De elektrificatie van ons vervoer

Vaak wordt gedacht dat een accu-elektrische aandrijving wel geschikt is voor personenwagens, maar niet voor vrachtvervoer en bussen. De reden? Het gewicht. Accu's zijn zwaar, en omdat bussen en vrachtwagens van zichzelf al zwaar zijn en ook nog een zware lading vervoeren, zouden accu's niet praktisch zijn. Immers, hoe groter de accucapaciteit, des te groter de toename in gewicht. Een 100kWh-accupack weegt bijna 600kg en voor een bus of vrachtwagen is juist vanwege het veel grotere totale gewicht meer accucapaciteit noodzakelijk. Dan praat je al snel over een extra gewicht van meer dan 1.000kg aan accupacks, wat opgeteld moet worden bij de 3.500 tot 7.500kg van een bus of vrachtwagen zonder aanhanger. Inclusief passagiers en aanhanger met vracht kan dat oplopen tot een totaal gewicht van 8.000 tot 50.000kg. Relatief gezien valt het gewicht van de accu dan nog mee.

Elektrische bussen

Terwijl je dit leest, rijden in Nederland en België al elektrische bussen en vrachtwagens rond. En in de rest van de wereld uiteraard ook. Met name China is vooruitstrevend op dit vlak. Om de luchtvervuiling aan te pakken, zijn dit jaar bijna 18.000 ov-bussen in Shenzhen vervangen door elektrische bussen van ByD. Iedere vijf weken komen er in China zo'n 9.000 elektrische bussen bij. Dat is het volledige aantal bussen van een stad als Londen. ByD verkoopt overigens ook elektrische bussen aan andere landen. Onder andere in Nederland, Japan, de VS, Singapore, India en Brazilië rijden ze rond.

Amsterdam

Het vervoerbedrijf van Amsterdam, het GVB, heeft dit jaar 31 elektrische VDL Citea’s besteld, met een optie voor nog eens 69 extra elektrische bussen. Vanaf 2020 gaan de elektrische Citea’s rijden op de lijnen 15, 22 en 36, met als begin- en eindpunt Station Sloterdijk. Ze vervangen een deel van de huidige dieselvloot. Het GVB is van plan om in de komende jaren de hele busvloot, ongeveer 200 voertuigen, te vervangen door zero-emissiebussen.

In Arnhem kennen we natuurlijk al tientallen jaren trolleybussen, maar in Nederland rijden er al sinds eind 2017 nu ook ruim 200 accu-elektrische bussen rond. Onder andere in Amsterdam, Groningen, Utrecht, Eindhoven, Maastricht en op de Waddeneilanden. Het bijzondere is dat we in de Benelux makers van eigen bodem hebben die elektrische bussen en vrachtwagens ontwikkelen. In België is dat Van Hool, dat samenwerkt met het Amerikaanse Proterra. De CX45E heeft een bereik van ongeveer 300km, wordt geproduceerd in Macedonië en moet in 2019 op de markt komen. In Nederland zijn Ebusco en VDL al jaren actief met elektrische bussen. De Ebusco 2.1 heeft een 311kWh-accu, kan 95 mensen vervoeren en heeft volgens eigen zeggen een bereik van minimaal 300km. De VDL Citea SLFA-180 maakt gebruik van een 288kWh-accupakket en de Citea SLF-120 beschikt over een capaciteit van 216kWh, goed voor respectievelijk iets meer dan 200 en 300km. Dat is een flinke toename ten opzichte van bussen uit 2016, die toen circa 80km haalden. Het eerder genoemde Amerikaanse Proterra biedt op dit moment de bussen met de grootste accu's. De Catalyst E2 is leverbaar met een accupakket van 660kWh, wat goed is voor circa 630km. In 2017 werd met die bus een recordafstand gehaald van maar liefst 1772km op een acculading.

Elektrische vrachtwagens

Ook elektrische vrachtwagens zijn vandaag de dag al realiteit. Zo zet supermarktketen Jumbo elektrische vrachtwagens in om winkels te bevoorraden vanuit het distributiecentrum in Veghel. Het gaat om de CF Electric, die in mei 2018 is geïntroduceerd en werd ontwikkeld door DAF en VDL. De aandrijving bestaat uit een elektromotor van 210kW en een accupakket van 170kWh. Het voertuig is met zijn afmetingen en actieradius van 100km, wat volgens Jumbo voldoende is, bedoeld voor de bevoorrading van winkels in een straal van 50km rond het distributiecentrum. Jumbo heeft zich als doel gesteld om 45 procent van zijn winkels met elektrische vrachtwagens te bevoorraden. De vrachtwagens geven minder geluidsoverlast en geen CO₂- en andere uitstoot. Volgens een woordvoerder van DAF staat de transportsector aan de vooravond van een grote transitie en ziet het ernaar uit dat elektrische trucks voor distributie in stedelijke gebieden binnen afzienbare tijd de norm worden.

