OV Magazine, nr 6, 22 november 2012
Rijkert Knoppers
Elektrische bussen rijden over de gehele keten bezien (from well to wheel) aanzienlijk schoner dan bijvoorbeeld dieselbussen, een groot voordeel is ook dat ze lokaal geen vervuilende stoffen uitstoten. De uitdaging ligt in het slim omgaan met de benodigde elektriciteit aan boord. Een impressie van de stand van zaken.
In ’s Hertogenbosch gaat binnenkort een nieuw model Volvo 7700 bus in de stadsdienstregeling meerijden. Bijzonder is niet zozeer dat het om een elektrisch aangedreven bus gaat, daar rijden er in ons land wel bijna zeventig exemplaren van, maar dat de bus op een vaste plek in de route draadloos elektriciteit krijgt toegediend. Bij het transferium Pettelaarpark zijn hiertoe onder het wegdek magneetplaten aangebracht. Als de bus bij die halte stopt, controleert een radiosignaal of het voertuig op de gewenste plaats staat. Vervolgens zakt er vanuit de onderkant van de bus een magnetische plaat naar beneden, via vier spoelen van elk 30 kW vindt vervolgens het transport van de elektriciteit naar de accu’s plaats. Met dit inductieve proces kan de bus in enkele minuten voldoende elektriciteit “tappen” voor een volgende ronde. Volgens Conductix-Wampfler, het Duitse bedrijf dat deze Inductive Power Transfer (IPT) techniek heeft ontwikkeld, is een voordeel van het korte en regelmatige opladen dat de bus toe kan met minder accu’s dan wanneer het opladen slechts enkele keren per dag zou gebeuren. Hierdoor zijn er minder investeringen in de opslagfaciliteiten nodig, bovendien weegt de bus minder zwaar, wat gunstig is voor de rijprestaties. De provincie Noord-Brabant wil de komende 2 jaar bij wijze van proef 15 van dit soort bussen inzetten.
De techniek van het inductieve laden was eerder op initiatief van Prorail gedurende een jaar beproefd in Utrecht op lijn 2, de Museumlijn. Hiertoe was een elektrische midibus gehuurd in Italië, waar al bijna tien jaar ervaring is opgedaan met dit soort bussen. ‘Bij dit systeem hebben we uitgerekend dat een minuut stilstand voldoende stroom oplevert voor het afleggen van één kilometer,’ vertelt René Zorge, directeur van het in Utrecht gevestigde ‘unplugged e-mobility’ bedrijf Proov, ‘inmiddels halen we met een minuut opladen ongeveer 1,5 kilometer met een 12 meter bus, al hangt dat wel van het gewicht van de bus af.’ Volgens Zorge is het systeem erg gebruiksvriendelijk en relatief goedkoop. Bovendien heeft het als voordeel dat de ontwikkelde IPT volledig onzichtbaar in de weg is verzonken. Proov, een spin-off van Prorail, won onlangs de publieksprijs van de E-Mobility Award voor het beste elektrische bedrijfsconcept met draadloze oplaadplaatsen voor elektrische bussen.
Een alternatieve techniek zou het verwisselen van accu’s kunnen zijn, zoals dat momenteel gebeurt bij een aantal elektrisch aangedreven taxi’s op Schiphol. Op een centrale standplaats vervangt een robot bij de elektrische voertuigen de lege accu door een vol exemplaar. Het project bij Schiphol is een initiatief van het Amerikaans-Israëlisch bedrijf Better Place. Voor deze techniek zou echter ongeveer 30% meer batterijen benodigd zijn in verband met het opladen in het wisselstation. Het verwisselen van accu’s is overigens ook al eens toegepast bij bussen, zoals vanaf 2006 in Rotterdam bij de relatief kleine BredaMenarinibus
ZEUS (Zero Emission Urban System) elektrische bus van de firma Spijkstaal, maar daar gebeurt het verwisselen van de accu’s handmatig.
