E-trucks vanuit de Rotterdamse haven...deze infrastructuur van elektriciteitskabels is geheel nieuw...

E-trucks vanuit de Rotterdamse haven

Roadmap voor elektrisch containervervoer vanuit de haven September 2019

e-Trucks vanuit de Rotterdamse haven

e-Trucks in Rotterdamse haven Opdrachtgever Havenbedrijf Rotterdam Wilhelminakade 909 3072 AP Rotterdam Opdrachtnemers EVConsult Pilotenstraat 18D 1059 CJ Amsterdam ZEnMo Schelfhout 16 2526XP Den Haag Auteurs: Ruud van Sloten Auke Hoekstra Dreas de Kerf Peter Hoogeveen Michiel Aldenkamp September 2019

e-Trucks vanuit de Rotterdamse haven 3

Samenvatting

Wegvervoer is een belangrijke manier van containertransport, maar is tegelijkertijd verantwoordelijk voor de uitstoot van veel CO2. Om de ambities op het gebied van duurzaamheid te realiseren en de concurrentiepositie van de haven te versterken zet Havenbedrijf Rotterdam in op de verduurzaming van vrachtverkeer. Eén van de meest radicale ingrepen is het overschakelen naar elektrische vrachtwagens, waarmee de tank-to-wheel CO2-emissies van een grote binnenlandse bron van broeikasgassen vanuit de haven van Rotterdam naar nul kunnen worden gereduceerd. Tevens biedt elektrificatie de potentie om via duurzame opwek ook de totale emissies (well-t0-wheel) van vrachtverkeer sterk te reduceren. Momenteel zijn er nog geen elektrische vrachtwagens beschikbaar die geschikt zijn voor zwaar containervervoer, maar door ontwikkelingen op het gebied van kosten en capaciteit van batterijen en aandrijflijnen is hier verandering in aan het komen. Reden voor het Havenbedrijf om beter inzicht te krijgen in de mogelijkheden voor e-trucks in de Rotterdamse haven.

Hiertoe heeft EVConsult samen met de TU Eindhoven en ZenMo onderzoek gedaan naar de huidige en toekomstige mogelijkheden voor elektrisch containervervoer over de weg in en vanuit de haven. Het onderzoek is gebaseerd op daadwerkelijke ritten van transporteurs, waarbij duidelijke verschillen tussen meer regionale en nationale transporteurs naar voren kwamen (zie Figuur 1).

Figuur 1. Clusters bestemmingen van een regionale transporteur (links) en een nationale transporteur (rechts)

Voor transporteurs is een overstap naar elektrische trucks alleen interessant wanneer de trucks: 1. Voldoende bereik hebben voor de dagelijkse operatie; 2. Voldoende lading kunnen vervoeren; 3. Voordeliger zijn dan diesel trucks.

In het onderzoek is daarom rekening gehouden met de beschikbaarheid en ontwikkeling van de technologie voor het bereik en gewicht van de e-trucks en met de kostenontwikkeling hiervan. Drie varianten voor de introductie van e-trucks zijn geanalyseerd:

- Overnight charging: de vrachtwagens worden enkel ’s nachts geladen en rijden overdag hun ritten zonder tussentijds laden, vergelijkbaar met de huidige operatie van diesel trucks.

- Opportunity charging: de vrachtwagens laden ’s nachts vol en rijden overdag hun ritten, waarbij ze op specifieke locaties (bijv. rustplaatsen of overslaglocaties) in korte tijd bijladen.

- Waterstof-elektrisch: een waterstof-elektrische truck tankt waterstof (op vergelijkbare wijze als diesel) om de dagelijkse ritten te kunnen rijden.

3

43.2%

15.0%

2

92.9%

Neuss

90.2%

Top 15 locaties

Clusters van grootste klanten


Ook andere varianten zijn denkbaar, zoals laden via inductie, batterij wisselen en laden met pantograaf. Vanuit de beperkte beschikbaarheid en toepassing van deze technologieën in de praktijk en (mede) daardoor relatief hoge kosten zijn deze varianten in de analyse niet meegenomen. De financiële aantrekkelijkheid van e-trucks in vergelijking met diesel trucks is onderzocht door een analyse van de totale kosten gedurende gebruik, zoals afschrijving, onderhoud en brandstofkosten. In Figuur 2 is de ontwikkeling van deze Total Cost of Ownership (TCO) voor een batterij-elektrische truck (BEV-truck) met een effectief bereik van 400 kilometer vergeleken met een waterstof-elektrische truck en een diesel truck. Om dit effectieve bereik dagelijks te garanderen is rekening gehouden met een marge van 30% accucapaciteit ter compensatie van batterijdegradatie, weersomstandigheden en onverwachte situaties. De huidige en verwachte ontwikkelingen tot en met 2030 zijn meegenomen in de vooruitzichten. Die laten zien dat, bij aanschaf in 2024, de BEV-truck goedkoper kan zijn over de gehele levensduur dan een diesel truck. Dat is het geval wanneer de elektrische truck optimaal wordt ingezet, zodat dagelijks het effectieve bereik van de truck (4ookm in dit voorbeeld) wordt benut. De waterstof-elektrische truck zal naar verwachting voor 2030 niet goedkoper worden dan de diesel variant. Hierbij is uitgegaan van ‘blauwe waterstof’1, omdat op basis van prijsontwikkelingen blijkt dat ‘groene waterstof’ tot en met 2030 naar alle waarschijnlijkheid duurder zal blijven dan blauwe waterstof.

