• Johnny

Zero-Emission Trucks: Gewicht

Bijgewerkt op: 9 sep. 2021

Zero-Emission Trucks zijn fantastisch. Ze zijn veel stiller, ze zijn veel krachtiger en ze zijn veel zuiniger dan dieseltrucks. Waarom zien we dan nog niet veel Z.E. Trucks op de weg?


Naast de aanschafprijs is het eigengewicht ook een uitdaging. Toch?!


Laten we het uitzoeken. Ik neem je mee.


De ouderwetse diesel

Of vertrouwde diesel zo u wilt. Laten we een 4x2 trekker nemen. Het eigengewicht van een 4x2 diesel aangedreven trekker is ongeveer 8.000kg (waarvan 1.000kg voor diesel en tank). Deze trekker heeft 850 liter diesel aan het chassis hangen en heeft bij een verbruik van 25l/100km een actieradius van 3.400km op één tank. So far, so good.


Het gaat gebeuren

Stel, om wat voor reden dan ook, je mag een zero emission truck gaan rijden. Dan hebben we de keuze uit batterij-elektrisch en uit waterstof-elektrisch. De actieradius is afhankelijk van de energie die we aan boord kunnen meenemen. Laten we voor het gemak zeggen dat je 500km per dag wilt kunnen rijden (500km * 260werkdagen = 130.000km per jaar).


Batterij-elektrisch

Daarvoor zijn we bij een batterij elektrische truck ongeveer 675kWh aan batterijcapaciteit voor nodig. Kunnen we al trucks krijgen met zulke grote accupakketten? Jazeker. Futuricum uit Zwitserland levert batterij-elektrische trucks met grote accupakketten. Wat wil het toeval, hun grootste batterijpakket is 680kWh groot. (LINK) Futuricum is ook zo vrij geweest om het gewicht van deze batterij erbij te plaatsen: 4.540kg. Of anders gezegd: 4.540kg / 680kWh = 6,7kg/kWh. = 150Wh/kg. Als we dat met een Tesla batterij-pack vergelijken, is dat niet eens zo slecht. Tesla haalt bij haar Model 3 een 159Wh/kg. (LINK)


Gewicht: diesel onderdelen eruit, elektrisch onderdelen erin

Als we een truck met een elektrische aandrijflijn vergelijken met een diesel op gewicht, zijn er een aantal componenten die we kunnen verwijderen. Ook moeten we een aantal componenten toevoegen. Daaruit komt de volgende berekening om het gewicht te bepalen.

We kunnen verwijderen:

- Diesel motor: 1.000kg

- Versnellingsbak: 400kg

- Diesel + tanks: 1.000kg

- Aandrijfassen (cardan- en steekassen + differentieel): 500kg

- Uitlaat en EAS systeem: 200kg

Dat komt neer op een gewichtsbesparing van 3.100kg.

Maar we moeten natuurlijk ook elektrische componenten terug plaatsen:

+ Elektrische aandrijving: 300kg

+ Elektronica overig: 100kg

Dat komt neer op een gewichtstoename van 400kg.


Als we die twee combineren, dan komen we dus uit op een gewichtsbesparing van 2.700kg voor een truck met een elektrische aandrijflijn excl. batterij.



Bovenstaande afbeelding is een voorbeeld van een Tesla Semi. Ter illustratie.


Gevolgen voor laadvermogen

Terug naar die batterij-elektrische vrachtwagen met 500km actieradius. Nu we weten wat de batterij weegt 4.540kg en we weten wat de gewichtsbesparing van een elektrisch aangedreven vrachtwagen is. Kunnen we het totaal uitrekenen. (8.000kg - 2.700kg) + 4.540kg = 9.840kg.

Ten opzicht van een diesel een gewichtstoenamen van 1.840kg, of beter gezegd, een laadcapaciteitsverlies van 1.840kg.

Een actieradius van 500km en een laadcapaciteitsverlies van +/- 2 ton. Daar zouden best wat bedrijven uit de voeten kunnen denk ik.


Nijenhuis Truck Solutions helpt bedrijven bij het maken van de overstap naar zero-emission trucks om de concurrentiepositie te versterken en tegelijkertijd een bijdrage te leveren aan de verduurzaming van het wegtransport. 

Nijenhuis Truck Solutions kan voor jou verzorgen: 

Masterclasses – Op maat gemaakte kennissessie voor het hele bedrijf.
Strategisch Consultancy -  Aan de hand van belangen en een visie, het opstellen van een plan met daarin middelen en competenties. 
Interim Expert Support – Implementatie van transitieplannen.
Expert Spreker – Spreker op inspiratiesessies, beurzen en online events. 

Waterstof elektrisch

En hoe zit dat dan met waterstof? Om diezelfde dag te kunnen voldoen, zijn we ongeveer 30kg waterstof nodig. Hoe komen we dan uit qua gewicht? Hyzon is op dit moment de enige leverancier van waterstof aangedreven trekkers. Zij maken nu nog gebruik van een Traxon 12 bak, maar ik heb zo maar eens het gevoel dat dat binnenkort zou kunnen veranderen. Laten we voor het gemak dezelfde gewichtsbesparing voor de aandrijflijn als de batterij-elektrische truck aanhouden: 2.700kg excl waterstof/bufferbatterij. Dus zonder versnellingsbak.

