Door het toepassen van wisselbatterijen bij vrachtwagens wordt er voorkomen dat trucks lang aan de stekker moeten staan. In een paar minuten is een vrachtwagen weer voorzien van een volgeladen batterij.
Onder mijn laatste blog over de beschikbare ruimte in een vrachtwagenchassis kwam de vraag naar voren of wisselbatterijen misschien een oplossing zouden kunnen zijn. Toen ook www.transportenmilieu.nl een bericht publiceerde over de Europese goedkeuring voor een SAIC Hongyan H6 met wisselbatterij, wist ik dat hier eens in moest gaan duiken.
Hoe werkt zo’n wisselbatterij bij vrachtwagens? Dat kan ik je proberen uit te leggen, maar het is handiger om dat in een filmpje te laten zien:
SAIC Hongyan H6: https://www.youtube.com/watch?v=hV3T0xveDk8
Voor wie de Youtube video’s niet heeft bekeken: de batterijen zijn direct achter de cabine geplaatst in een apart “kabinet”. De accu is dus niet geplaatst aan de zijkant van de chassisbalken, maar staat als het ware boven op de chassisbalken. Dat is goed te zien op onderstaande afbeelding.
Als je een batterij van bovenaf wilt gaan wisselen met een bovenloopkraan (zoals te zien in de filmpjes) is dit een handige oplossing. Het plaatsen van de batterij achter de cabine heeft ook een belangrijk nadeel. De ruimte achter de cabine wordt opgeslokt door de batterij. Dat is vervelend als we een trailer willen aankoppelen met een “lange” kopstraal. Heel veel van de trailers die we gebruiken hebben zo’n “lange” kopstraal.
Kopstraal De kopstraal van een trailer is de afstand tussen het hart van de kingpin en de hoek aan de voorkant van de trailer. Waarom is deze maat van belang? Wanneer een vrachtwagen een bocht maakt, is deze hoek het punt van de trailer dat het dichtst bij de cabine komt. Je wilt natuurlijk niet dat je trailer een deuk in de achterkant van je cabine maakt.
De oplossing
Er zijn twee manieren waarop we dat kunnen oplossen.
Korte kopstraal
De eerste is makkelijk: we stoppen met het rijden met trailer met “lange” kopstralen. Kieptrailer en sommige trailers voor droge bulk hebben een “korte” kopstraal. Deze trailers zijn dus nu al geschikt om te rijden met een elektrische truck met een verwisselbare batterij. Het is dus mogelijk, maar lang niet voor alle toepassingen.
Verleggen koppelschotel
Wat nou als we wel met trailers met een “lange” kopstraal willen gaan rijden? Ook dat is mogelijk. Maar dan moeten we wel wat meer gaan sleutelen aan de vrachtwagen.
Om de kopstraal van de trailer meer ruimte te geven, moeten we de koppelschotel verder achter op het chassis gaan monteren. In de praktijk betekent dit dus dat we de koppelschotel met dezelfde afstand naar achter verleggen, als dat de batterij aan ruimte opslokt. Voor dit voorbeeld schat ik in dat bovenstaande batterij ongeveer 60cm extra ruimte nodig is.
Leggen we de koppelschotel 60cm naar achteren, dan ontstaat er een volgende uitdaging: de koppelschotel ligt achter de trekas. Dat betekent dat al het gewicht van de trailer achter de trekas op het chassis komt. De vrachtwagen wordt een soort wipwap; de vooras wordt ontlast, terwijl de achteras extra belast wordt. Aan het einde van het liedje zien we dat de achteras overbeladen is. Dat is een probleem. Daarmee mogen we de weg niet op.
Extra achteras
Maar dat betekent niet dat we daar niets aan kunnen doen. De oplossing voor die uitdaging is heel simpel: we voegen een extra achteras toe. Het maakt niet uit of dat een aangedreven, een gesleepte of en naloper is, alles kan. Maar die extra as heeft wel weer een aantal nadelen. Zo gaat de aanschafprijs omhoog, zijn er extra kosten voor onderhoud. Maar misschien wel het allerbelangrijkste, de vrachtwagen gaat extra energie verbruiken. Extra energieverbruik gaat weer ten koste van de actieradius.
Bakwagens
Voor trekker trailer combinaties lijkt een wisselbatterij achter de cabine niet de meest ideale oplossing. Maar hoe zit dat dan bij bakwagens? Met kopstralen en koppelschotels hebben we dan niets van doen.
Bakwagens hebben andere uitdagingen. Laadvermogen is de belangrijkste. Laadvermogen in kilo’s en laadvermogen in laadmeters.