Figuur 2. TCO-ontwikkelingen van de batterij elektrische truck (BET) met 400km bereik, brandstofcel elektrische truck (FCET) en diesel variant vrachtwagens van 2018 tot 2030. Noot: de BET en FCET worden anno 2018 nog niet grootschalig geproduceerd.

Afhankelijkheden Een break-even in TCO betekent niet automatisch een overstap naar EV. Een truck wordt pas vervangen aan het einde van zijn economische levensduur, dus zal de vervangingscyclus van diesel trucks door BEV-trucks (zonder financiële ondersteuning) op zijn vroegst op het moment van een break-even TCO beginnen. De belangrijkste factoren die de transitie naar elektrisch vrachtvervoer kunnen vertragen zijn de volgende:

1 ‘Steam reforming’ van aardgas waarbij de CO2 wordt afgevangen en opgeslagen.

€ 0

€ 200

€ 400

€ 600

€ 800

€ 1.000

€ 1.200

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

Duize

nden BET

FCET

Diesel


• Beschikbaarheid van geschikte modellen vanuit de industrie

Momenteel zijn er nog weinig fabrikanten die commercieel BEV-trucks produceren met een laadvermogen geschikt voor containertransport (DAF heeft een BEV-truck op de prijslijst sinds juni 2019 en Tesla ontwikkelt een BEV-truck). De huidige elektrische trucks rijden nog rond in pilotprojecten en hebben een beperkt bereik (tot ca. 150km) vanwege de batterijgrootte. De industrie zal dus nog grote stappen moeten maken, voordat op grote schaal BEV-trucks worden geproduceerd.

• Realisatie en inpassing van energie- en laadinfrastructuur Om de transitie mogelijk te maken is energie- en laadinfrastructuur nodig die dit ondersteund, maar deze infrastructuur van elektriciteitskabels is geheel nieuw voor de transportsector. Zo is het de vraag waar de laadinfrastructuur het beste gerealiseerd kan worden. Een vaste standplaats waar ’s nachts geladen kan worden is wenselijk, bij voorkeur op het depot van de vervoerder. Snellaadlocaties bij terminals waar containers worden opgehaald en ingeleverd of truck parkings waar chauffeurs vaak pauzeren kunnen de transitie naar batterij elektrisch vervoer versnellen. De energievraag op de beoogde laadlocaties is daarbij soms dermate groot, dat het huidige elektriciteitsnet daar niet direct geschikt voor is. Uit de praktijk met elektrische bussen blijkt dat dit haalbaar is, maar dat een gedegen analyse en voorbereiding is vereist om een betrouwbare operationele inzet te garanderen en kosten en doorlooptijden te optimaliseren.

• Sociale en psychologische factoren De transitie naar e-trucks brengt veranderingen teweeg in processen en systemen van transporteurs, zoals voor de functies van planners. Zo moet er rekening gehouden worden met het bereik van een truck bij het inplannen van een transport om optimaal gebruik te maken van de e-truck. Verandering wordt daarom vaak pas aangegaan op het moment dat de noodzaak voor verandering hoog is en niet op het eerste moment dat verandering mogelijk is. Conclusies

1. Momenteel zijn er nog geen e-trucks op de markt die voldoen aan de technische en financiële eisen van vervoerders voor zwaar containervervoer over de weg.

Anno 2019 rijden er 12 elektrische trekkers voor oplegger in Nederland, tegenover meer dan 80.000 op fossiele brandstoffen. Dit enorme verschil in schaal betekent ook dat de servicenetwerken en productievoordelen voor elektrische trucks ver achter liggen op de bestaande technologieën.

2. Batterij-elektrische trucks worden naar verwachting financieel aantrekkelijk binnen 4 tot 12 jaar, afhankelijk van batterijgrootte en optimale inzet.

De analyse van de financiële haalbaarheid van e-trucks toont aan dat binnen 4 tot 12 jaar batterij elektrische vrachtwagens voordeliger worden dan de diesel variant op basis van de verwachtte financiële en technologische ontwikkelingen. Redenen hiervoor zijn de lage operationele kosten voor


batterij elektrisch rijden, de prijsdaling en toename van accucapaciteit. Om elektrisch vrachtvervoer voor die tijd economisch rendabel te maken is financiële stimulering noodzakelijk. Naar verwachting zal binnen 4 jaar de TCO van een BEV-truck met kleiner bereik van 100 kilometer bij optimale inzet voordeliger worden dan diesel trucks en binnen 12 jaar ook BEV-trucks met een groter bereik van 900 kilometer. Vanaf dat moment is de aanschaf van een e-truck financieel aantrekkelijk. Kanttekening is dat afhankelijkheden als beschikbaarheid van geschikte modellen en laadinfrastructuur deze cyclus kunnen vertragen.

