Als we batterij-elektrische trucks voor de lange afstand willen gaan inzetten, is er dan wel genoeg ruimte om de batterij kwijt te kunnen?
Dat is de vraag die ik probeer te beantwoorden in dit blog.
Zoals altijd begin ik met het antwoord.
Ja, dat kan. Al hangt het wel af wat je een "lange afstandstruck" vind. Met de doorontwikkeling van de batterij techniek is het heel waarschijnlijk dat het antwoord binnen een aantal jaar een volmondige JA wordt.
Want wat is een lange afstandstruck?
Bij een lange afstandstruck kunnen we ons allemaal wel iets voorstellen. Maar voor dit blog is het wel handig om de inzet even te benoemen.
De lange afstandstruck waar we het in dit blog over hebben is een 4x2 trekker met een oplegger. Deze trekker rijdt op jaarbasis ongeveer 130.000 kilometer. Dat rijdt deze truck in ongeveer 230 dagen per jaar. Gemiddeld is dat een afstand van 565 kilometer per dag.
Maar het kan natuurlijk altijd gekker. Een chauffeur mag maximaal 9 uur rijden. Zou hij (of zij) niets anders doen dan rijden, dan is het mogelijk om met een gemiddelde snelheid van 80 kilometer per uur, ongeveer 720 kilometer te rijden. Zou de chauffeur dat gedurende 230 dagen in het jaar doen, dan komt dat neer op een jaarkilometrage van 165.600.
In de praktijk ken ik niet veel voorbeelden van trucks die met een enkele chauffeur meer kilometers dan 140.000 per jaar maken.
Maar laten we eens van het meest extreme voorbeeld uitgaan: 165.600km per jaar is dus 720 km per dag.
Het verbruik
Het eerste dat we willen weten is het totaal aantal kWh batterijcapaciteit dat we nodig zijn om die 720km per dag te kunnen rijden. Een verbruik van 25 liter diesel op 100 kilometer staat ongeveer gelijk aan 1,4 kWh per kilometer.
Als alles mee zit zouden we zelfs een veel lager verbruik kunnen realiseren: 1,1kWh per km. Maar daarvan verwacht ik dat dat nog een aantal jaren gaat duren voordat het in de praktijk zo ver is.
De batterijcapaciteit
Met het verbruik per kilometer en het totaal aantal kilometers per dag, kunnen we de totale batterijcapaciteit gaan berekenen.
720km X 1,4kWh = 1.008kWh aan netto batterijcapaciteit.
Batterijen vinden het niet fijn om helemaal leeg gereden te worden. Daarom stellen fabrikanten in dat je nog ongeveer 20% extra batterijcapaciteit nodig bent.
Dus 1.008kWh (netto) X 120% = 1.210 kWh
De benodigde ruimte
Goed, we weten nu de totale batterijcapaciteit: 1.210kWh. Is er ook plek op het chassis om zo’n groot batterijpakket te plaatsen?
Laten we eens uitrekenen hoeveel ruimte er aan een chassis beschikbaar is. Ik ga uit van een volledig geïntegreerde aangedreven as. Daarmee bedoel ik een trekas waar een versnellingsbak en motor direct aan vast zit. Dus geen cardanas. Zie foto hieronder.
Dat zorgt ervoor dat de ruimte tussen de stuuras en de trekas volledig tot onze beschikking staat. Als we de batterij zo ontwerpen dat hij bijdraagt aan de draagkracht van het voertuig, dan kunnen we de chassisbalken tussen de stuur- en trekas ook laten vervallen. Dat maakt de berekening een stukje simpeler:
De hoogte van brandstoftank is ongeveer 67,5cm. Een vrachtwagen is maximaal 250cm breed, en de vrije ruimte tussen stuur- en trekas is ongeveer 225cm.
67,5 X 250 X 225cm = 3.796.875cm3 of beter gezegd: 3.795 liter.
De energiedichtheid van de batterij
De volumedichtheid van een vrachtwagenbatterij is op dit moment ongeveer 250Wh per liter. Dat maakt mijn leven makkelijk: 3.795 beschikbare liters X 0,25 kWh = 948 kWh.
Dat gaat dus niet lukken
Om 720 kilometer per dag te halen bij een verbruik van 1,4kWh per kilometer zijn we meer dan de beschikbare 948kWh aan batterijpakket nodig. Maar hoeveel range heeft deze elektrische vrachtwagen dan?
542km actieradius
Nu we de beschikbare ruimte onder het chassis kennen, kunnen we redelijk makkelijk de actieradius in de echte wereld berekenen:
948kWh X 80% (netto accucapaciteit) = 758,5kWh. Dat delen we door 1,4kWh per kilometer. Dan komen we uit op een echte actieradius van 542 km op één batterijlading.
Als we helemaal terug naar het begin van dit blog gaan, heb ik uitgerekend dat 130.000km per jaar gelijk staat aan gemiddeld 565km per dag. We kunnen dus stellen dat 130.000km per jaar goed haalbaar is een "structural battery pack" in combinatie met de batterij-techniek van vandaag de dag. (zeker als we in de pauze nog een klein beetje kunnen bijladen)
Om 720 kilometer actieradius te kunnen behalen in deze berekening, zijn we een energiedichtheid van 320wH per liter nodig. Een verbetering van 30%, dat lijkt een hele opgave. Maar onmogelijk is het zeker niet. Het Nederlandse LeydenJar Technologies denkt dat het hen gaat lukken om cellen te produceren met een energiedichtheid van 1.350Wh per liter. Als je die cellen in een batterijpakket stopt, blijft daar nog ongeveer 540Wh per liter van over. Ruim voldoende dus voor onze 720 kilometer.
Drie-assers
Bij 6x2 trekkers is de ruimte in het chassis beperkter. Maar het aandeel 6x2’en is ook een stuk minder groot. Helemaal in het 720-kilometer-op-een-dag-werk. Wat niet betekend dat het niet zou lukken. In 45 minuten pauze kun je ongeveer 200km moeten kunnen bijladen. Dan kun je dus ook met een stuk kleinere batterij af.
Het kan!
Jazeker, het volume van de batterij is geen probleem bij het samenstellen van een batterij-elektrische vrachtwagen. Rond 2025 kunnen we vrachtwagens gaan verwachten met een actieradius van +500km, maar ook elektrische vrachtwagens voor de echt lange afstand zullen aan het einde van dit decennium de weg op gaan.
Wil jij nou weten of zo'n vrachtwagen ook geschikt is voor jouw bedrijf?
Dan is het "Rekenmodel Zero-Emission Trucks" het perfecte startpunt voor jou.
In 5 getallen beantwoord ik al jouw vragen over Z.E. trucks.
Het "Rekenmodel Zero-Emission Trucks" rekent voor je uit:
1) In welk jaar van aanschaf de TCO van een elektrische truck lager is dan die van een diesel.
2) Wat het verschil is tussen een waterstof- en een batterij-elektrische vrachtwagen
3) Hoeveel laadvermogen jij over houdt.
4) Hoeveel CO2 je bespaart.
5) Hoe je nog meer marge kunt maken op Z.E. trucks
Wil jij ook zo'n doorrekening laten maken? Stuur me dan nu een berichtje via LinkedIn!