GPS gestuurd
De elektrische bus lijkt sinds enkele jaren een voorzichtige plaats te veroveren binnen het stedelijk openbaar vervoer. Behalve de elektrische trolleybussen, die in 1949 voor het eerst in de stad Groningen en in Arnhem gingen rijden, was Dordrecht een van de eerste steden die 15 jaar geleden met een elektrisch aangedreven bus in het openbaar vervoer ervaring opdeed. ‘Het grote voordeel van het rijden met elektrische bussen op de korte termijn is dat de luchtkwaliteit verbetert, omdat er geen sprake is van uitlaatgassen,’ vertelt Richard Smokers, adviseur duurzame mobiliteit van TNO, ‘dit geldt zowel voor elektrische accubussen als voor waterstofbussen. Op de lange termijn bieden ook beide typen bussen de mogelijkheid om volledig op duurzame energie te rijden.’
Een voorbeeld van een recente toepassing van rijden met elektrische bussen is het proefproject dat in september 2010 in Rotterdam is gestart. Hier rijden gedurende twee jaar twee hybride e-Busz bussen in de dienstregeling mee. De betreffende 12-meter lange VDL bussen zijn uitgerust met een seriehybride aandrijflijn met wielnaafmotoren. De naafmotoren met een continu vermogen van twee keer 80 kW en een piekvermogen van twee keer 160 kW maken deel uit van de wielen. Door de directe aandrijving ligt de efficiëntie van de wielnaafmotor aanzienlijk hoger dan dat van bussen met een conventionele aandrijving. De energieopslag voor het elektrische deel van de hybride aandrijving bestaat uit een accupakket van 100 kWh, het opladen gebeurt ’s nachts. Dankzij de grote capaciteit van de accu’s kan de bus tot ongeveer vier uur achtereen volledig elektrisch rijden. Tijdens het proefproject tussen het Zuidplein en het Centraal Station van Rotterdam staat het onderzoek naar de actieradius van de elektrische bus centraal, dit gerelateerd aan verschillende factoren, zoals het aantal reizigers per rit, de rijeigenschappen van de chauffeur, de weeromstandigheden en de snelheid van de bus. ‘In vergelijking met een normale bus hebben we de nodige technische problemen gehad,’ verduidelijkt Hans van der Ven, directeur van stichting NEMS, de organisatie achter de e-Busz, ‘de inzetbaarheid kan nog beter, maar dat heeft vaak niet met de wielnaafmotor te maken. De gehele bus is op een volkomen andere manier ontworpen, zo hebben we 80 procent van de bewegende onderdelen omgebouwd tot elektrisch aangedreven systemen, van oliepomp tot aan de airconditioning. Deze waren vaak nog niet op de markt te krijgen. Daarbij kwamen diverse kinderziektes naar voren, maar de potentie van deze aanpak is fantastisch!’ Volgens Van der Ven maakt de bus ook dankbaar gebruik van een GPS systeem, dat automatisch regelt dat de bus op de drukke, meest vervuilde wegen in de binnenstad op elektriciteit rijdt, terwijl de op diesel gestookte hulpmotor alleen in werking treedt bij wegen buiten het centrum, waar de uitstoot aan vervuilende stoffen minder ernstige gevolgen heeft.
De eerste?
Het concept van de wielnaafmotoren is ook toegepast bij de elektrische Whisper bussen (een aangepaste versie van de Volvo 7700) die in Apeldoorn rondrijden. De bus zouden circa de helft zuiniger rijden dan een dieselbus, en veroorzaken in hun huidige vorm ook geen herrie tijdens het rijden. In 2009 gingen twee Whisper bussen met naafaandrijving rijden, maar ruim een jaar later gingen ze naar de remise vanwege enkele technische problemen. Sinds april 2012 rijden de bussen weer, nu uitgerust met een groter accupakket, schrijft het blad ZerAuto.