Ook andere partijen werken aan elektrische vrachtwagens, zoals het eerder genoemde ByD, maar ook Nissan, Renault, Volvo, Mercedes, Tesla en start-up Thor. Mercedes-Benz toonde al in 2016 de Urban eTruck. Hij weegt zo'n 26 ton en heeft accu van 216kWh, die een bereik van 200km op een acculading mogelijk maakt. De vrachtwagen is gebaseerd op een bestaand model, maar dan met een compleet nieuwe aandrijving met elektromotoren op de achteras. De eTruck wordt waarschijnlijk in 2020 in productie genomen. De Tesla Semi moet eind 2019 al op de markt komen. Dat is een from scratch ontwikkelde vrachtwagen, die volgens eigen zeggen 36 ton kan trekken en 640km op een acculading kan rijden. Tesla biedt de garantie dat de vrachtwagens een levensduur hebben van minimaal een miljoen kilometers.

Uitstoot en TCO

In dorpen en binnensteden is het voordeel van een elektrische bus of vrachtwagen dat er geen uitstoot van zwaveldioxide, stikstofoxiden en koofstofdiode (CO₂) is, wat een schonere leefomgeving oplevert. Los daarvan hebben de elektrische varianten als voordeel dat rijden op elektriciteit goedkoper is dan op diesel. De TCO is daardoor, zeker voor bedrijven, vaak gunstiger, mits de infrastructuur het toelaat.

Actieradius en laden

Het toegenomen gewicht lijkt dus geen onoverkomelijk probleem. Er blijven dan nog twee knelpunten over: de actieradius en de mogelijkheden om tussentijds snel te laden. Zoals beschreven zijn er momenteel bussen met een bereik van 80 tot ruim 300km. Gemiddeld legt een bus in Nederland zo'n 200km per dag af, wat dus door het huidige aanbod elektrische bussen al ruimschoots wordt gedekt. Uiteraard maakt het wel een verschil of het gaat om vervoer in stedelijk of regionaal gebied, inclusief snelweg. Het verbruik op de snelweg is fors hoger vanwege de toegenomen luchtweerstand en de vaak niet zo aerodynamische vorm van de huidige bussen en vrachtwagens. In de stad is de snelheid laag en kan via regeneratief remmen energie worden teruggewonnen, waardoor een kleinere accu volstaat. Op dit moment lijken elektrische bussen en vrachtwagens vooral regionaal haalbaar te zijn. Op grotere afstanden is het nog een uitdaging. Tussendoor (snel)laden is dan noodzakelijk en dat vereist ook een investering in de infrastructuur.

Laden

Voor een praktijkvoorbeeld kunnen we het beste kijken hoe Jumbo en de Amsterdamse ov-maatschappij GVB dit aanpakken. Het distributiecentrum van Jumbo in Veghel beschikt over een laadstation, waarbij de energie volgens eigen zeggen afkomstig is van overschotten op het dak met zonnepanelen. Jumbo stelt dat de actieradius van 100km voldoende is voor de dagelijkse distributie naar de stad, maar de accu kan ook tussentijds in 30 minuten worden bijgeladen via een snellader. Een volledige oplaadbeurt duurt 1,5 uur.

Snellader voor bussen

De elektrische VDL Citea’s van het GVB zijn voorzien van een pantograaf op het dak, waarmee ze op het eind- of beginpunt kunnen worden bijgeladen. Er staan zeven snelladers op station Sloterdijk voor het tussentijds bijladen en gedurende de nacht worden de bussen met 31 langzaamladers volledig herladen op de GVB-locatie Garage West. Vrachtwagens als de Tesla Semi kunnen veel grotere afstanden afleggen en lenen zich daardoor ook voor grotere afstanden. Tesla heeft zogenaamde Megachargers ontwikkeld, de vrachtwagenvariant van Superchargers, die een vermogen van 1000kW kunnen leveren. Deze moeten op het begin- en eindpunt staan, maar op termijn ook op locaties langs de snelweg. Er zijn ook plannen om tankstations te voorzien van snellaadpunten voor vrachtwagens. Een vrachtwagenchauffeur moet na 4,5 uur rijden verplicht een pauze van 45 minuten nemen. Die tijd leent zich perfect voor tussentijds opladen.

Elektrische bussen en vrachtwagens