3. Batterij elektrische vrachtwagens met kleine batterijcapaciteit worden eerder rendabel, maar op lange termijn worden e-trucks met groter bereik voordeliger.

In eerste instantie zullen voornamelijk batterij elektrische trucks met klein bereik snel voordelig worden vanwege de potentie tot optimale inzet en hoge kosten voor (grotere) accupakketten. Door de prijsdaling van de accupakketten zullen op termijn (binnen 8 tot 12 jaar) e-trucks met groter bereik voordeliger worden. Deze kunnen namelijk meer kilometers op een dag maken en daardoor het operationele kostenvoordeel van elektriciteit tegenover diesel beter benutten.

4. De optimale inzet van e-trucks is afhankelijk van een meer regionale of nationale oriëntatie van een vervoerder. Afstemming van het type e-truck qua bereik op deze vervoerskarakteristieken is bepalend voor het terugverdienmoment.

Het rijden met e-trucks met een kleine batterij en het toepassen van opportunity charging is met name interessant voor regionale transporteurs, wanneer die in de operatie na elke rit genoeg bij kunnen laden voor de volgende rit. Voor meer nationaal geörienteerde vervoerders is het vrijwel altijd voordelig om de batterij elektrische vrachtwagen met het grootste bereik aan te schaffen en optimaal in te zetten. Voor regionale vervoerders is het van belang om een balans te vinden tussen trucks met meer en minder bereik zodat de voertuigen optimaal en betrouwbaar kunnen worden ingezet. Aanbevelingen De aanbevelingen die voortkomen uit dit rapport zijn gericht op allereerst het HbR en daarnaast TLN. Het HbR heeft de ambitie van een low-emissie haven met een milieubewuste insteek en kan een proeftuin bieden en samenwerking stimuleren op het gebied van innovatie en verduurzaming van het transport in het havengebied van Rotterdam. TLN speelt als branchevereniging van transporteurs en logistiek dienstverleners binnen Nederland een belangrijke rol als katalysator in de transitie.

1. HbR & TLN: Start een pilotproject samen met transporteurs om de aannames zoals geschetst in dit rapport voor de BEV-trucks de komende jaren in de praktijk te toetsen.

2. HbR: Zet nu al in op elektrificatie van lichter vrachtvervoer binnen het havengebied; 3. HbR: Onderzoek de mogelijkheid om met snellaadinfrastructuur op strategische plaatsen de

transitie naar elektrisch regionaal containervervoer te versnellen; 4. TLN: Licht transporteurs in over de mogelijkheden van elektrisch vrachtvervoer en het

verloop van de transitie. 5. HbR & TLN: Faciliteer de uitrol van laadinfrastructuur voor BEV trucks door onderzoek naar

de mogelijkheden en barrières en door samenwerking met stakeholders zoals gemeenten en netbeheerders.


Op basis van het onderzoek, de conclusies en aanbevelingen is een roadmap opgesteld met het transitiepad naar elektrisch containervervoer en bijbehorende handelingsmogelijkheden voor Havenbedrijf Rotterdam en TLN. Deze roadmap is weergegeven in Figuur 3. Daarnaast wordt voorgesteld om als vervolg op dit onderzoek de mogelijkheden en voorwaarden voor elektrisch containervervoer op de belangrijke goederencorridors vanuit Rotterdam te verkennen, waarbij niet enkel containervervoer per truck maar ook per spoor en binnenvaart wordt meegenomen. Dit past in de nationale ‘goederencorridor aanpak’ en kan in samenwerking met partners als het Ministerie van IenW, Rijkswaterstaat en provincies.

Figuur 3. Roadmap voor de transitie naar elektrisch containervervoer over de weg en handelingsmogelijkheden om de transitie te versnellen.

2020 2025 2030

Waterstof truck voor het eerst

goedkoper over levensduur dan diesel variant,

batterij-elektrisch blijft voordeliger

Ontwikkelingen vrachtvervoer

Transitie versnellende handelings-mogelijkheden

TIJDLIJN

Ontwikkelingen vrachtwagens

Introductie batterij elektrische

vrachtwagen modellen met beperkt bereik

Handelings-mogelijkhedenHavenbedrijf Rotterdam

Handelings-mogelijkhedenTLN

Voor regionale vervoerders economisch

voordelig om deel van vloot te

vervangen door BEV-trucks

Voor nationale vervoerders economisch

voordelig om bij vervanging van

vloot te kiezen voor BEV-trucks

Voor alle typen vervoerders economisch

voordelig om overgrote deel van vloot te vervangen

door BEV-trucks

Bemiddelen gepaste privileges

en financiële voordelen voor

e-trucks; inlichten van leden over

opkomst e-trucks

Verstrekken van subsidies of

vrijstelling van heffingen voor zero

emissie vrachtwagens

Start proef met lichter vervoer

binnen havengebied om techniek,

operatie en business case te testen en

evalueren

Inlichten en faciliteren van leden over mogelijkheden

BEV-trucks en realisatie van

laadinfrastructuur

Aanleg van waterstof

tankstations op centrale locaties

Batterij elektrische truck met medium

bereik (300km) voor het eerst goedkoper over levensduur bij optimale inzet dan

diesel variant.

