Regie ontbreekt nog bij opvolger dieseltrein

Elektrificatie van spoorlijnen in Nederland.

NS heeft net afscheid genomen van de laatste dieseltreinen. Tussen Zwolle en Kampen en Zwolle en Enschede rijden sinds 10 december elektrische treinen van Keolis. Maar er zijn nog genoeg spoorlijnen waar geen bovenleiding ligt. Met name in het noorden van het land, maar ook in Overijssel en Gelderland wordt nog vrolijk doorgedieseld. In het kader van het Klimaatakkoord van Parijs moeten alle zeilen bijgezet worden om de beoogde CO2-reductie te halen. En treinfabrikanten lijken nu ook voor de onderkant van de markt een antwoord te zoeken.  

Waterstof in plaats van tientallen accu’s
Zo werken ze op de grootste productielocatie van Alstom in het Duitse Salzgitter al een aantal jaar aan een waterstoftrein. Als basis nam het bedrijf een Coradia Lint; een dieselstel dat al enige jaren zijn diensten in Europa bewezen heeft. Tot enkele jaren geleden waren de stellen bijvoorbeeld te zien bij Syntus in de Achterhoek en nog altijd rijden ze tussen Almelo en Hardenberg.

In plaats van een dieselmotor is de trein uitgerust met waterstoftanks en een brandstofcel. Het tweedelige treinstel bestaat in feite uit twee volledig autonome delen met elk hun eigen waterstoftanks en brandstofcellen op het dak en accu en elektromotor onderin de trein. Door de elektrische aandrijving neemt het geluid- en rijcomfort behoorlijk toe, blijkt uit de korte testrit voor een internationaal gezelschap van journalisten. Alstom ziet de waterstoftrein vooral als een oplossing voor regionale diensten. Voor langere intercitydiensten blijven treinen met bovenleiding de beste oplossing, denkt de treinenbouwer.  

https://twitter.com/vincent313/status/928935248313901057

Met 200 liter waterstof aan boord kan de trein 800 tot 1000 kilometer maken. Met een tankbeurt onder 350 bar, met 15 tot 20 minuten qua duur vergelijkbaar met die van een dieseltrein, kan de trein weer vooruit. “Slechts een kleine accu volstaat. Zou je dezelfde actieradius alleen met accu’s willen hebben, dan heb je tientallen accu’s nodig”, aldus Wolfram Schwab, innovatiedirecteur bij Alstom. Bovendien, zo houdt Schwab voor, zijn waterstoftreinen netwerkonafhankelijk. “Als een vervoerder een concessie verliest, kan hij de treinen zonder al te veel problemen inzetten op een ander netwerk”  

https://twitter.com/vincent313/status/928923546167988224

‘Tanken kan desnoods in het centrum’
Van dat probleem zullen ze in Duitsland in ieder geval geen last hebben. De eerste veertien waterstoftreinen werden besteld door de lokale vervoersautoriteit Landesnahverkehrsgesellschaft (LNVG) Niedersachsen. Die zal ze inzetten op regionale lijnen net boven Bremen. De ontwikkeling van de treinen ging gepaard met miljoenensubsidies van een aantal deelstaten, plus nog eens de ondersteuning vanuit de Duitse bondsoverheid om het land tot dé waterstofeconomie van de wereld te maken.

Die omstandigheden hebben voor Alstom meegeholpen om zich te concentreren op waterstoftreinen, erkent Schwab. Tussen 2020 en 2021 moeten er in nog eens vier deelstaten waterstoftreinen rijden. Sleeswijk-Holstein heeft zelfs daarbij de ambitie om in 2025 helemaal af te zijn van de dieseltrein en zet daarbij zwaar in op waterstof. In andere landen, waaronder Nederland, is interesse, maar die is nog niet concreet.  

