De toekomst van de bus is elektrisch

Hamburg, de grootste markt voor busvervoer in Duitsland, wil vanaf 2020 alleen nog emissievrije bussen aanschaffen. In Nederland streeft het platform Zero Emissie busvervoer hetzelfde na vanaf 2025. GVB wil met elektrische bussen gaan rijden. En in recente aanbestedingen speelt de transitie naar lokaal emissieloos busvervoer een nadrukkelijke rol. Ondertussen rijden op Schiermonnikoog en Schiphol al elektrische bussen van het Chinese BYD. Maar ook andere fabrikanten maken werk van de elektrische bus.

Dieselbussen worden steeds schoner. Bussen die rijden op groengas zijn over de hele keten klimaatneutraal. Waarom dan toch elektrisch rijden? Elektrisch rijden kent geen lokale emissies, is stil en tot wel 60 procent zuiniger dan Euro-6 dieselbussen. De uitstoot- en klimaatrichtlijnen worden vanaf 2020 verder aangescherpt waardoor toepassing van verbrandingsmotoren moeilijk wordt. Elektrische aandrijving biedt de oplossing. Daarmee kan het ov bijdragen aan de klimaatambities en aan een betere luchtkwaliteit in de steden. En door de stillere aandrijving blijft de geluidshinder voor omwonenden beperkt.

Onderweg opladen
Elektrische aandrijving van een bus is op zichzelf geen probleem. De trolleybus is het oudste voorbeeld. De vraag is vooral waar de elektriciteit voor de aandrijving vandaan moet komen. Hierover bestaan verschillende geloofsrichtingen, de eigen techniek is uiteraard de beste. Batterijen in combinatie met onderweg opladen lijkt op dit moment de meest kansrijke methode. Je hoeft dan een minder groot gewicht aan batterijen mee te slepen. Het batterijpakket kan kleiner en goedkoper. De actieradius neemt bovendien aanzienlijk toe door het tussentijds opladen.

Ook de hybride techniek zal de komende jaren aantrekkelijker worden. Bij hoge brandstofprijzen verdient de duurdere bus zichzelf terug. Volvo levert voor stadsvervoer alleen nog maar hybride bussen. Het bedrijf maakt de vergelijking met de veiligheidsgordel die Volvo standaard leverde toen dat nog niet verplicht was. Volvo heeft recent een samenwerkingsovereenkomst gesloten met Siemens waarbij Siemens laadfaciliteiten levert en Volvo elektrische bussen (foto links). Doel is tevens om te komen tot een standaard voor laadinfrastructuur.

Ook het Poolse Solaris gelooft dat de toekomst ligt in elektrisch vervoer. Solaris heeft een productielijn opgezet voor elektrische bussen. VDL heeft een proefproject in Keulen. Van Hool bouwde de hybride Mettis en diverse trolleys. Ondertussen bouwen de Chinezen grote aantallen elektrische batterijbussen. BYD beweert dat het voor de Chinese markt maar liefst 30.000 bussen gaat leveren. De vraag is of het zover komt. De Chinese overheid zou meer willen inzetten op trolleybussen die onderweg worden opgeladen, omdat de totale kosten en actieradius van de batterijbussen zouden tegenvallen.

MAN en Mercedes hebben hybride bussen, maar bouwen geen trolleys of batterijbussen. En ook de gespecialiseerde bouwers van trolleybussen zoals Solaris, Van Hool, Skoda en Hess zijn aan de slag om nieuwe concepten te bedenken. Vossloh Kiepe, leverancier van elektrische systemen aan de busleveranciers, biedt tal van technische mogelijkheden aan. En dan zijn er nog innovatieve bedrijven in Nederland zoals Proov, dat draadloze e-mobiliteit aanbiedt, en Go! Groen ov dat met elektrische voertuigen wil inschrijven op concessies. De ontwikkeling gaat nadrukkelijk richting elektrische aandrijving. Naast de kwaliteit en capaciteit van de batterijen is de belangrijkste vraag hierbij: hoe kunnen we het opladen organiseren?

Oplaadtechnieken
Er zijn verschillende oplaadmogelijkheden voor elektrisch aangedreven bussen, van vrijwel continu laden tot eenmaal per dag:

• via de verbrandingsmotor (hybride of brandstofcel)
• via de bovenleiding (trolley) of gedeeltelijke bovenleiding (trolley-batterijbus)
• via een mechanisch contact met een oplaadpunt op halte of eindpunt (batterijbus)
• via een inductief laadpunt op halte of eindpunt
• via een stekker of mechanisch contact in de stalling

Goed management van het laadproces is in alle gevallen cruciaal.

Hybride of brandstofcel
De plug-in hybrides zijn gemakkelijk inzetbare bussen waarmee je elektrisch kunt rijden. Dit concept biedt een goede overgangsoplossing naar 100 procent elektrisch rijden. Bij hogere brandstofprijzen zijn de meerkosten snel terugverdiend. Gelet op de investeringen en de kosten van waterstof is de verwachting dat de brandstofcelbus te kostbaar blijft om te kunnen doorbreken.

Trolley-batterijbus
De trolleybus kent een lange levensduur (20 tot 25 jaar) en is daardoor duurzaam, maar vergt overal bovenleiding. De trolley-batterijbus biedt in principe een bedrijfszekere oplossing waarbij slechts op een beperkt deel van de route bovenleiding nodig is. De bus laadt daar tijdens het rijden op en rijdt de rest van het traject op batterijen. Het automatisch aan- en afkoppelen van stroomafnemers bij trolleys is in ontwikkeling. Dit maakt inpassing van de bovenleiding makkelijker en veel goedkoper.

De visuele impact van de trolleybovenleiding is beperkt. Huissense straat, Arnhem. Foto Herman Wilmer.