Batterij elektrische truck met beperkt


diesel variant.

Inlichten van leden over mogelijkheden

BEV-trucks en toepassingen op

lichter vrachtvervoer

Aanleg snellaad-infrastructuur op

strategische plekken als

containerterminals en rustplaatsen




(Maasvlakte Plaza)


FCEV-trucks en toepassingen in lange afstands-

containertransport

Faciliteren aanleg energie- en

laadinfrastructuur t.b.v. BEV-trucks op depots en terminals


Inhoudsopgave

SAMENVATTING ............................................................................................................................... 3

LIJST VAN AFKORTINGEN ................................................................................................................. 9

1. INLEIDING ................................................................................................................................... 10

1.1 AANLEIDING ............................................................................................................................................. 10 1.2 DOEL EN SCOPE ........................................................................................................................................ 11 1.3 OPBOUW RAPPORT ................................................................................................................................... 12

2. AANPAK ...................................................................................................................................... 13

3. HUIDIGE SITUATIE CONTAINERVERVOER .................................................................................... 17

3.1 SELECTIE VAN TRANSPORTEURS .................................................................................................................. 17 3.2 KENMERKEN HUIDIG CONTAINERVERVOER ..................................................................................................... 18 3.3 EISEN EN WENSEN VAN VERVOERDERS MET BETREKKING TOT E-TRUCKS ............................................................. 23

4. SPECIFICATIE VAN DE ANALYSES ................................................................................................ 25

4.1 AANNAMES .............................................................................................................................................. 25 4.2 VARIANTEN ............................................................................................................................................ 28 4.3 ANALYSES ............................................................................................................................................... 30

5. ROADMAP NAAR ELEKTRISCH CONTAINERVERVOER .................................................................. 32

5.1 RESULTATEN OPERATIONELE HAALBAARHEID ................................................................................................ 32 5.2 FINANCIËLE HAALBAARHEID ........................................................................................................................ 34 5.3 MOGELIJKE INZET VAN E-TRUCKS IN DE TIJD ................................................................................................... 38 5.4 INPASSING ENERGIE- EN LAADINFRASTRUCTUUR ........................................................................................... 40 5.5 GEVOELIGHEIDSANALYSE ........................................................................................................................... 43

6. CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN .............................................................................................. 46

6.1 CONCLUSIES ........................................................................................................................................... 46 6.2 AANBEVELINGEN ..................................................................................................................................... 48

BIJLAGEN ....................................................................................................................................... 51

BIJLAGE 1. CAPACITEIT VOOR BATTERIJ OP BASIS VAN GEWICHT MONITORING ........................................................... 52 BIJLAGE 2. AANNAMES TCO ............................................................................................................................ 55 BIJLAGE 3. ONTWIKKELINGEN ......................................................................................................................... 56 BIJLAGE 4. TCO INCLUSIEF KOSTEN VAN KAPITAAL EN BELASTINGEN ..................................................................... 60 BIJLAGE 5. GEVOELIGHEIDSANALYSE ................................................................................................................. 63


Lijst van afkortingen

Afkorting Toelichting BEV Battery Electric Vehicle. CAO Collectieve arbeidsovereenkomst. CAPEX Capital expenditures. Eenmalige investeringen, zoals aanschaf. EIA Energie-investeringsaftrek. FCEV Fuel Cell Electric Vehicle. Brandstofcel elektrisch voertuig, rijdend op waterstof. GIS Geografisch Informatie Systeem. GVW Gross Vehicle Weight. Het maximum bruto voertuiggewicht, dat wil zeggen de som

van de massa van het lege voertuig en het maximum toegestaan laadvermogen. LNG Liquified Natural Gas (Vloeibaar gemaakt aardgas, brandstof met minder uitstoot

van CO2 en fijnstof dan diesel). MIA Milieu-investeringsaftrek. MRB Motorrijtuigenbelasting. O&M Operations and Maintenance (Onderhoud en reparatie). OPEX Operating expenditures. Operationele uitgaven, zoals brandstof. TKM Tonkilometer. Het equivalent van het vervoer van één ton goederen over één

kilometer. TTW Tank-to-wheel. Bij voertuigen doelt dit op de uitstoot die vrijkomt bij het

verbrandingsproces in de motor LZV Lang Zwaar Voertuig. Vrachtwagen die een groter totaalgewicht mag hebben (60

ton in plaats van 50 ton) en langer mag zijn. De normale maximale lengte is 18,75 meter (EU-richtlijn), maar een LZV mag 25,25 meter lang zijn.

TCO Total Cost of Ownership. Hierin worden alle kosten opgenomen voor het in gebruik nemen of bezitten van een product of dienst.