’s Hertogenbosch heeft behalve met de in het begin genoemde inductiebus ook al eerder kennis gemaakt met elektrisch openbaar vervoer. Busbedrijf Arriva introduceerde aan het einde van 2009 drie kleine elektrische bussen van het merk Bluekens voor een proefperiode van drie jaar. Deze BlueCoach First Electric midibussen onder de naam 220Xpress zouden volgens de folders de eerste elektrische stadsbussen van Nederland zijn, maar gezien het eerder gebruik van de elektrische bus in Dordrecht valt op deze claim wel wat af te dingen. De accu in de 26-persoons stadsbus is goed voor een maximum vermogen van 200 pk en een koppel van 650 Nm. Volledig opgeladen zorgt de accu voor een actieradius van minimaal 130 kilometer. ‘De technische inzet van de elektrische bussen heeft iedere verwachting overtroffen, menigeen beschouwt de bussen als vast onderdeel van de reguliere concessie, wat op zichzelf als compliment mag worden opgevat,’aldus Catelijne Thomassen, woordvoerster van de Provincie Noord Brabant. ‘De betrouwbaarheid van de bussen is vooralsnog geen reden af te zien van verdere inzet.’ Het grootste manco lijkt het gebrek aan passagiers te zijn, wat in december 2011 leidde tot een forse prijsdaling van de ritprijs. Volgens Thomassen hadden er in 2011 57.000 reizigers gebruik gemaakt van de bussen. Dat komt neer op een gemiddelde bezetting van 37%. ‘De proef was vooral bedoeld om het functioneren van de bussen te testen,’ stelt Thomassen. ‘Op voorhand was er geen duidelijkheid over de vervoersvraag op deze lijn door de binnenstad.’
Rijden op waterstof
Behalve met van accu’s voorziene, elektrisch aangedreven bussen zijn er ook diverse experimenten met zogeheten brandstofcelbussen. Een brandstofcelbus maakt, net zoals de accubus, gebruik van een elektrische aandrijving. Het verschil tussen beide verveoermiddelen is dat een accubus de elektriciteit in een accu meeneemt, terwijl een brandstofcelbus de benodigde elektriciteit aan boord produceert. Dit gebeurt in een brandstofcel, de benodigde brandstof is bij mobiele toepassingen meestal waterstof. Vandaar dat de brandstofcelbus ook bekend staat onder de naam waterstofbus. ‘Wat rendement betreft scoort de waterstofbus minder gunstig dan de elektrische bus.’ verduidelijkt Smokers, ‘Als je op duurzame wijze waterstof wilt maken, dan kan dat bijvoorbeeld met zonnecellen in combinatie met een elektrolyseproces. Dan is er in feite sprake van een omweg, want met de elektriciteit uit de zonnecellen maak je op deze manier eerst waterstof om daarmee vervolgens aan boord van het voertuig weer elektrische stroom te maken. In beide stappen treedt energieverlies op. Rechtstreekse toepassing van elektriciteit in een auto met accu is efficiënter. Aan de andere kant heb je bij een batterij-elektrische aandrijving het nadeel dat accu’s relatief zwaar zijn, terwijl het opladen ervan veel tijd kost.’
In november 2008 stelde staatssecretaris Huizinga (Verkeer en Waterstaat) een bedrag van 3,9 miljoen euro beschikbaar voor een praktijkproef met waterstofbussen in de gemeente Amsterdam. Twee hybride Phileas brandstofcelbussen gingen door vertraging uiteindelijk pas in de zomer van 2011 in gebruik. De proef maakt deel uit van een samenwerkingsproject met het Duitse Keulen, waar twee soortgelijke waterstofbussen gingen rijden.
Ook in de regio Arnhem rijdt een waterstofbus. Deze HyMove waterstofbus is aanvankelijk ingezet voor demonstraties en promotiedoeleinden, maar vanaf oktober 2012 gaat de bus ook meerijden in de normale dienstregeling van Connexxion. ‘We hebben onlangs nog discussie gehad over de vraag of er geen veiligheidsproblemen zouden kunnen ontstaan door de aanwezigheid van de bovenleidingen van de trolleybus.’ vertelt Theo Hendriks, voorzitter van de stichting Waterstof Onderneming Gelderland en van het HyMove-project, ‘Ook ten aanzien van de aardgasbussen, die eind 2012 zullen gaan rijden, kwamen overigens dezelfde vragen naar voren. Maar het risico is zeer beperkt, mede omdat het in de buitenlucht is, met enkele beheersmaatregelen zijn er geen problemen te verwachten.’ De HyMove bus heeft 15 kg waterstof aan boord in waterstoftanks, die op het dak liggen. Het brandstofcelsysteem laadt de batterijen op tijdens het rijden, de accu’s functioneren als range-extender. De bus kan zo’n 200 kilometer afleggen op elektriciteit uit waterstof en 40 kilometer op elektriciteit uit de opgeladen batterijen.