“In Hamburg kan je waterstof tanken om de hoek bij het operagebouw” 

Alstom maakt onderdeel uit van de Hydrogen Council, een verzameling van bedrijven vooral actief in de automobiel-, olie-, gas- en mijnbouwsectoren die zich sterk maken voor waterstoftoepassingen. Ook de Linde Group, een groot gasbedrijf, maakt daarvan deel uit. Dit bedrijf is verantwoordelijk voor de bouw van de waterstofinstallatie en de levering van het gas dat nu nog vooral als restproduct van chemische processen wordt afgefakkeld. De tankinstallaties moeten aan strenge veiligheidsnormen voldoen. Volgens Schwab hoeft dat geen belemmering te zijn: “In Hamburg staat een waterstoftankstation voor auto’s midden in het centrum, om de hoek bij het operagebouw. Als het daar kan, waarom op andere plekken dan niet?”  

Opladen bij stilstaan en wegrijden
Op dezelfde dag dat Alstom bekendmaakte veertien waterstoftreinen in Nedersaksen te leveren, liet Arriva weten om voor de Noordelijke lijnen met concurrent Stadler in zee te gaan. De Zwitsers (het Alpenland kent zelf overigens geen diesellijnen) geloven niet zo in waterstof. Zij zien meer toekomst in treinen met accu’s aan boord die worden opgeladen via de bovenleiding. In Nederland is die optie al in meerdere studies aan bod geweest. Bij het stilstaan en wegrijden bij de stations voedt de accu zich via een stuk bovenleiding, waarna de trein genoeg energie heeft om de volgende halte te halen. Op die manier hoeft maar een deel van het traject ‘onder de draad’ worden gebracht.  

Arriva exploiteert vrijwel alle diesellijnen in Nederland. Volgens topman Anne Hettinga is waterstof vooral toekomstmuziek. Hij ziet meer heil in de batterijtrein. Stadler ontwikkelde speciaal een nieuwe productielijn en levert de stellen onder de typenaam WINK: Wandelbarer, Innovativer, Nahverkehrs und Kurzzug.

Waterstof is met de huidige techniek wat Stadler betreft niet aan de orde. “Puur technisch gezien is waterstof een inefficiënte manier van energieoverdracht, omdat je energie moet omzetten in waterstof en later weer precies andersom”, legt Christian König, verkoopdirecteur bij Stadler uit. “Daarbij is waterstof niet per se duurzaam, omdat het ook uit chemische processen kan worden gewonnen.” König zegt dat de Zwitserse treinenbouwer contact hebben gehad met busfabrikanten. Daaruit bleek dat waterstof ook erg duur was in opslag en distributie, ‘terwijl in Nederland elektriciteit in heel het land al beschikbaar is’.

En weliswaar is er nog geen trein geschikt voor gedeeltelijke bovenleiding gebouwd, de technologie is volgens König allemaal al beproefd. “Het enige waar we nog stappen in kunnen maken is meer ervaring opdoen met het laden en weer ontladen van de batterijen om de levensduur zoveel mogelijk te verlengen.” Voor de komende jaren is dat echter nog niet nodig, want nu worden de 18 treinen (met nog eens zes in optie) nog uitgerust met een motorcompartiment met een (bio)dieselmotor; op termijn moeten die vervangen worden door units met een batterij en pantograaf. Maar wanneer, dat is de vraag. De infrastructuur ligt er immers nog niet.  

Forse infra-investeringen
Want of het nu waterstof- of batterijtreinen worden: er moet fors geïnvesteerd worden in die infrastructuur. Hetzij in waterstofstations, hetzij in (partiële) bovenleiding met de bijbehorende stroomvoorzieningen. ProRail-topman Pier Eringa liet onlangs weten zo snel mogelijk van de dieseltrein af te willen, maar de spoorbeheerder heeft voor geen van beide opties nog concrete plannen. “Wij zijn hierin niet de leidende partij”, klinkt het vanuit de Inktpot in Utrecht. De spoorbeheerder wil nog niet voorsorteren op een technologie en vindt dat de regio’s aan zet zijn. “We staan in ieder geval open voor alle plannen.”  