TLN Transport Logistiek Nederland. VAMIL Willekeurige afschrijving milieu-investeringen. W Watt. Meetkundige eenheid voor vermogen. Wh (kWh) Wattuur. Eenheid van elektrische energie. (Kilowattuur; 1.000 Wh). WTW De Well-to-Wheel benadering wordt gebruikt om aan te geven dat CO2-emissies niet

alleen vrijkomen bij het verbrandingsproces in het voertuig (wheel) maar dat vanaf de bron (well) en over de gehele keten op meerdere momenten CO2 vrijkomt.


1. Inleiding

1.1 Aanleiding De containeroverslag speelt een belangrijke rol in de haven van Rotterdam en dit zal naar verwachting de komende jaren verder toenemen. Redenen hiervoor zijn – naast economische groei – ladingverschuiving (keuze voor container i.p.v. bulk), port shift (keuze voor Rotterdam i.p.v. een andere haven) en uitbreiding van activiteiten in het havengebied Maasvlakte II2. Transport over weg is in volume verantwoordelijk voor minder dan 20% van het achterland transport vanuit de Rotterdamse haven, maar het draagt voor meer dan 40% bij aan de CO2-uitstoot3. In containervervoer wordt zelfs 47% vervoerd over de weg4, waarmee het wegvervoer een nog groter aandeel heeft in de uitstoot van containervervoer naar het achterland. Groei in containeroverslag zal een verdere toename van vervoer van containers over de weg tot gevolg hebben. Deze ontwikkeling resulteert dan ook in extra druk op de duurzaamheidsdoelstelling van Havenbedrijf Rotterdam (HbR) om in 2050 CO2-neutraal te zijn. De groeiontwikkelingen en kernambities van Havenbedrijf Rotterdam vragen om passende logistieke oplossingen om het containertransport in het havengebied te optimaliseren vanuit efficiency en duurzaamheid. Modal shift maatregelen en aanvullende maatregelen ter verhoging van de efficiency dragen bij aan de havenambities, maar zijn vooral gericht om de groei van het containervervoer over de weg in absolute aantallen niet (te veel) te laten groeien. Het slim organiseren en verduurzamen van containervervoer over de weg is daarom één van de speerpunten voor het realiseren van de kernambities van Havenbedrijf Rotterdam:

1. Een duurzame haven; 2. Een optimaal bereikbare haven; 3. Verbeteren concurrentiepositie van de haven.

Om de ambities op het gebied van duurzaamheid te realiseren en de concurrentiepositie van de haven te verbeteren zijn maatregelen gericht op het vrachtverkeer gewenst. In lijn met de duurzaamheidsdoelstelling lopen zeven ontwikkelprogramma’s waarin onder andere onderzoek gedaan wordt naar alternatieve brandstoffen. Een van de meest radicale ingrepen is het overschakelen naar elektrische vrachtwagens, waarmee één van de binnenlandse bronnen van broeikasgassen vanuit de haven van Rotterdam naar nul kan worden gereduceerd (indien groene stroom wordt gebruikt). De huidige Euro VI trucks stoten al significant minder schadelijke stoffen zoals fijnstof en stikstof uit in vergelijking met voorgaande technologieën. Elektrificatie van trucks zou deze uitstoot nog verder kunnen reduceren5 (zie Figuur 4) alsook de geluidshinder ten gevolge van vrachtverkeer verder kunnen verminderen.

2 Port of Rotterdam (2018, 15 februari). Containeroverslag motor achter groei Rotterdamse haven [Persbericht]. Geraadpleegd van https://www.portofrotterdam.com/nl/nieuws-en-persberichten/containeroverslag-motor-achter-groei-rotterdamse-haven 3 Wuppertal Institut, (2018). Deep Decarbonisation Pathways for Transport and Logistics Related to the Port of Rotterdam. Volume (Gtkm): Truck: 13,7; trein: 15,6, barge: 39,8. Emissies (Mt CO2): Truck: 0,9; trein: 0,3; barge; 1,0. 4 Port of Rotterdam Authority (2018). The Sustainable Port. 5 CE Delft (2014). Externe en infrastructuurkosten van verkeer.


Figuur 4: Relatieve uitstoot van CO2, NOx en PM tussen Euro V, Euro VI, BEV met ‘grijze’ stroom en BEV met ‘groene’ stroom (Euro V = 100%). Bron: EVConsult o.b.v. CE Delft en Natuur & Milieu. Daarnaast is een elektrische vrachtwagen gedurende de operatie goedkoper dan een vrachtwagen op diesel. Mede door de hogere efficiëntie van een elektromotor kost rijden op elektriciteit omgerekend per kilometer minder dan diesel. Ook wordt er minder onderhoud verwacht, doordat een elektromotor minder bewegende onderdelen heeft in vergelijking met een verbrandingsmotor. Momenteel zijn er nog geen elektrische vrachtwagens voor containervervoer beschikbaar, maar door ontwikkelingen op het gebied van kosten en capaciteit van batterijen en aandrijflijnen is hier verandering in aan het komen6. De verwachting is daarom dat de elektrische vrachtwagen op termijn voor vele afstanden de optimale modaliteit zal zijn. Reden voor het Havenbedrijf om beter inzicht te krijgen in de mogelijkheden voor e-trucks in de Rotterdamse haven.

