In dit geval ging het over een nieuwe aanvliegroute voor waterstof auto's, dus geen uitgekauwd onderwerp. Het gebruik van een aparte chemische drager met een katalysator proces om zo waterstof vrij te maken voor het genereren van stroom is an sich een goed idee. Het lost namelijk een van de grootste issues op, de grote druk die nodig is om het spul op te slaan en te vervoeren. Op dat punt verdient Gerard Lugtigheid wel wat credits (alhoewel er weinig nieuws onder de zon is in zijn verhaal.) Voor long haul vrachtvervoer zou het wel eens een levensvatbaar systeem kunnen zijn. Voor personenvervoer is en blijft het kansloos.
Mijn eerdere post was ietwat aan de korte kant. Sta mij toe even e.e.a. toe te lichten.
Edit: al typende merk ik dat het een hele lange post wordt.
Daarom: TL;DR:
Waterstof is dé oplossing voor een probleem dat niet bestaat.
Waterstof is dé redding voor bedrijven die niet kunnen innoveren en daardoor dreigen uit te sterven.
Waterstof is dé grootste blunder die toekomstige politieke besluitvormers gaat opbreken.
Duurzame energieopslag
Eerst even een aantal open deuren intrappen:
- Waterstof is een energiedrager, geen energiebron
- We hebben nog geen 100% duurzame opwekking van onze energiebehoefte
Waterstof is een compleet kansloos concept zolang de cyclus - Energie -> Waterstof -> Energie - minder dan 81% is. Waarom 81%?
Omdat dit de efficiency van het alternatief is met voorhanden techniek. Denk hierbij aan kinetische energieopslag (bijv. stuwmeer) en pneumatische energieopslag. Aangezien we onze energiebehoefte nog niet voor 100% duurzaam opwekken, moet je enorm zuinig zijn op hetgeen je opslaat. 100 kWh opslaan in waterstof en slechts 23 kWh hiervan weer als benutbare energie terugkrijgen is natuurlijk doodzonde. Er zijn optimisten die denken dat opslag in waterstof efficiënter kan. Er zijn echter weinig optimisten die denken dat waterstof opslag efficiënter dan 81% per cyclus haalbaar is met de huidige natuurwetten. Dus waterstof inzetten om bijvoorbeeld het hoogspanningsnet te stabiliseren is simpelweg een slechte keuze.
"Maar Rick, dan hebben we het 'probleem' van bijvoorbeeld de transportwereld/long haul nog niet opgelost. Dat is heel iets anders dan een elektrisch autootje"
Met de nodige guesstimation, zeg ik "Onzin!"
Van een kennis mag ik aannemen dat een populaire oplegger de Volvo FH16.750 is. Online onderzoek leert dat 16 staat voor het aantal liter cilinderinhoud en 750 voor het aantal pk's. Inderdaad een 16,1 liter 6 pitter met 750pk en maar liefst 3.550NM.
Klinkt indrukwekkend, maar volgens mij eenvoudig te evenaren op meerdere vlakken.
Rekent u even mee?
Energieverbruik
Diesel heeft een energiedichtheid van 36 MJ per liter. Er wordt vaak gerekend met 25% efficiency bij het omzetten naar bewegingsenergie en 75% omzetting naar warmte. Nu is het zo dat die 25% opgaat voor de zuiger in beweging zetten. Over het geheel aan honderden bewegende onderdelen van zuiger - zuigerstang - krukas - vliegwiel - koppeling/drukgroep/koppelomvormer - transmissie en alle andere indirecte bewegende onderdelen, zoals kleppen, klepstoters, nokkenassen, pompen, lagers, etc. gaat 5% van de initiële energie aan wrijving verloren. Kortom, van de 36MJ die je aan 1 liter diesel in de motor drukt, wordt ongeveer 7,2MJ omgezet naar beweging op de aandrijfas. No surprises so far.