Net als de E-Busz uit Rotterdam is ook de HyMove bus uitgerust met wielnaafmotoren, eveneens ontwikkeld door het Arnhemse bedrijf e-Traction. Volgens Hendriks is de bus mede door de toepassing van deze efficiënte wielnaafmotoren ook internationaal gezien uniek. Maar ook de dimensionering van het brandstofcelsysteem is in zijn ogen goed doordacht. De brandstofcel levert continu elektriciteit voor het gemiddelde verbruik, de accu’s vangen de piekbelasting op. In tegenstelling tot de meeste brandstofcelbussen, die 120 tot 150 kW aan vermogen hebben, kan de HyMove bus uit de voeten met 40 kW. ‘Er zijn nog wel de nodige verbeterpunten denkbaar,’ vertelt Hendriks. ‘Het rendement van water naar elektriciteit, dat nu op 50 % ligt, zou hoger kunnen. Daarnaast zou het logischer zijn om de aanwezige hydraulische systemen, zoals het automatische parkeersysteem (APS) en de stuurbekrachtiging, te vervangen door elektrische systemen. Maar dat is toekomstmuziek.’
Onlangs konden voetballiefhebbers op zondag 2 september met de Arnhemse HyMove-bus naar de thuiswedstrijd van Vitesse tegen Feyenoord in het Gelredome stadion meerijden. Met de gezamenlijke actie willen Vitesse, Gelredome en HyMove de aandacht vestigen op het belang van milieuvriendelijk openbaar vervoer. Het HyMove-project is momenteel het grootste waterstofproject op vervoersgebied in Nederland. ‘Welke ontwikkeling het gaat winnen, elektrische bussen met accu’s of waterstofbussen, laat zich op dit moment nog moeilijk voorspellen.’ aldus Smokers, ‘Mijn stelling is dat je beter nu nog geen keuze moet maken. Wat infrastructuur betreft zijn er bijvoorbeeld nog maar zeer beperkte mogelijkheden om waterstof te tanken. Maar de techniek is wel beschikbaar en hoeft niet onoverkomelijk duur te zijn. Bij elektrisch rijden zijn we nog veel meer zoekende naar de ideale oplaadinfrastructuur. Welke techniek de beste is, verschilt misschien ook per toepassingsgebied.’
Dat de ontwikkeling rondom de elektrische bus nog niet ten einde is blijkt uit de presentaties die binnenkort op de BusTech 2012 zullen plaatsvinden. Tijdens dit tweejaarlijkse evenement rond duurzame oplossingen voor bussen, dat half november in de Haarlemmermeer zal plaatsvinden, zullen vier nieuwe elektrisch aangedreven bussen het licht zien. Het gaat om de Allmotive Coolcar, een kleine bus voor 6 tot 7 personen, een elektrische bus van Bluekens voor 30 passagiers, een 12 meter lange diesel Volvo die omgebouwd is voor elektrisch rijden en voorzien van een inductie laadsysteem, en een 12 meter lange eBus van BYD, die binnen een stedelijke omgeving een actieradius zou hebben van 250 km.
– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –
Elektrische bussen per juli 2012
Volgens gegegevens van Agentschap NL, gebaseerd op de RDW selectie, zijn er in ons land 67 elektrische bussen per eind juli 2012.
Het gaat om:
5 museum(trolley)bussen
42 trolleybussen in de dienstregeling
8 trolleybussen die te koop staan
3 elektrische bussen in ‘s-Hertogenbosc
2 hybride bussen in Rotterdam
1 elektrische shuttlebus in Rotterdam
1 Whisper in Apeldoorn
1 Phileas in Eindhoven
1 Spijkstaal Ecobus in Rotterdam
2 elektrische Phileas bussen met waterstof-range extender in Amsterdam
1 elektrische HyMove met waterstof-range extender in Arnhem
Bron: Agentschap.nl, Hymove