ProRail en ministerie nemen geen initiatief 

Proef met waterstoftrein
Een van die plannen is in ieder geval een proef van 1 tot en met 14 juli komend jaar. Met een waterstoftrein; al ziet Arriva die techniek voorlopig niet zitten. De proef is officieel een initiatief van de provincie Friesland (Leeuwarden is komend jaar Culturele Hoofdstad van Europa en organiseert dan de Fossielvrije Weken), maar de drijvende kracht erachter is Groningen, die zich graag wil afficheren als waterstofeconomie. De provincie heeft een grote productielocatie van chemiereus Akzo op haar grondgebied die waterstof als restproduct heeft. Daarbij kan het aardgasnetwerk geschikt gemaakt worden voor waterstof.

De proef past dus in een bredere agenda, aldus de Groningse gedeputeerde Fleur Gräper (D66). “Ook wij willen af van de dieseltrein”, zegt Gräper. “Maar bovenleiding is duur en het zet de ontwikkeling 50 tot 60 jaar stil. Daarbij is het een techniek van 100 jaar oud.” Het noordelijke spoornet compleet elektrificeren zou 600 miljoen euro kosten, tegenover een investering van 300 tot 400 miljoen euro voor rijden op waterstof, rekent ze voor. “Gedeeltelijke bovenleiding kost weliswaar minder dan 600 miljoen, maar hoeveel het precies is, moeten we nog onderzoeken.” Bovendien, zegt Gräper, zou meer batterijtreinen en -bussen ook betekenen dat de elektriciteit gedistribueerd moet worden via extra 380 kV-hoogspanningsmasten, met alle horizonvervuiling van dien. 

Miljoeneninvestering
Arriva heeft daar intussen geen boodschap aan en laat bij Stadler 18 nieuwe treinen bouwen. De WINK lijkt in uiterlijk op de FIRT die Arriva (en ook NS) al op het Nederlandse spoor hebben rijden, maar verschillen technisch. Niet alleen de aandrijving, maar ook de andere onderdelen om de trein te laten rijden, bouwt Stadler in een aparte module, zodat een overgang naar een nieuwe (lees: duurzamere) aandrijflijn makkelijk moet zijn. Dat ombouwen blijft echter een miljoenenoperatie voor Arriva, helemaal omdat de vervoerder de ambitie heeft om de bestaande treinen ook om te bouwen. 

Wat Arriva-directeur Anne Hettinga betreft nemen de vervoerders het voortouw als het gaat om de verduurzaming van lijnen zonder bovenleiding. En volgens Hettinga is het antwoord daarop op dit moment partiële bovenleiding: “Dat is de meest efficiënte oplossing.” Waterstof sluit Hettinga niet uit en hij doet dan ook graag mee aan de proef met de waterstoftrein. Innoveren moet immers. “Maar met de aanschaf van deze batterijtreinen geven wij wel een heel sterk signaal af dat we concreet voor zero emissie gaan. Dat vind ik heel wezenlijk.” 

Om het geld hoeft Hettinga het niet te doen. Er bestaat geen plicht om al in deze concessie uitstootvrij te gaan rijden. Wel heeft Arriva met de provincie afgesproken dat er tot 3 miljoen euro in een speciaal ontwikkelfonds wordt gestoken, mocht de vervoerder het niet gaan doen. “Maar dat was een idee uit onze koker”, aldus Hettinga. “We beboeten dan eigenlijk onszelf.” Die 3 miljoen staat echter in geen verhouding met het bedrag dat met de ombouw genoemd is - hoeveel dat precies is wil Hettinga niet zeggen. “Als je het heel eng vanuit financieel oogpunt bekijkt, is niet ombouwen het voordeligst. Maar dat wil ik niet roepen. We hebben met z’n allen een duurzaamheidsopgave.” Volgens Hettinga kunnen in 2023 alle treinen geschikt gemaakt zijn voor gedeeltelijk rijden onder de bovenleiding. 

Nu kiezen is een gok
Dat Arriva nu wel voorsorteert op batterijtreinen, is volgens Gräper volledig aan Arriva: “Ze wisten en ze weten dat de infrastructuur er nog niet voor ligt.” De vervoerder neemt volgens haar dus, kortom, een gok in een nog erg jonge markt waar geen enkele partij een product klaar heeft. “De ontwikkeling voor dit soort treinen staat echt nog in de kinderschoenen. Wat dat betreft is waterstof het verste in de ontwikkeling.” Gräper kijkt met een schuin oog naar het ministerie van IenW naar de regierol. “Die is voor ons misschien iets te groot als provincie, maar we hebben wel een heel groot belang. Daarbij zijn we weliswaar niet de enige, maar wel de provincie met het grootste netwerk zonder bovenleiding.” Maar vanuit Den Haag blijft het stil. “Vanuit ons geen overkoepelende rol”, aldus het ministerie. 