Uit reviews blijkt dat de FH16 mét lading in de Ardennen ongeveer 1 op 2,06 verbruikt en wind mee op vlakke grond 1 op 3,2. Aangezien Nederland een klein landje is en veel kilometers ook in het buitenland afgelegd wordt gedurende de levenscyclus van een dergelijke oplegger, doe ik de aanname dat het gemiddelde verbruik 1 op 2,5 is. Dat zou betekenen dat een FH16 met lading rond de 40 liter per 100km verbruikt. De totale bewegingsenergie laat zich dan gemakkelijk berekenen: 36MJ * 40 * 20% = 288MJ per 100 afgelegde kilometers. Uitgaande van 80 afgelegde kilometers per uur, kom je op een verbruik van 230,4MJ per uur bij 80 km/h, oftewel 64kWh per 80 km bij 80km/h (hoop dat de eenhedenpolitie niet waakzaam is). Zoals jullie weten staat 64kWh per 80km gelijk aan een verbruik van 800Wh/km. Nu valt jullie winterverbuik van 300Wh/km best mee, toch?
"Ok, leuke getallen, maar wat zegt mij dit? Die vrachtwagenchauffeurs tanken 800 liter in 5 tot 10 minuten. Dat ga jij niet redden met jouw elektro-opleggertje."
We redeneren even verder.
Praktische bruikbaarheid
In Europa kennen we de rij- en rusttijdenwet. Die stelt o.a. dat een chauffeur max. 9 uur per dag mag rijden, na 4,5 uur ononderbroken moet hij minimaal 45 minuten rusten en hij dient minimaal 11 uur ononderbroken rust te krijgen. Nu rijden vele chauffeurs op 1 oplegger, maar mijn gut-feeling zegt mij dat dit geen uitdaging vormt. Laten we aannemen dat er twee chauffeurs op 1 wagen hun maximale rijtijd benutten (18 uur totaal) binnen 24 uur. Tevens neem ik even voor het gemak aan dat de CCS 350kW (wat volgens Musk kindspeelgoed is) standaard door alle partijen omarmd is. Hoe ziet een dagje rijden er dan uit?
- We beginnen met 90% acculading (we weten nu wel waarom, toch?)
- Chauffeur 1 rijdt 4,5 uur en verbruikt 288kWh voor de 360 afgelegde km's.
- Chauffeur 1 heeft 45 minuten (laad)pauze en charged met 350kW ongeveer 262 kWh bij
- Chauffeur 1 rijdt 4,5 uur en verbruikt 288kWh voor nog eens 360km
- Chauffeur 2 rijdt aaneensluitend 4,5 uur en verbruikt eveneens 288 kWh voor 360km
- Chauffeur 2 heeft een (laad)pauze en charged 262kWh bij.
- Chauffeur 2 rijdt 4,5 uur en verbruikt 288kWh voor 360 km.
- Volvo staat 4,5 uur stil, omdat niemand hem mag gebruiken. Potentieel zou men 1.575kWh kunnen bijladen.
De hamvraag is dan: hoeveel kWh accucapaciteit heb je nodig?
Bij ideale omstandigheden spreek je over 700kWh:
- 90% van 700 = 630 kWh resterend
- 630 - 288 = 342 kWh resterend (48,9%)
- 342 + 262 = 604 kWh resterend (86,3%)
- 604 - 288 = 316 kWh resterend (45,1%)
- 316 - 288 = 28 kWh resterend (4%)
- 28 + 262 = 290 kWh resterend (41,4%)
- 290 - 288 = 2 kWh resterend (0.3%)
Beetje krap voor mijn smaak.
Neem ik aan dat de accu een capaciteit heeft van 1100kWh, er laadverlies is van 5% en verbruik 10% hoger ligt, dan ziet het plaatje er zo uit:
- We beginnen met 90%
- Chauffeur 1 rijdt 4,5 uur -> 58,6% resterend
- Chauffeur 1 heeft 45 minuten (laad)pauze -> 81,2%
- Chauffeur 1 rijdt 4,5 uur -> 49,8%
- Chauffeur 2 rijdt aaneensluitend 4,5 uur -> 18,4%
- Chauffeur 2 heeft een (laad)pauze -> 41%
- Chauffeur 2 rijdt 4,5 uur -> 9.6% (~105,4kWh of 131km reserve!)
