden gebruiken. De mensen die we spreken zijn erg enthousiast. Als we zo'n netwerk in Nederland kunnen realiseren, vormen we vervolgens een mooi voorbeeld voor andere landen. Na Nederland willen we hetzelfde in Europa realiseren, zodat je steeds verder kunt vliegen. Denk daarbij ook aan eilanden, zoals Aruba, Bonaire, Curaçao en de Canarische Eilanden. De onderlinge afstanden zijn daar goed te overzien en er worden al veel kleine vliegtuigen gebruikt om te eilandhoppen. Dat zou in de nabije toekomst dus ook elektrisch kunnen.”
Het bekendste elektrische vliegtuig dat al in gebruik is, is de eerder genoemde Pipistrel. Wat kun je daarmee?
Van Vliet: "Daarmee kun je een vol uur vliegen inclusief tien minuten reserve. Voor trainingen gaan we uit van vijftig minuten vliegen. Als je naar een ander vliegveld wilt vliegen, mag je volgens de huidige regelgeving maximaal dertig minuten vliegen, bijvoorbeeld van Teuge naar Lelystad. Maar met grotere accu’s zal dat ook verruimd worden naar ongeveer een uur. Dan kun je grofweg 180km ver vliegen, wat voldoende is voor bijna heel Nederland, zoals de 117km van Teuge naar Texel. We hebben inmiddels vier toestellen op Teuge staan en in de afgelopen drie jaar hebben we daar meer dan drieduizend uur elektrisch mee gevlogen."
De Pipistrel is een kleine tweezitter. Welke andere elektrische vliegtuigen zijn er in ontwikkeling?
Steinbuch: “Er wordt concreet gewerkt aan verschillende elektrische vliegtuigen die de komende jaren verwacht worden. Het gaat eerst om kleine toestellen met plaats voor vijf tot negen inzittenden en vervolgens om grotere aantallen, tot wel tachtig en negentig passagiers. Voor de grotere aantallen gaat het vaak om plug-inhybrides die dus ook nog deels kerosine gebruiken. Die hebben ook een stekker nodig, waarvoor een infrastructuur noodzakelijk is. Bekende voorbeelden van kleinere vliegtuigen zijn de Duitse Vaeridion Microliner met plaats voor 9 passagiers en een bereik van 500km, de Nederlandse Electron 5 met plaats voor 4 passagiers en een bereik van 750km en de Amerikaanse hybride Ampaire met plaats voor 9 passagiers en een bereik van 300km. Grotere toestellen met meer ruimte voor passagiers zijn de Nederlandse hybride Maeve M80 met plaats voor 80 passagiers en een bereik van meer dan 1400km, de Franse hybride Airbus E-Fan X met plaats voor 90 passagiers en een bereik van 650km, de Zweedse Heart ES-30 met plaats voor 30 passagiers en een bereik van 800km en de Nederlandse Elysian E9X met plaats voor 90 passagiers en een bereik van 800 tot 1000km.”
Drie vliegtuigen die nu in ontwikkeling zijn: v.l.n.r. Heart ES-30, Elysian E9X en de Meave M80 hybride
Waar wordt dat hybride gedeelte dan het meest voor gebruikt? Voor het opstijgen, omdat dat de meeste energie kost, of juist voor het vliegen?
Van Vliet: “Daar is geen eenduidig antwoord op te geven, want het kan allebei. Je zou denken dat elektrisch opstijgen ideaal is om de geluidsoverlast terug te dringen, maar we hebben te maken met strikte regelgeving. Alles wat afwijkt van de norm, moet streng beoordeeld worden en dat neemt veel tijd in beslag. Een van de bestaande regels is dat de motoren voor de start warm moeten worden gedraaid. Daarom is het vaak praktischer om het brandstofgedeelte te gebruiken voor de start en de accu als extra krachtbron in te zetten. Zou je dat andersom willen, dan zouden de regels dus moeten worden aangepast.”
Steinbuch: “Los van de regelgeving is het zeker mogelijk om elektrisch op te stijgen, maar dat vereist veel piekvermogen waarvoor de accu’s geoptimaliseerd moeten worden. Heart Aerospace is van plan om daarop in te zetten met hun hybride toestel dat in 2028 gereed moet zijn.”