“Je moet niet willen dat je straks in Buitenpost moet overstappen”  

Een lijn trekken is nodig
En Friesland? Dat zit intussen weer net op een wat ander spoor dan oosterbuur Groningen. Net als Arriva ziet gedeputeerde Johannes Kramer (FNP) meer heil in bovenleiding. “Als ik me helemaal geen zorgen hoefde te maken over het geld, zou ik zeggen: elektrificeer al het spoor. Het Rijk heeft zich gecommitteerd aan het Klimaatakkoord van Parijs, dus we verwachten ook dat het Rijk met financiering over de brug komt. Het spoor is immers van het Rijk.”

Maar Kramer ziet wel in dat volledige elektrificatie geen haalbare kaart is. “Dat dit geen topprioriteit heeft bij het Rijk, snappen wij ook wel met alle knelpunten in de Randstad. Maar duurzaamheid kan ook in de regio.” Wat Kramer betreft is gedeeltelijke elektrificatie daarom de meest haalbare kandidaat. “Dat is nu mogelijk, waterstof moet allemaal nog. Wellicht dat het na 2035 interessant is, maar nu nog niet.”

Hij heeft begrip voor de opvattingen die in Groningen leven, maar één lijn trekken is uiteindelijk wel nodig, erkent hij. “Anders krijgen we straks nog de situatie dat je met een elektrische trein vanuit Leeuwarden moet overstappen in Buitenpost op een waterstoftrein naar Groningen. Dat moeten we natuurlijk ook niet willen.” 

Terug van weggeweest
Nieuw zijn elektrische treinen zonder bovenleiding niet. Met name in Duitsland werden dit type treinen al sinds begin twintigste eeuw ingezet. Zo waren accutreinen in Nederland in de jaren 80 te zien op de grensbaanvakken tussen Gronau en Enschede en Aken en Maastricht. De eendelige treintjes - meer een soort railbus - hadden een bereik van ongeveer 500 kilometer. De accu’s waren gemaakt van lood; een giftige stof en dus niet zonder risico. In 1995 verdwenen de laatste accutreinen van het Duitse spoor. 

Wat doen de andere fabrikanten?
Ook andere bouwers kijken naar zero-emissietreinen. In Groot-Brittannië, waar nog relatief veel diesellijnen zijn, wordt op bescheiden schaal geëxperimenteerd. Het Britse bedrijf Vivarail is bezig met de ontwikkeling van een batterijtrein op basis van oude Londense metrostellen. In juli kreeg het bedrijf een Britse innovatiesubsidie.

Ook Bombardier testte in 2014 tijdelijk een accutrein rond Derby. De toenmalige stadsregio Arnhem-Nijmegen haakte aan bij die proef om te kijken of het een optie zou kunnen zijn voor de spoorlijn Arnhem - Tiel en Arnhem - Winterswijk. Met de resultaten is verder niets concreets gedaan.

Vorig jaar kreeg Bombardrier op Innotrans van de Duitse regering 4 miljoen euro subsidie om een Talent-3-trein met het door Bombardier ontwikkelde Primove-batterijsysteem uit te rusten. Deze is geschikt voor zowel partiële bovenleiding als inductieladen en zou in 2019 in de Duitse deelstaat Baden-Württemberg moeten gaan proefrijden.

In het noorden van Japan rijdt sinds dit voorjaar een batterijtrein van Hitachi in reizigersdienst. Op de geëlektrificeerde hoofdlijn laadt deze de batterij op. Op de ruim 26 kilometer lange zijlijn zonder bovenleiding rijdt de trein op batterij verder.  

Waterstoftreinen worden sinds 2003 met name in Japan en China op kleine schaal getest. In de Chinese stad Qingdao rijdt sinds 2016 een tram met een brandstofcel.