Elektrische wegsystemen: Zero-emissie wegtransport op een andere manier
Truckfabrikanten zijn onvermoeibaar bezig met het aanbieden van elektrische of door waterstofcellen aangedreven trucks en semi-tractors met een steeds groter operationeel bereik. Het bereik (en de nog steeds hoge prijzen) blijft de grootste beperking voor de grootschalige toepassing van EV- en FCEV-voertuigen in de transport- en logistieke sector. Onvoldoende oplaadinfrastructuur langs snelwegen en autowegen blijft ook een probleem. Daarom worden alternatieve projecten onderzocht die bekend staan als Electric Road Systems (ERS). Waar gaat het om?
De actieradius van elektrische opleggers neemt gestaag toe. De Mercedes-Benz eActros 600 bijvoorbeeld biedt een bereik van ongeveer 500 km op één lading, dankzij de 600+ kWh batterij. Elektrische versies van Volvo-trucks (modellen FH en FM) kunnen tot 300 km afleggen met één lading, afhankelijk van de batterijconfiguratie. Deze cijfers zijn belangrijk voor de dagelijkse werkzaamheden, maar de beschikbaarheid van oplaadstations is een andere cruciale factor.
Een paar jaar geleden, toen elektrische en waterstofvrachtwagens net hun intrede deden op de markt en de ontwikkeling van auto’s ondubbelzinnig gericht was op emissievrije auto’s, kwamen er alternatieve oplossingen voor vrachtvervoer over de weg. Deze hadden als doel om continu elektrische energie te leveren aan rijdende vrachtwagens, waardoor de beperkingen van een lage batterijcapaciteit en de noodzaak om te stoppen om op te laden werden geëlimineerd.
ERS: Bovenleidingsystemen
Het bekendste alternatieve elektrische wegsysteem (ERS) heeft een bovenleidingconfiguratie. Dit systeem installeert palen langs de weg met daartussen een bovenleiding. Speciaal aangepaste elektrische of hybride vrachtwagens kunnen met behulp van een stroomafnemer elektrische energie uit deze draad halen. Deze oplossing doet denken aan de technologie die decennialang met succes werd gebruikt in stedelijke trolleybussen.
Een van de meest opmerkelijke projecten die gebruik maakt van deze oplossing is eHighway, geïmplementeerd door het Duitse bedrijf Siemens. In 2017 begon het bedrijf met tests op een tien kilometer lang traject van de A5 tussen Frankfurt Airport en Darmstadt. Een andere test begon op een vijf kilometer lang traject van de A1 tussen Reinfeld en Lübeck, en een derde op de nationale weg B 462 tussen Kuppenheim en Gaggenau. De resultaten waren veelbelovend genoeg dat het Nationale Platform voor de Toekomst van Mobiliteit (NPM), een organisatie die valt onder het Duitse ministerie van Transport, voorstelde om tegen 2030 een netwerk van 4000 kilometer aan eHighway-systemen te bouwen langs belangrijke wegen.
Het voordeel van ERS met bovenleidingen is dat het voortbouwt op een technologie die al in gebruik is sinds 1882 (toen Werner Siemens het prototype van de eerste trolleybus presenteerde) en die voortdurend wordt gemoderniseerd. Het zou ook geen significante veranderingen aan de bestaande wegeninfrastructuur vereisen, aangezien de bovenleiding geen nieuw wegdek nodig heeft en traditionele voertuigen nog steeds gebruik kunnen maken van de wegen naast het bovenleidingsysteem. De noodzaak om het bovenleidingnetwerk aan te leggen (nog steeds te duur voor wegbeheerders) en vrachtwagens en opleggers aan te passen om stroom van het netwerk te halen (stroomafnemers installeren) blijft echter een beperking.
ERS: Voedingssystemen op grondniveau
Terwijl het eHighway-systeem is gebaseerd op de technologie die trolleybussen aandrijft, is het volgende ERS dat in dit artikel wordt besproken, geïnspireerd op oplossingen die worden gebruikt in ondergrondse treinen. Dit systeem heeft een rail die in het wegdek is ingebed en die elektrische stroom via een speciale verbindingsarm naar het voertuig stuurt. Verschillende bedrijven ontwikkelen dit systeem al sinds 1996. In de Franse stad Bordeaux rijdt sinds 2022 een tram die wordt aangedreven door een derde rail in het wegdek, ontwikkeld door Alstom (veilig voor andere weggebruikers). Deze configuratie wordt ook overwogen voor de aandrijving van elektrische auto’s in Frankrijk: een testtraject moet in 2024 operationeel zijn en de tests zullen na drie jaar worden beëindigd. Het stroomvoorzieningssysteem op grondniveau is ook in gebruik in Zweden, waar het werd gelanceerd op een weg nabij Arlanda Airport in Stockholm. Deze oplossing is voordelig omdat ze kan worden gebruikt door zowel vrachtwagens als kleinere commerciële voertuigen en omdat ze een kleinere impact heeft op het landschap (geen palen en draden). De hogere aanlegkosten en het onderhoud van de weg, vooral in slechte weersomstandigheden, zijn echter belangrijke uitdagingen.
ERS: Inductieve oplaadsystemen
Het inductieve systeem, waarbij spoelen in het wegdek zijn ingebed en voertuigen zijn uitgerust met ontvangstspoelen, is het laatste ERS dat wordt overwogen. Zuid-Korea implementeerde tussen 2009 en 2016 verschillende stadsbuslijnen die op deze manier van stroom werden voorzien, maar de commercialisering van deze technologie was geen succes. Dit systeem heeft voordelen: het verandert het landschap niet en is duurzamer omdat de energieoverdracht zonder fysieke verbinding plaatsvindt. De implementatiekosten zijn echter erg hoog, omdat het hele wegdek moet worden vervangen door een wegdek met spoelen, in tegenstelling tot het stroomvoorzieningssysteem op maaiveldniveau waarbij alleen de rail hoeft te worden ingebed.
Ondanks de veelbelovende resultaten van elk ERS en de lopende plannen en werkzaamheden in Duitsland, Frankrijk en Zweden, is het moeilijk te voorspellen of deze projecten op de geplande schaal gerealiseerd zullen worden. De actieradius van elektrische vrachtwagens neemt voortdurend toe en de laadinfrastructuur in Europese landen breidt zich niet alleen uit in grote steden, maar ook langs intercityroutes en snelwegen. Misschien zal de term “e-weg”eerder slaan op wegen met laadstations die even dicht zijn verspreid als benzinestations, dan op een specifiek ERS-systeem. Zoals altijd zal de tijd het leren.