En hoe zit het met de kosten?
Van Vliet: “Die liggen veel lager dan bij het vliegen op fossiele brandstoffen, hoewel kerosine nog steeds vrijgesteld is van btw en accijns en elektriciteit niet. De Pipistrel Velis Electro gebruikt slechts een tiende van de energie van een vergelijkbare Cessna 172. Slechts 122Wh per kilometer, dus 12kWh per 100km. Dat is net zo zuinig als de meest energie-efficiënte elektrische auto van dit moment. De Pipistrel heeft een accu van slechts 22kWh netto, vergelijkbaar met die van de eerste generatie Nissan Leaf uit 2011.”
Steinbuch: “Vliegen is per reiziger berekend nu al heel efficiënt, maar elektrisch vliegen verhoogt de efficiëntie nog significant. Een vliegtuig heeft geen last van rolweerstand en het ontwerp is geoptimaliseerd om de luchtweerstand te verminderen. Alleen dat al is een reden dat de potentie van elektrisch vliegen enorm is. Daarbij komt ook nog de veel lagere milieu-impact en geluidsoverlast. Bovendien is het onderhoud fors goedkoper.”
Hoe hebben jullie de infrastructuur bij Teuge georganiseerd?
Van Vliet: “We hebben een laadplein waar vier vliegtuigen tegelijk kunnen laden. Op een slimme manier, dus net als bij een laadplein voor auto’s, wordt het vermogen verdeeld. We hebben ook een mobiele accu om het toestel op te laden; die komt dan naar het vliegtuig toe. Al onze stroom wordt opgewekt via een eigen zonneweide met 500 panelen op het dak van onze hangaar en een accusysteem van een halve MWh. In laadpalen voor elektrische auto’s is uiteraard ook voorzien.”
:strip_exif()/i/2006731076.jpeg?f=imagenormal)
Wat gebeurt er momenteel op het vlak van accu’s? En wat zou dat kunnen betekenen voor elektrisch vliegen?
Steinbuch: “De Pipistrel is inmiddels al een tijdje op de markt en is uitgerust met cellen met een energiedichtheid van ongeveer 235Wh/kg. De nieuwste cellen hebben een energiedichtheid van circa 300 tot 350Wh/kg, maar cellen van 450 en 500Wh bestaan ook al, zij het in zeer beperkte hoeveelheden. Die betekenen een enorme sprong in energiedichtheid, een ruime verdubbeling. Er is dus meer energie, terwijl het gewicht gelijk blijft, of, indien gewenst, een lager gewicht met dezelfde hoeveelheid energie. Nieuwe cellen van 350Wh tot 500Wh zullen langere vluchten mogelijk maken en die zijn dus al binnen bereik. Het is nog onzeker in hoeverre de energiedichtheid daarna nog zal groeien, maar als we rond de 800 tot 1000Wh zouden uitkomen, zou dat een bereik van 800km mogelijk maken met grofweg 80 passagiers. Dan kun je al veel vluchten binnen Europa uitvoeren. Los van de ontwikkeling van dat soort cellen met voldoende cycli en de opschaling van de productie moeten ze vervolgens nog worden goedgekeurd voor gebruik in vliegtuigen. Dat gaat zeker nog jaren duren.”
En grotere vliegtuigen?
Steinbuch: “Die komen ook, maar dat kost tijd. De volumemarkt begint bij circa 120 passagiers, dus dan wordt het ook voor grote commerciële partijen interessant. Onder andere Embraer is daar wel concreet mee bezig. En ook Airbus heeft plannen. Een hybride vliegtuig ligt op dit moment voor die partijen het meest voor de hand, want daarmee haal je eerder schaalvoordelen. Voor intercontinentale vluchten wordt het waarschijnlijk sustainable aviation fuel, ofwel SAF, of waterstof in een bepaalde vorm, al is dat complex.”
Evtol's kwamen al even kort ter sprake: vliegtuigen in de vorm van drones die ook verticaal kunnen opstijgen en landen. Wat verwachten jullie daarvan?