Inzet
Als we een wisselbatterij willen gaan gebruiken, moet dat wel zinvol zijn. Inzetten met een relatief laag energieverbruik is een batterijwissel niet nodig. Je gaat ’s ochtends met een volle batterij van huis, en je hangt de vrachtwagen ’s avonds weer aan de stekker. Dan is het niet nodig om een dure batterij extra te kopen. We kijken dus naar inzetten waar veel energie wordt verbruikt. Dat kan zijn een inzet met veel kilometers (lange afstandstransport met motorwagens) of regionaal werk dat veel energie vraagt. Een betonmixer is een mooi voorbeeld van die laatste inzet. Dat er een floot betonmixers wordt gebruikt in het filmpje van CAMC is dus wellicht niet helemaal toeval.
Laadvermogen
Laten we dan eens wat dieper gaan inzoomen op het laadvermogen. In het filmpje zien we dat deze truck een GVM van 31.000 kg heeft. Als je goed oplet zie je ook voorbij komen dat het gaat om een 6,67m3 betonmixer. Omdat beton een soortelijk gewicht heeft van 2.400kg per m3, is het laadvermogen van deze vrachtwagen ongeveer 16.000kg. Ook het gewicht van de batterij kunnen we redelijk goed benaderen. Met een inschatting van 7kg per kWh zitten we er niet ver naast. Gelukkig heeft zowel CAMC als SAIC vermeld hoeveel batterijcapaciteit één batterij heeft: 282kWh (LFP). We kunnen dus stellen dat de batterij ongeveer 1.975kg weegt. 1.975kg aan extra ledig gewicht, betekent 1.975kg minder aan laadvermogen.
Even checken of dat allemaal zou kunnen kloppen: 31.000kg – 16.000kg – 1.975kg = 13.025kg ledig gewicht. Dat zou wel zo ongeveer moeten kloppen: Onderstaande betonmixer weegt 14.000kg maar is dan ook voorzien van een iets grotere, 9 kuubs, trommel.
Voor een betonmixer betekent dat dus 1.975kg / 2.400kg = 0,8m3 minder beton per ritje. Dat is met een trommel van 9 kuub toch bijna 10%. Dat doet behoorlijk pijn, zeker als je bedenkt dat een leverancier van beton betaald krijgt per kuub. Je moet dus 10% meer ritjes maken. Naast dat die extra kosten wellicht terug te verdienen zijn door lagere kosten, kan dit ook behoorlijke gevolgen hebben voor de planning op zowel de betoncentrale, als het werk waar het beton gelost moet worden.
Batterijen aan of in het chassis
Een wisselbatterij achter de cabine plaatsen is dus technisch zeker mogelijk, maar misschien niet altijd even slim om ook daadwerkelijk te doen. Stel nou dat de techniek zich zo ontwikkeld dat we de batterijen helemaal in het chassis kunnen verwerken en ook nog eens in staat zijn om ze te verwisselen. Met welke uitdagingen worden we dan geconfronteerd?
Standaard batterij
Om de kosten van wisselbatterijen zo laag mogelijk te houden, wil je zo min mogelijk batterijen gebruiken. Elke extra batterij brengt extra kosten met zich mee. Zowel in aanschaf, maar ook op het laadstation ben je extra ruimte en wellicht ook extra laders nodig. Dus we proberen de verhouding tussen het totaal aantal batterijen en het totaal aantal vrachtwagens zo laag mogelijk te houden. Tegelijkertijd willen we de batterij ook zo klein en licht mogelijk maken. Want dat is één van de voordelen van een wisselbatterij: je hoeft die grote zware batterij dan niet overal mee naartoe te zeulen.
Kleine batterij
Die batterij moet dus zo klein als mogelijk. Maar met wisselbatterijen moet je ook een volledige dag werk kunnen uitvoeren. Om het uur de snelweg af om even 5 minuten de batterij te wisselen is niet werkbaar. Gelukkig hebben we de verplichte pauze. Na maximaal 4,5 uur rijden moet de chauffeur rusten. Met een verbruik van 1,4kWh per kilometer (lange afstandsvervoer) ben je een bruto batterijcapaciteit van ongeveer 600kWh nodig. Omdat vrachtwagens steeds zuiniger omspringen met hun energie, is het goed denkbaar dat we dezelfde inzet ook met een bruto batterijcapaciteit van 450kWh zouden kunnen doen.
De afvallers
Met het bepalen van een standaard batterij, kunnen ook al bekijken welke inzetten er minder geschikt zijn voor een wisselbatterij. Hierbij kun je denken aan alle inzetten met een energieverbruik, per dag, van onder de 500kWh (500kWh netto = +/- 600kWh bruto batterijcapaciteit). Omdat een distributievrachtwagen een veel lager energieverbruik heeft dan een lange afstandstruck, kunnen die in de meeste gevallen prima uit de voeten met een batterij van 600kWh. Sterker nog, in veel gevallen is een 600kWh batterijpakket een veelte groot en zwaar batterijpakket.
De locatie van het wisselstation
Waar gaan we wisselstations plaatsen? De meest logische plek zou een plek zijn waar veel vrachtwagens toch al (langs) komen. In het bijzonder waar veel truckers hun verplichte pauze maken. Dat zijn dus precies dezelfde plekken als waar we ook snelladers voor vrachtwagens gaan vinden!
