BIGtruck Techniek
Elektrisch of waterstof, voor- en nadelen
Wanneer we rondkijken op sociale media naar reacties op elektrische en waterstoftrucks, dan stellen we vast dat er nog heel veel onwetendheid is. Dat is begrijpelijk, zeker nu er meerdere waterstoftechnieken zijn. Hoog tijd dus om nu eens goed uit te leggen hoe of wat, en waarom de truck-industrie zoveel haast heeft met elektrificeren.
De komst van elektrische trucks op onze wegen is voor de meesten een verhaal dat pas in de toekomst speelt. Er rijden nu ruim 200 elektrische trucks op onze wegen. Zij houden zich voornamelijk bezig met distributie in binnensteden. Verwacht wordt dat in het licht van het Klimaatakkoord er in 2025 tussen de 26 en veertig binnensteden zijn in ons land waar je alleen nog met een zero-emissie voertuig de winkels mag komen bevoorraden.
Dat houdt in dat er zo’n 5.000 trucks in dat jaar vol-elektrisch moeten zijn. Weer vijf jaar later, in 2030, is dat aantal toegenomen tot ergens tussen de 18.000 en 20.000 stuks. Dat is altijd nog maar zo’n tien procent van het huidige bedrijfswagenpark, bestelauto’s meegerekend.
GIGANTISCHE BOETES
De truckfabrikanten buitelen over elkaar heen met initiatieven om zo snel mogelijk zoveel mogelijk elektrische trucks de weg op te krijgen. Zij moeten dit doen, omdat ze met hun totale aanbod van voertuigen in 2025 15% minder CO2 moeten uitstoten van Brussel en in 2030 dertig procent minder vergeleken met de periode juli 2019 tot en met juli 2020. Met een aantal zero-emissie trucks tussen al die diesels kan die besparing gehaald worden. Lukt dat niet, dan wachten boetes die zo hoog zijn, dat je beter kunt stoppen met het bouwen van trucks. Inmiddels werken alle fabrikanten om die reden aan elektrische trucks, ook Iveco, dat aanvankelijk op het LNG-spoor zat. DAF liet tijdens een bijeenkomst zien hoeveel CO2-reductie er behaald wordt met de nieuwe serie grote cabines. Dankzij de stroomlijn en het camera’s in plaats van spiegels, komt DAF al richting een procent of twaalf. De rest moet van de opbouw komen en van de banden, aldus DAF.
DAF WERKT AAN FABRIEK
Maar die blinkende grote cabines zijn nog maar het begin. DAF is inmiddels begonnen met de bouw van een batterijfabriek op het bedrijfsterrein in Eindhoven. Hetzelfde doen Scania en Volvo, alsmede MAN. Mercedes is al begonnen met serieproductie van de eActros en heeft inmiddels de eActros Long Haul aangekondigd. Die naam is wat overdreven, want die haalt 500 kilometer. MAN gaat een stap verder, want die melden dat je in 2024, dat is al snel, zo’n 700 kilometer ver komen met je elektrische TGX. Twee jaar later zou dat wellicht zelfs al duizend kilometer zijn. Daarmee begin je leuk mee te doen in het internationale transport, vooropgesteld dat je wel onderweg de accu’s kunt opladen voor de terugreis. Iveco werkt samen met Nikola en bouwt elektrische trucks in de fabriek in Ulm en bij Nikola in Arizona, vlakbij Phoenix. Al die haast moet, om die 15% reductie te halen, want haal je die niet, dan wachten je genoemde torenhoge boetes.
NETBEHEERDERS
Uiteraard hebben we contact met de netbeheerders, want er is genoeg te doen over het stroomnet. Zij zeggen dat wanneer we alle auto’s in ons land elektrisch laten rijden, dit geen probleem is voor het huidige net. Die eerste 5.000 elektrische trucks zijn dat ook niet. Maar om daarna nog (veel!) meer trucks elektrisch te laten rijden, dan moet er wel wat aan dat net gebeuren. En dat gebeurt ook. Tegen het einde van dit decennium, dus tegen 2030, leiden de miljardeninvesteringen die nu worden gedaan, tot een stroomnet dat veel meer hebben kan. Een grote rol daarin speelt een mega-investering in windmolenparken op zee. Gesproken wordt over een capaciteitsuitbreiding van 15%. Dus eerlijk is eerlijk: dat is te overzien.
WATERSTOF
Voordat we, afgezien van een enkel prototype, de eerste waterstoftrucks hier de weg op zien komen, zitten we zeer waarschijnlijk op zijn vroegst in het jaar 2027. Dit valt te horen bij Mercedes, dat een mooi prototype heeft rond rijden en bij DAF dat werkt aan een dieselmotor, die is omgebouwd om op waterstof te kunnen draaien. Er zijn dus twee technieken: een met een brandstofcel, wat Hyundai doet en wat Mercedes test samen met Volvo en waar DAF-moeder Paccar mee test in Californië. Dat laatste is een relatief eenvoudiger systeem, waarbij een dieselmotor wordt omgebouwd om waterstof in te verbranden. DAF schat hiervoor nog zeker vijf jaar nodig te hebben eer je deze truck kunt kopen. Inmiddels gaat Iveco op dit gebied eveneens stappen ondernemen. Tegelijkertijd is DAF echter ook onderweg met een brandstofcel voertuig op Waterstof. Het is duidelijk, iedereen verkent alle technische mogelijkheden op dit moment.
