In het onderzoek ‘Energieketens voor CO2-neutrale mobiliteit‘ beschrijven KiM en TNO wat CO2-neutrale mobiliteit aan energie, geld en ruimte vergt. Daarbij namen de onderzoekers vier vormen van energie voor auto’s, vrachtauto’s, schepen (binnenvaart en zeevaart) en vliegtuigen onder de loep: elektriciteit, waterstof, synfuels en biobrandstoffen.
De keten van elektrisch vervoer, op een well-to-wheel-basis, heeft een relatief hoge energetische efficiëntie, lage kosten en een laag ruimtegebruik ten opzichte van waterstof en synfuels.
Bij de toepassing van waterstof en synthetische brandstoffen moet er 3 tot 6 keer meer energie worden geproduceerd dan dat het voertuig uiteindelijk bij de wielen (of de schroef) gebruikt; bij elektriciteit is dat ongeveer 1,4 keer. Dit betekent ook dat er 2 tot 3 keer zoveel windmolenparken nodig zijn bij waterstof uit elektrolyse en bij synfuels dan bij toepassing van elektriciteit voor BEV. Om alle wegvoertuigen in Nederland op elektriciteit te laten rijden, is een windmolenpark ter grootte van de provincie Utrecht nodig.
Bij biobrandstof hangt het ruimtebeslag sterk af van de herkomst van de biomassa. Het ruimtebeslag kan daarom variëren van kleinste (bij residuen) tot hoogste (energiegewassen).
Accu-elektrisch rijden heeft voordelen
Wat zijn de conclusie van KiM en TNO voor het zware wegvervoer? Voor de zwaarste categorie wegvervoer (trekker-opleggercombinatie) scoort accu-elektrisch rijden op alle criteria gunstig ten opzichte van rijden op de andere beschouwde energiedragers. Wel kan een specifieke energiedrager op een specifiek criterium even goed of beter scoren dan accu-elektrisch rijden.
Accu-elektrisch rijden, ofwel BEV, is voor zwaar wegvervoer de goedkoopste optie, zelfs goedkoper dan de fossiele variant. Dit komt voornamelijk door de lage energiekosten (die dominant zijn in de totale kosten per km), aangezien de aanschafkosten voor een elektrische truck hoger zijn dan die van een truck met een brandstofmotor. Dit geldt in principe ook voor licht wegvervoer, al zijn de kosten per afgelegde afstand daar voor een FT-biofuelvoertuig nog net wat lager dan voor een BEV.
FT-biofuels kunnen een kostenvoordeel hebben ten opzichte van accu-elektrisch rijden. Daarnaast, mits gemaakt uit residuen, vergen ze minder ruimte. De keten met waterstof is duurder en minder energie-effíciënt dan accu-elektrisch, maar heeft wel een kleiner ruimtebeslag.
Maar, ook knelpunten
Accu-elektrisch rijden heeft echter ook mogelijke knelpunten die de andere energiedragers niet of minder hebben. Zo worden momenteel elektrische trucks met een grote actieradius ontwikkeld, maar de accu’s die hiervoor nodig zijn, zijn zwaar (zo’n 4 ton voor 800 kWh en een range 400-600 km) en groot, wat ten koste gaat van het laadvolume.
Een accu is zwaarder dan een systeem met brandstofcellen en een waterstoftank waarmee dezelfde afstand kan worden afgelegd. Ook is het onderweg nog steeds nodig om te snelladen tijdens stops van 30-45 minuten per keer (deze tijd komt overeen met de pauze die een chauffeur elke 4,5 uur moet nemen). Verder is laadinfrastructuur nodig op de depots van vervoerbedrijven en langs de snelwegen. De elektriciteitsbehoefte, zowel voor snel als voor regulier laden, vergt aanpassingen in het elektriciteitsnet.
Techniek van de vrachtwagen
De bestaande trucks kunnen rijden op bio- en synthetische FT-diesel, en met gebruik van de bestaande transport- en tankinfrastructuur. Bij rijden op methanol en waterstof zijn trucks met andere motoren nodig. Zeker als waterstof in een brandstofcel wordt gebruikt, zijn vrij drastische aanpassingen aan de truck nodig: zowel het FC-systeem als de waterstof-tank nemen veel ruimte in en voegen gewicht toe. Waterstof in een brandstofcel heeft als voordeel dat de ketenefficiëntie hoger en de kosten lager zijn dan bij toepassing in een verbrandingsmotor (als beide aandrijflijnen hun optimale rijdynamiek en belasting hebben).
Waterstof en, in mindere mate, methanol hebben een ander soort tankstation nodig. Waterstof is immers gasvormig of vloeibaar en moet sterk gecomprimeerd of gekoeld worden.
BEV-trucks doen een beslag op enkele schaarse materialen. Voor noodzakelijke grondstoffen als lithium, nikkel, kobalt en zeldzame aardmetalen is de beschikbaarheid op de langere termijn onzeker.
Dynamisch laden heeft voor- en nadelen
Een ‘electric road system’ (ERS) dat trucks al rijdend van elektriciteit voorziet, ondervangt een deel van de nadelen van BEV’s: een kleinere accu volstaat en er zijn geen laadstops nodig. Wel zijn er hoge investeringskosten en het kost tijd om de infrastructuur te plannen en aan te leggen. Verder zijn er milieunadelen zoals koperslijtage en nadelige effecten op de kwaliteit van het landschap.
Bron: KiM