Concurreren met snelladers
Dat maakt het interessant. Want batterij wisselen en snelladen gaan dus met elkaar concurreren. Met een snellader van vandaag de dag kunnen we in een half uurtje ongeveer 125km actieradius bijladen (350kW / 1,4kWh per km). Als je ’s ochtends vertrokken bent met een batterij van 600kWh kun je daar ongeveer 360km aan actieradius uit halen. Laadt je daar 125km in je pauze bij, dan komen we op een dagelijkse actieradius van 485km per dag. Als je daar voldoende aan zou hebben, waarom zou je dan gaan wisselen? Reken even met me mee: 485km actieradius X 230 werkbare dagen = 111.550km per jaar.
Revnext zocht onlangs uit dat een gemiddelde trekker in Nederland ongeveer 110.000km per jaar rijdt in haar eerste jaar na registratie. De gemiddelde kilometrage per vrachtwagen in Nederland over het algemeen ligt zelfs veel lager.
Bijkomende uitdagingen
Maar er zijn nog meer uitdagingen voor het wisselen van batterijen bij trucks. Van wie zijn die batterijen eigenlijk? Hoeveel betaal je voor de stroom die erin zit? Wat als je batterij kapot gaat? Straks krijg ik een batterij van mindere kwaliteit dan ik inlever?
Allemaal heel terechte uitdagingen die we moeten overwinnen als we met wisselbatterijen willen gaan werken. Maar daar kunnen we ongetwijfeld wel uitkomen. Is het zo’n gek idee om de truckleverancier te betalen per gereden kilometer?
Betalen per kilometer
Want eigenlijk doen we dat al. Vrachtwagens worden over het algemeen geleased. Zodra het over operational lease gaat, wordt er altijd een reparatie en onderhoudscontract afgesloten. Zo heeft de leverancier de maximale zekerheid over de restwaarde. Wil je meer kilometers gaan rijden met dezelfde truck? Dat kan, dan betaal je extra. Voor aflossing, rente en je reparatie en onderhoudscontract betaal je dus al per kilometer. Een prijs per kilometer voor een wisselbatterijsysteem is ook goed mogelijk.
Doe jij aan financial lease, of koop jij je vrachtwagen? Of doe jij onderhoud op regiebasis? Dan is het gebruik maken van een wisselbatterij misschien minder aantrekkelijk voor jou. Jij wilt immers graag het risico dragen voor de staat van je vrachtwagen en dus ook de batterij. Dan kan ik me voorstellen dat je liever niet het risico neemt dat je jouw gezonde batterij inruilt voor een batterij die in minder goede staat is.
Conclusie
Batterij wisselen bij trucks lijkt op het eerste oog een mooie oplossing. Je kunt de batterijcapaciteit zo klein mogelijk maken. Dat maakt een batterij goedkoper, lichter en neemt minder ruimte in beslag.
Een wisselbatterij direct achter de cabine vaak niet zo’n mooie oplossing. Het wisselen gaat eenvoudig, maar je verliest laadruimte en vaak ook laadvermogen. Wisselbatterijen aan het chassis zijn dan een betere oplossing.
Om de kosten te beperken wil je zoveel mogelijk toe naar een standaardisatie van de batterij. Hij moet niet te groot zijn, maar ook zeker niet te klein.
Daar zit de uitdaging. Welke batterij(en) komen er in het wissel station. 400kWh en 600kWh? Dan blijkt dat het aantal inzetten dat baat heeft bij een wisselstation maar heel beperkt te zijn.
Mijn mening
Ik denk dat het gebruiken van wisselbatterijen bij openbare laadstations een erg ingewikkelde situatie is. Ik kan me voorstellen dat batterij wisselen geschikt zou kunnen zijn voor inzetten waar de vrachtwagen veel terugkomt op dezelfde locatie in combinatie met een in 24/7 inzet. Dan blijven de batterijen in bezit van de eigenaar van de vrachtwagen. Ik ben benieuwd of een wisselsysteem op prijs kan concurreren met een snellaadsysteem als MCS. Met MCS kun je een energie voor een halve dag werk in een half uurtje bij laden (1,2MW).
Daarnaast denk ik dat wisselbatterijen niet achter de cabine worden geplaatst. Deze oplossing heeft zoveel nadelen dat ik me niet kan voorstellen dat daarvoor gekozen zal worden.
Wat denk jij?
Denk jij dat wisselbatterijen een plekje gaan veroveren binnen de elektrische vrachtwagens? Ik ben benieuwd! Graag hoor ik van jou waar ik een denkfout maak. Twijfel dan ook niet om te reageren onder dit bericht!
Wil jij meer weten over het inzetten van zero-emission trucks?
Neem dan nu vrijblijvend contact met mij op. Ik weet zeker dat ik je kan helpen om de kansen van de transitie naar elektrische vrachtwagens aan te grijpen!
Comments