1.2 Doel en scope Het doel van dit onderzoek is tweeledig:

1. De verwachte groei van e-trucks vanuit de haven inzichtelijk maken op basis van daadwerkelijke ritten.

2. Handelingsperspectief voor Havenbedrijf Rotterdam en andere stakeholders creëren om de transitie naar elektrisch containervervoer over de weg te versnellen.

Het eerste doel is om het transitiepad naar elektrisch containervervoer te schetsen. Door de vervoersstromen en eisen van transporteurs die actief zijn in het havengebied in kaart te brengen ontstaat een duidelijk beeld van waar vrachtvervoer aan moet voldoen. Dit wordt naast de huidige stand van zaken en ontwikkelingen die zich nu afspelen op het gebied van laadinfrastructuur en materieel gelegd. Deze groei en ontwikkelingen worden doorgetrokken tot 2030. Hiermee kan vervolgens bepaald worden welke ritten op welk moment geëlektrificeerd kunnen worden en welk materieel daarvoor nodig zal zijn.

6 Clevenger, S. (2018, 11 januari). Electric trucks show rapid development [Persbericht]. Geraadpleegd van https://www.ttnews.com/articles/electric-trucks-show-rapid-development

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Euro V Euro VI Elektrisch (grijs) Elektrisch (groen)

Relatieve uitstoot van brandstoffen

CO2

Nox

PM


Het tweede doel is te komen tot concrete vervolgstappen om op korte termijn trajecten of ritten te elektrificeren. Potentiele handelingsmogelijkheden zullen uiteengezet worden en aangegeven worden wat de impact en noodzaak is. Dit onderzoek richt zich op de verduurzaming van containers die per vrachtwagen vervoerd worden vanuit het Havengebied Rotterdam, zoals weergegeven in Figuur 5. Daarin zal enkel de transitie naar elektrisch containervervoer onderzocht worden, zij het waterstof elektrisch dan wel batterij elektrisch. Hierbij wordt ervan uitgegaan dat de huidige vervoersstromen niet ingrijpend zullen veranderen en worden ontwikkelingen tot 2030 in kaart gebracht. Uitstoot-reducerende maatregelen ten gunste van modal shifts of efficiëntere transportketen vallen buiten de scope van dit onderzoek.

Figuur 5. Mogelijkheden tot verduurzaming achterlandtransport en scope van dit onderzoek.

1.3 Opbouw rapport Het vervolg van dit rapport is als volgt opgebouwd:

• Hoofdstuk 2: Gedetailleerde beschrijving van de stappen die doorlopen zijn voor de aanpak van dit onderzoek.

• Hoofdstuk 3: Schets van de huidige situatie van containervervoer over de weg inclusief eisen en wensen van vervoerders ten aanzien van elektrificatie.

• Hoofdstuk 4: Specificatie van de varianten die geanalyseerd worden. In dit hoofdstuk worden ook de aannames toegelicht en de validatie van de verkregen gegevens.

• Hoofdstuk 5: Resultaten van de analyse. In dit hoofdstuk worden de operationele en financiële haalbaarheid van e-trucks gepresenteerd en ingroeimogelijkheden van e-trucks in vloten van verschillende typen vervoerders besproken.

• Hoofdstuk 6: In dit hoofdstuk worden de conclusies en aanbevelingen gepresenteerd.

MODAL SHIFT

UITSTOOT REDUCTIE

DUURZAAM CONTAINER VERVOER

SCOPE


2. Aanpak In dit hoofdstuk wordt de aanpak van het onderzoek uiteengezet. De aanpak bestaat uit vier inhoudelijke stappen, zoals schematisch weergegeven in Figuur 6:

1. Modelleren van de huidige situatie van het containervervoer vanuit de haven; 2. Analyse van de huidige situatie en eerste beeld van mogelijke transitie naar elektrisch

vervoer; 3. Specificatie, modelleren en evalueren van varianten van elektrische trucks en infrastructuur 4. Conclusies, rapportage en vervolgstappen voor transitie naar elektrisch containervervoer.

Figuur 6. Schematische weergave van aanpak voor onderzoek naar elektrificatie van containervervoer over de weg.