Steinbuch: “Het is vooral in de VS een ding en in het Midden-Oosten, zoals Dubai; daar mag je er al mee vliegen. Dat soort vliegtuigen kunnen interessant zijn voor pakketvervoer, zij het met een laag volume, en voor een beperkt aantal passagiers, zoals vijf in de Lilium Jet. Dat laatste is handig als je bijvoorbeeld naar een boorplatform moet, omdat je, net als een helikopter, verticaal kunt stijgen en landen. Maar er zijn wel bedenkingen, want dat kost veel meer energie dan horizontaal stijgen en landen. Dat heeft dus een forse impact op de maximale vliegtijd. Ook de wet- en regelgeving is, vanwege de afwijkende vorm, een struikelblok. Het is mijn de verwachting dat er eerst een golf komt van hybride vleugelvliegtuigen, vervolgens elektrische en daarna pas evtol's.”
Ik begreep eerder van een engineer dat er nog veel meer mogelijk is dan nu is toegestaan volgens de strenge regels in de luchtvaart. Zo zou je ook kunnen regenereren tijdens het dalen, waarbij je energie terugwint, net zoals one-pedal driving bij EV’s. Hoe veelbelovend is dit en waarom mag dit nog niet?
Van Vliet: “Regenereren zou inderdaad het bereik ten goede komen. Tijdens het dalen kun je dan energie opwekken. Maar het is iets nieuws omdat het nog niet bestaat in de luchtvaart. Doordat het afwijkt van de norm kost het certificeringsproces veel tijd. In de luchtvaart wordt daardoor gekeken waar in de kortste tijd de meeste meters kunnen worden gemaakt en dus ligt de focus nog niet op regeneratie. Je zou ook anders moeten vliegen om optimaal gebruik te kunnen maken van regeneratie.”
Steinbuch: “Maar er zijn wel plannen voor. Maeve wil het gaan gebruiken voor haar toestel. Iets vergelijkbaars geldt voor zonnepanelen op de vleugels. Er is oppervlak genoeg en je vliegt meestal boven de wolken, maar dit helpt maar een klein beetje. Ook dat moet eerst gecertificeerd worden.”
Hoe denken jullie dat de vliegwereld zal veranderen, gezien elektrische vliegtuigen weliswaar veel potentie hebben, maar ook beperkt zijn wat betreft afstand?
Steinbuch: “Elektrisch vliegen zal van onderaf beginnen, min of meer net zoals in de beginperiode van het vliegtijdperk een eeuw geleden. In eerste instantie zullen het kleine vliegtuigen zijn met een beperkt bereik en binnen tien jaar iets grotere toestellen tot ongeveer 100 passagiers. De focus zal verschuiven van prominente hubs zoals Schiphol naar een grotere rol voor regionale vliegvelden met kleine vliegtuigen. Het aantal vliegbewegingen zal daardoor stijgen: meer kortere vluchten. Momenteel worden elektrische vliegtuigen vooral gebruikt voor vlieglessen, maar dat zal verschuiven naar privéjets, kleine groepen passagiers en cityhoppers. Je kunt dan dus elektrisch van Amsterdam naar Londen, Parijs of Berlijn vliegen. En later, als de accutechnologie zich verder ontwikkelt, ook verder binnen Europa.”
:strip_exif()/i/2006731084.jpeg?f=imagenormal)
Hoe zou je de voordelen van elektrisch vliegen kort en krachtig beschrijven?
Van Vliet: “Lagere energiekosten, lagere onderhoudskosten, minder chemische stoffen, geen uitstoot en veel minder lawaai. Dat laatste valt meteen op als je voor het eerst elektrisch vliegt. De propeller maakt nog wel wat lawaai, maar er is vrijwel geen motorgeluid. Ons toestel produceert op de grond 47dB als we op 1500ft vliegen, terwijl het geluidsniveau in de binnenstad van Utrecht 56dB is. Op de grond hoor je er dus vrijwel niets van. In een vliegtuig draag je een headset met noisecanceling, maar als je die afdoet, kun je gewoon met elkaar praten. Dat is een gigantisch verschil met reguliere vliegtuigen. En voor de omwonenden van vliegvelden scheelt dit enorm. De toekomst heeft nog veel moois in petto.”