Een Hyzon 4x2 trekker is inclusief Traxon versnellingsbak, aandrijfassen, elektrische aandrijflijn, waterstoftanks en brandstofcel ongeveer 1.250kg zwaarder dan een gewone dieselvrachtwagen. Dat is ook inclusief 140kWh aan batterijbuffer. Wanneer we de aandrijflijn optimaliseren en de traditionele versnellingsbak en de aandrijfassen verwijderen, gaat daar 400kg (versnellingsbak) en 500kg (aandrijfassen) vanaf.

Een geoptimaliseerde waterstoftruck met een actieradius weegt dus: (8.000kg + 1.250kg) - 900kg = 8.350kg.

Met andere woorden een laadvermogenverlies van 350kg bij een actieradius van 500km. Heel acceptabel toch?


Te verwachten technische ontwikkeling

Maar de ontwikkelingen staan niet stil. Wereldwijd zijn de experts het er over eens dat het gewicht van batterijen de aankomende 10 jaar nog minimaal gaat halveren.

Dat heeft zowel gevolgen voor de batterij-elektrische truck, als voor de waterstof-elektrische truck.

Diezelfde batterij van 680kWh weegt nu nog 4.540kg bij 7kg/kWh. Als het gewicht per kWh halveert, komt dat neer op 3,5kg/kWh. Dan is weegt diezelfde batterij 'ineens' 2.380kg. En dat betekent weer dat een batterij elektrische truck ineens lichter is dan een dieseltruck. Geen laadvermogenverlies, maar laadvermogen winst! Reken maar mee: (8.000kg - 2.700kg) + 2.380kg = 7.680kg. Een winst van 320kg!


Heeft die ontwikkeling dan ook invloed op een waterstof aangedreven vrachtwagen? Jazeker. Weten we nog dat een waterstoftruck op dit moment een 140kWh bufferbatterij aan boord heeft? De truck gebruikt die batterijcapaciteit om remenergie op te slaan en bij te springen zodra de motor teveel energievraag heeft voor de brandstofcel alleen. Ook die batterij wordt lichter. Weegt die anno 2021 nog 140kWh * 7kg = 980kg. Zal die over tien jaar 140kWh * 3,5kg = 490kg wegen.

Maar het wordt nog beter. Omdat we steeds meer leren over het afregelen van de truck, kunnen we ook met een batterijpakket af dat de helft zo groot is. Mercedes-Benz laat zien dat ze in haar GenH2 truck een 70kWh bufferbatterij gebruiken (LINK). Die weegt tegen die tijd maar 70kWh * 3,5kg = 245kg.

Dus geen 980kg batterijbuffer, maar 245kg aan batterijbuffer. Dat is een verschil van 735kg. Dat betekent dat we ook bij een waterstoftruck laadvermogenwinst gaan boeken. Reken maar mee:

8.350kg als eigen gewicht voor een waterstoftruck anno nu, minus 735kg = 7.615kg, een winst van 385kg aan laadvermogen!


Binnen tien jaar alle trucks zero-emission?

Voor een inzet met een maximale actieradius van 500km per dag is het dus goed mogelijk dat binnen 10 jaar een zero-emission truck de beste oplossing is als we kijken naar maximaal laadvermogen.


Toegestane GVW voor zero-emission trucks hoger

In Europa is het maximale GCW 40 ton voor grensoverschrijdend transport. Binnen de Benelux ligt die grens op 44 ton. Binnen Nederland mogen we met maximaal 50 ton de weg op. Voor zero-emission trucks is een Europese regel opgenomen die ervoor zorgt dat de norm van 40 ton wordt opgerekt naar 42 ton voor zero-emission voertuigen. In de Benelux is de norm van 44 naar 46 ton verruimd. De 50 tons norm blijft wel van kracht. Dat betekent dat je dus voor het internationale transport, 2 ton compensatie krijgt voor het feit dat je zero-emission rijdt. (LINK) Deze regel is ingevoerd om de ingroei van zero-emission trucks te stimuleren.


Op- en aanmerkingen

Natuurlijk zijn er nog behoorlijk wat aantekening te maken op bovenstaande calculatie. Zo zal de ontwikkeling van dieseltrucks ook niet stil staan. Wellicht komt dat ten goede van het gewicht, maar wellicht ook ten nadele. Denk aan de invoering van EURO 7 die weer een complexere (en wellicht zwaardere) EAS met zich mee gaat brengen. Ook wat betreft actieradius van de BET en FCET zijn zaken af te dingen. Ontwikkeling van energie-efficiëntie (wen maar aan de term) zal doorzetten. Rekenen we nu nog doorgaans met 1,6kWh per km. Het is zeer waarschijnlijk dat dat richting de 1,25kWh tot 1,0kWh per km zal ontwikkelen (LINK). Dat betekent dat we weer met kleinere, en dus lichtere accupakketten kunnen rijden. Ook is het niet onwaarschijnlijk dat de waterstoftechniek doorontwikkeld naar 700bar opslag en nog efficiëntere brandstofcellen de actieradius verbeteren. Ook dat komt weer ten goede van de inzet van die trucks.


Meer weten?

Wil jij nou meer weten over de mogelijke inzet van BET of FCET trucks binnen jouw bedrijf? Bijvoorbeeld omdat je opdrachtgevers het van je verwachten, of je met je truck in een zero-emission zone (LINK) komt? Twijfel dan niet om contact op te nemen met Nijenhuis Truck Solutions. Dan help ik jou om je zero-emisson truck uitdagingen op te lossen! Het is leuker dan je denkt!



307 weergaven0 opmerkingen