De aanpak per stap is hieronder in detail uitgewerkt. Stap 1. In kaart brengen huidige situatie In eerste instantie zijn de vervoersstromen in en vanuit het havengebied in kaart gebracht, alsmede de eisen die vervoerders en importeurs stellen aan containertransport. Daartoe is gesproken met vijf grote transporteurs, een verlader en een importeur. De vervoerders tezamen zijn verantwoordelijk voor een groot deel van het wegtransport in en vanuit de haven van Rotterdam. De interviews en data vanuit de verlader en importeur zijn gebruikt om een completer inzicht te krijgen in de vervoersstromen en ter verificatie van de door transporteurs geleverde data. Bij alle transporteurs, de verlader en importeur zijn data opgevraagd betreffende ritten van vervoerde containers. Van de geïnterviewde partijen waren er vier partijen, waaronder drie transporteurs, in staat om data aan te leveren over vervoerde containers en locaties. Deze gegevens zijn geanalyseerd om kenmerken van het huidige containervervoer in kaart te brengen qua lading, gewichten, rustmomenten en kosten van de huidige vloot. Bij twee vervoerders konden deze data gekoppeld worden aan individuele trucks. Deze ritgegevens zijn geanalyseerd om de afstanden te bepalen die vrachtwagens op dagelijkse basis rijden en dient als input voor het simulatiemodel waarin de ritten gesimuleerd worden zoals ze in de praktijk hebben plaatsgevonden.

1.Modellerenhuidigesituatie

containervervoerHIC

Stappen 2.Analysehuidigesituatiet.b.v.transitienaarelektrischvervoer

3.Specificatie,modellerenenevaluatievariantenelektrischcontainervervoerHIC

4.Conclusies,rapportageenvervolgstappen

ResultaatEenrealistischekopievancontainervervoerinhetHICineensimulatiemodelomvirtueelteexperimenterenmetelektrischvervoer

Beeldvanwelkerittenwanneereconomisch

rendabelelektrischkunnenwordengeredenmetwelke

laadinfrastructuur

Concreetbeeldvoorselectievanvariantenwelkeritteninwelkjaar

metwelksoortlaadinfrastructuur

elektrischkunnenworden

Overzichtelijkerapportage,beschikbaarheidvanmodel

enafsprakenmetstakeholdersovernextstepst.b.v.elektrische

vrachtwagensopdeweg

StuurgroepHbRvoorsturingvanuitopdrachtgeverKlankbordgroepmeto.a.TLNvoorinput,feedbackenvervolgstappenBetrokkenheidtransporteursvoorinput,verificatieenvervolgstappen

Proces Stuurgroep met HbR & TLN voor sturing, input, feedback en vervolgstappenBetrokkenheid transporteurs, verlader en inland terminal voor input, verificatie en vervolgstappen


Bijkomstig zijn middels de interviews de eisen en wensen van transporteurs en verladers ten aanzien van hun transport en de mogelijke transitie naar elektrisch vervoer in kaart gebracht. Resultaat van deze stap is een simulatiemodel dat de ritten van vervoerders nabootst. Bovendien bestaat na deze stap inzicht in de eisen en wensen die vervoerders en importeurs/verladers stellen aan (elektrisch) containertransport. Stap 2. Analyse huidige situatie Nadat in stap 1 een ‘digital twin’ van het containervervoer over de weg vanuit de haven van een aantal grote transporteurs is opgesteld, zijn belangrijkste bestemmingen, ritlengten en dagafstanden in kaart gebracht. Op basis hiervan zijn de verschillen en overeenkomsten tussen de transporteurs inzichtelijk geworden. Ook kan middels deze analyse een eerste inschatting worden gemaakt van de mogelijkheden voor elektrisch containervervoer over de weg. Door het simuleren van het huidige containervervoer zijn ritkarakteristieken in beeld gebracht.

- Aantal kilometers per dag/jaar; - Ritafstanden (afstanden tussen locaties waar vrachtwagens stil staan); - Aantal vervoerde volle/lege containers per rit.

Resultaten van stap 2 zijn inzichten in ritlengten, dagafstanden en vervoerde lading voor transporteurs en daarmee inzichten in het benodigde materieel voor elektrificatie van vrachtvervoer over de weg. Stap 3. Specificatie, modelleren en evaluatie van varianten Op basis van de verkregen inzichten in gereden afstanden alsmede de eisen en wensen van transporteurs, zijn relevante varianten gedefinieerd. Deze varianten zullen worden gemodelleerd om vervolgens de potentie tot elektrificatie van vrachtvervoer over de weg te evalueren. Specificatie varianten Op basis van kosten en beschikbaarheid van technologie zijn drie relevante varianten geselecteerd voor de analyse van potentie tot elektrificatie.

- Overnight charging: de vrachtwagens worden enkel ’s nachts geladen op een depot en rijden overdag hun ritten zonder tussentijds laden. Hiervoor zijn relatief grote accupakketten nodig, maar geen krachtige laders om in korte tijd op te laden.

- Opportunity charging: de vrachtwagens laden ’s nachts vol en rijden overdag hun ritten, waarbij ze op specifieke locaties (bijv. truck parkings of overslaglocaties) in korte tijd bijladen. De accupakketten zijn hierdoor kleiner dan bij enkel overnight charging, maar er zijn wel krachtige laders nodig om tussentijds bij te laden.

- Waterstof: een alternatief voor batterij-elektrisch vervoer is waterstof elektrisch vervoer. In dit geval worden geen laadlocaties gemodelleerd, maar waterstoftanklocaties. Ook worden voor de vrachtwagens de specifieke kostenaspecten van waterstofauto’s meegenomen in het model. In essentie lijkt dit verder op bestaande operatie en zal het geen effect hebben op de planning van de vrachtwagens, aangezien het bereik groot genoeg is voor dagelijkse operatie. Wel is er een groter efficiëntieverlies bij waterstof en is er hoge druk nodig om waterstof op te slaan.