Toch is er veel ‘mentale’ weerstand tegen aanleg van bovenleiding, hoewel de visuele impact meestal geringer is dan gevreesd. Bovendien is aanleg van nieuwe infrastructuur in de openbare ruimte een taak van de overheid. Dat maakt de implementatie lastiger. De trolley-batterijbus biedt de mogelijkheid om een metro-achtig busnetwerk te ontwikkelen van hoge kwaliteit in steden als Arnhem/Nijmegen, Eindhoven, Utrecht, Groningen, Almere en Amsterdam.

Batterijbus
De batterijbus krijgt een steeds grotere actieradius. 150 tot 200 kilometer is haalbaar als je accepteert dat er 15 tot 20 passagiers minder mee kunnen. Het meeslepen van (zware) batterijen vergroot ook het energieverbruik en maakt de bus duurder. De BYD-batterijbussen op Schiermonnikoog rijden betrekkelijk korte routes en hoeven onderweg niet te worden opgeladen. Het gebruik van een batterijbus vergt een goede afstemming van voertuig met ritplanning. Een batterijbus kan niet zomaar op elke omloop rijden. Kou of hitte zijn bepalend voor de actieradius. Verwarming en koeling verbruiken net zoveel stroom als nodig is om te rijden.

In Hamburg is ongeveer 70 procent van de omlopen niet langer is dan zo’n 160 kilometer. Volgens Go! Groen ov zijn de omlopen in Nederland langer, zeker buiten de steden waar de gemiddelde snelheid hoger ligt. Maximaal de helft van de omlopen is geschikt voor batterijbussen, zonder opladen onderweg.

’s Nacht opladen
’s Nachts opladen van een grote hoeveelheid bussen op één locatie vergt een forse investering door de grote hoeveelheid stroom die geleverd moet worden. Het is reëel die investering over meerdere concessies af te schrijven. In de stalling ligt laden via een vast contact het meest voor de hand als de bus niet onderweg wordt bijgeladen. Opbrid heeft oplaadinfrastructuur voor een stalling ontworpen waarbij de bus automatisch via een vast contact wordt opgeladen. Een kabel naar elke bus is ook niet echt handig als je veel bussen tegelijk moet laden.

Conductief opladen
Veel deskundigen zien een batterijbus die onderweg kan worden opgeladen als de ideale optie: de bus blijft zo lichter en goedkoper. De investering verschuift dan van de batterijen naar de oplaadfaciliteiten op de busroute. Hamburg (foto rechts) en verschillende plaatsen in Zweden experimenteren met conductief bijladen via een stroomafnemer op de bus of op de laadpaal.

Inductief opladen
Een andere optie is contactloos opladen via inductie. In Utrecht rijdt Qbuzz met enkele elektrische Optares die na elk rondje via inductie worden bijgeladen (foto links) met techniek van Proov. Dezelfde techniek wordt gebruikt bij de Volvo-inductiebus in ’s-Hertogenbosch. Met inductief laden is al veel ervaring opgedaan, vooral in industriële toepassingen.
De andere oplaadmethodes – via laadpalen en het automatisch aan- en afkoppelen van stroomafnemers bij trolleys – zijn nog niet uitontwikkeld. Ze worden wel op diverse plaatsen in de praktijk beproefd.

De ontwikkeling naar elektrische aandrijving gaat hard, maar er zijn zeker ook nog vragen die in de praktijk moeten worden beantwoord. Hoe houdt de batterij zich? Functioneert het automatisch opladen? Is de techniek voldoende betrouwbaar? Immers, de meeste concessies kennen hoge boetes bij rituitval. En hoe staat het met de life-cycle costs? Het is goed ervaring op te doen in de dagelijkse exploitatie. Grootschalige implementatie van elektrische bustechniek is nog steeds risicovol.

Standaardisatie van laadfaciliteiten is in de toekomst nodig zodat concessiehouders dezelfde laadinfrastructuur kunnen gebruiken. Elektrisch aangedreven bussen kunnen lang mee. Daarom is het wenselijk afspraken te maken over bussen en laadinfrastructuur die langer meegaan dan de concessie duurt. Wat de levensduur is van de batterijen zal de toekomst uitwijzen.

Hoe nu verder?
Het ov moet zelf actief worden bij het introduceren van elektrisch vervoer om de voorsprong op gebied van duurzaamheid niet te verliezen. De markt heeft hiervoor producten beschikbaar en er lopen voldoende proefprojecten. Daarmee kan een begin met de energietransitie worden gemaakt. De beste kansen voor kleinere vervoerstromen liggen vooralsnog in een combinatie van plug-in hybride bussen en batterijbussen met inductief laden onderweg. Dit zou een goede oplossing kunnen zijn voor bijvoorbeeld relatief laagfrequent stadsvervoer.

Voor grotere vervoerstromen op hov-assen zou de voorkeur moeten uitgaan naar opladen tijdens het rijden, waarbij partieel bovenleiding wordt aangebracht. Arnhem ontwikkelt dit concept in het kader van Trolley 2.0.

Het is aan de opdrachtgevers in het ov om verdere implementatie van elektrisch vervoer te ondersteunen. Ze kunnen leveranciers en vervoerders uitdagen om de juiste techniek in te zetten, maar zullen ook zelf moeten investeren in laadinfrastructuur. Wanneer die techniek eenmaal voldoet kan de overheid de laadinfrastructuur standaardiseren.

Onno Pruis (Movin vervoeradvies) is zelfstandig adviseur op het gebied van openbaar vervoer

Een ‘simpele’ trolleybovenleiding in Bergen, Noorwegen.

Foto helemaal boven: Elektrische batterijbus van BYD op Schiermonnikoog.