DE BRANDSTOFCEL
Maar wat doet een brandstofcel dan en wat is waterstof eigenlijk? Een brandstofcel is een kleine chemische fabriek die waterstof met behulp van zuurstof omzet in elektriciteit. Dat proces heet electrolyse. Om dat te kunnen doen, is er dus waterstof nodig. Dat wordt in bescheiden mate in ons land geproduceerd, als een bijproduct van andere chemische processen. Veel te weinig om veel vrachtwagens op te kunnen laten rijden. Dus er moet wanneer er veel trucks op waterstof als energiedrager gaan rijden, veel van dat spul geïmporteerd of gemaakt worden. Dat kan bijvoorbeeld door wind- of kernenergie om te zetten in waterstof. Het voordeel daarvan is dat je het, in tegenstelling tot stroom eenvoudig op kunt slaan. Het nadeel is dat je bij de productie van waterstof uit stroom veel energie verliest.
WATERSTOF-ELEKTRISCH
Voor alle duidelijkheid: Een waterstoftruck die werkt met een brandstofcel, is een truck met een elektrische aandrijflijn die wordt gevoed door waterstof om te zetten in stroom. Daarnaast heeft zo’n truck ook grote accu’s voor piekvermogens. Een brandstofcel functioneert namelijk het beste bij een constante stroomvraag. Om zwaar belast weg te rijden, of op een helling haalt de motor dan de extra stroom uit de accu’s. Die worden op hun beurt weer geladen door de brandstofcel. Ben je er nog?
ELEKTRISCH RIJDEN ZONDER STEKKER
Waterstof elektrische trucks zijn te herkennen aan enorme tanks die vaak achter de cabine zijn opgesteld in een rek. Dat heeft consequenties voor de voertuiglengte, en daar zal ook iets op gevonden moeten worden. Door de toepassing van waterstof krijgt de truck een veel grotere actieradius en zijn er geen uren tijd nodig om op te laden. Mercedes zegt dat je in tien minuten tijd tien kilo waterstof kunt tanken, goed voor een bereik van 400 km. Elektrisch rijden zonder te stekkeren dus eigenlijk. Dat maakt een waterstoftruck veel flexibeler inzetbaar dan een batterij-elektrische die steeds aan de stekker moet. Overigens geldt dit voordeel ook voor de waterstof verbrandingsmotor.
KOSTEN
Batterij-elektrische trucks zijn op dit moment drie tot 3,5 keer duurder dan een vergelijkbare dieseltruck. Als gevolg van snel ontwikkelende batterijtechniek, is de verwachting dat binnen drie tot vijf jaar gerekend vanaf nu, de elektrische truck even ‘duur’ zal zijn als een diesel. Voor een waterstoftruck liggen de cijfers veel ongunstiger. Zulke trucks zijn wel tot zes keer duurder dan een diesel. De ontwikkeling ervan gaat nog enkele jaren duren en er is nog nauwelijks groene waterstof voor handen. Om die te produceren, moeten er weer meer windmolens op zee komen, want om waterstof te maken, moet je veel elektriciteit gebruiken. En daarmee komen we bij de rendementen. O ja, er wordt nog volop geïnvesteerd in windmolens op zee. Daardoor is de verwachting dat met voorgenomen versterkingen van het stroomnet, er over acht jaar veel meer elektriciteit beschikbaar zal zijn dan nu.
RENDEMENTEN
Dieselmotoren hebben een thermisch rendement van rond de veertig procent. Volgens het ICCT, International Council on Clean Transportation, zijn DAF en MAN koplopers wat het thermisch rendement van hun dieselmotoren betreft. Die komen bij sommige typen tot 42,5% rendement. Maar dat is magertjes wanneer je het met een elektromotor vergelijkt. Daar mag je spreken van 90% en als chauffeur merk je dat wanneer je snel wegtrekt. De trekkracht van een elektromotor is enorm, niks meer en niks minder. Een elektromotor heeft bovendien maar 200 onderdelen waarvan er twintig draaien. Een dieselmotor heeft 1400 onderdelen waarvan er 900 draaien. Gebruik je waterstof als energiedrager, dan ben je zoals we net zeiden, veel energie kwijt aan het maken van groene waterstof. Daardoor zijn zulke trucks alvast tot dertig procent minder efficiënt. Dit is de hoofdreden waarom Traton (MAN en Scania, Volkswagen) en Tesla niet echt met waterstof verder willen. Maar bij elektrische trucks neemt de inzetbaarheid af, zeker ten opzichte van een diesel, wanneer deze even meerdere uren aan een laadpaal moet worden aangesloten. Bij MAN toont topman Alexander Vlaskamp zich hierover optimistisch: hij verwacht dat laadtijden flink zullen verkorten in de toekomst.
STAND VAN ZAKEN
De truckfabrikanten zetten dus voorlopig vol in op batterij-elektrisch. Tegelijkertijd laten ze waterstof niet links liggen, maar de focus ligt even op andere techniek. Op die manier hopen ze aan de Europese klimaatregels van 2025 te voldoen. Regels waarop ons Klimaatakkoord is afgestemd. Uiteindelijk zal er een mix ontstaan, waarbij bijvoorbeeld in exceptioneel vervoer, waterstof zeker een rol zal gaan spelen. Zo ver is het echter nog lang niet. Of de verbrandingsmotor met zijn inefficiënte drijfwerk en vele onderdelen over tien jaar nog aantrekkelijk is om door te ontwikkelen eventueel met e-fuels, valt te bezien. De lijn is nu dat er tot 2035 trucks met een dieselmotor in Europa verkocht mogen worden en daarna niet meer. Dat is dus al over 13 jaar!
HET WENT SNEL
De verwachting is dat, zoals met alle transities, dat de groei eerst traag verloopt, en dan steeds sneller. Tot slot hebben we nog nooit een chauffeur die elektrisch heeft gereden horen klagen. Integendeel, heb je eenmaal elektrisch gereden, dan wil je nooit meer anders, horen we van chauffeurs, hoe lekker zo’n V8 ook klinkt.