- Volvo staat 4,5 uur stil. Binnen 3 uur laden zit hij echter al op 90%.
Met 131km reserve een prima resultaat voor 1.440 afgelegde km's in 19,5 uur tijd, me dunkt.
Gewicht
"Zo'n batterypack is veel te zwaar!"
1.100 kWh weegt best wat idd...ongeveer 5.000 kilo. Echter, dit is slechts de helft van het totaalgewicht van een FH16. Haal uit de Volvo de motor, transmissie, volle dieseltank (1600kg!), het oliesysteem en wat andere pompen en onzin wat bij een ICE hoort en je hebt met de elektrische variant een lichtere oplegger dan de Volvo. Heel veel lichter wil je waarschijnlijk niet i.v.m. tractie en rijdeigenschappen.
Performance
Really? Nuf said.
Prijs
"Weet je wel hoe duur die accupack is?!?"
Volgens Elon hebben ze nu al een kostprijs van <$100,- per 1kWh bereikt. Maar goed, laten we even van die $ 100,- uitgaan. Een batterypack van 1100 kWh kost dan $ 110.000,-, wat inderdaad een fors bedrag is. Echter, vergelijk je het met de aanschafprijs van een FH16 - € 180.000,- (zonder al te veel opties) - dan heb je € 70.000 over voor een cabine. Een motor, versnellingsbak, oliesysteem (42 liters!), koelingsysteem (48 liter!) en dieseltank (1480 liter!) kun je uiteraard achterwege laten. Nou ja, misschien een bescheiden koelsysteempje voor de batterypack dan. Prijstechnisch prima realiseerbaar.
Maar hoe zit dat met het verbruik?
We weten inmiddels dat de FH16 met dubbele chauffeur ongeveer 1440km per 24 uur rijdt. Als deze 1440km zijn afgelegd, heeft de FH16 ongeveer 576 liter diesel verbrand (iemand een idee hoeveel CO2dat is?). Uitgaande van € 1,22 per liter diesel, heeft dat de baas € 702,72 gekost.
Leg je dezelfde afstand elektrisch af, spreek je over ongeveer 1.152kWh. Bij een gemiddelde prijs van € 0,10 per kWh kom je op € 115,20.
Dat is een besparing op verbruikskosten van € 587,52 per 24 uur. Reken met 5 dagen/week en 47 weken/jaar en je hebt een besparing van !!! € 138.067,20 !!! op jaarbasis.
Prijs lijkt mij geen issue.
Realiteit
"Tsja, maar als het zo makkelijk is, waarom doet niemand dat?"
Er zijn wat initiatieven, zoals deze:
http://www.emoss.biz/nl/elektrische-vrachtwagen/
En iemand die het
helemaal niet heeft begrepen:
Nikola Motor Company | Premium Electric Vehicles (kun je je voorstellen hoe lang het duurt om die tank te vullen?!?)
Wat nodig is, is een visionair. Iemand die een paar miljard heeft liggen en uit principes en visie deze voor een ideaal stuk wil slaan op de investering. Niet alleen investering in de fabriek, maar vooral ook in het netwerk dat truckers moeten gebruiken. Voor de auto's hebben we al iemand gevonden....wie neemt de handschoen op?
Voor vrachtschepen kun je een soortgelijke business case opstellen. De grootste afstand die ze af moeten kunnen leggen is 4.000NM. Er zijn genoeg scheepvaarders die de som kunnen maken. My guesstimation: it's viable.
Hopelijk ben je na deze rant met mij eens dat waterstof een uitgekauwd onderwerp is. Maak me maar wakker wanneer iemand de natuurwetten heeft weten te omzeilen.