Ook andere varianten zijn denkbaar, zoals laden via inductie, batterijwisseling en laden met pantograaf. Vanuit de beperkte beschikbaarheid en toepassing van deze technologieën in de praktijk, operationele complexiteit en (mede) daardoor relatief hoge kosten zijn deze varianten in de analyse niet meegenomen. Modelleren varianten De geselecteerde en gespecificeerde varianten om te analyseren zijn vervolgens gemodelleerd. Hierbij zijn voor het deel van de vloten, vrachtwagens en ritten dat is geselecteerd de gekozen varianten van elektrisch vervoer in het model geladen. Hierbij gelden de randvoorwaarden dat de ritten uitgevoerd kunnen worden conform de eisen en wensen van de transporteurs. Daarvoor moet met een groot aantal factoren rekening worden gehouden, zoals:

- Inzet van materiaal gedurende de dag/ week/ maand/ jaar; - Lengte en variatie in rit afstanden; - Rust-, laad- en losmomenten en -locaties;

Bovendien beïnvloeden deze factoren elkaar zodat ze niet apart gesimuleerd kunnen worden. Om deze reden is simulatie op basis van ‘agents’ en GIS- informatie het meest geschikt om de kansen voor elektrisch vrachtvervoer in de tijd realistisch in te schatten. Evaluatie varianten Tot slot zullen in deze stap de verschillende varianten worden geëvalueerd door het model te ‘runnen’ en voor de verschillende varianten alsook de nulvariant op basis van diesel trucks de volgende indicatoren te berekenen:

- ‘Total cost of ownership’ (totale kosten gedurende het bezit van de truck) inclusief laadinfrastructuur;

- CO2-reductie.

In deze stap zijn tevens gevoeligheidsanalyses uitgevoerd om de impact hiervan op de ‘break even points’ in de tijd te bepalen. In het bijzonder zijn gevoeligheidsanalyses gedaan op de prijsontwikkelingen van belangrijke kostcomponenten voor de verschillende typen vrachtwagens. Voor de e-trucks zijn drie grootste kostcomponenten uit de TCO gevarieerd, omdat deze de grootste impact hebben op de kosten. Voor de batterij elektrische truck zijn dit de componenten;

i. Batterij; ii. Brandstof (elektriciteit); iii. Onderhoud

Voor de brandstofcel elektrische vrachtwagen zijn dit de componenten;

i. Brandstofcel; ii. Brandstof (waterstof); iii. Onderhoud.


Voor de Diesel truck is alleen de brandstof gevarieerd, omdat voor de rest van de componenten wordt verondersteld dat deze niet onzeker zijn. Op basis hiervan kunnen diesel en elektrisch nauwkeurig en betrouwbaar met elkaar vergeleken worden, leidend tot inzicht in de business case voor elektrisch vervoer in verschillende varianten (inclusief benodigde laadinfrastructuur). Met deze aanpak is een representatieve weergave van de haven van Rotterdam met inzet van (deels) elektrische trucks door transporteurs geëvalueerd in diverse varianten. Hieruit volgt een concreet beeld voor transporteurs en overige stakeholders van welke ritten in welk jaar en met welk soort e-truck en laadinfrastructuur elektrisch kunnen worden gereden tegen welke kosten ten opzichte van diesel en welke CO2-reductie hiermee kan worden gerealiseerd. Stap 4. Conclusies en aanbevelingen Als laatste stap vindt een synthese plaats. Hierin worden de conclusies over de mogelijkheden en barrières voor elektrisch containervervoer vanuit de haven uiteengezet. Vervolgens wordt het handelingsperspectief voor Havenbedrijf Rotterdam geschetst om de transitie naar elektrisch containervervoer over de weg te versnellen.


3. Huidige situatie containervervoer In dit hoofdstuk worden de karakteristieken van het huidige containervervoer over de weg en de eisen en wensen van transporteurs bij een overstap naar elektrisch vervoer gepresenteerd. In sectie 3.1 wordt de selectie van transporteurs toegelicht. Kenmerken van huidige containervervoer zijn uiteengezet in sectie 3.2. In sectie 3.3 worden de eisen en wensen van vervoerders beschreven.

3.1 Selectie van transporteurs Op basis van gesprekken met HbR zijn de 5 grote transporteurs in de regio geselecteerd. Deze zijn allen geïnterviewd om een goed beeld te krijgen bij hun logistieke dienstverlening en de eisen en wensen die ze aan hun transportmiddelen stellen. Bovendien is aan alle transporteurs gevraagd om ritdata beschikbaar te stellen. Alle transporteurs waren hiertoe bereid. Van een drietal transporteurs zijn geschikte data ontvangen, waardoor een goed beeld ontstond van de overeenkomsten en verschillen tussen transporteurs. Zo kon worden vastgesteld of transporteurs een operatie met voornamelijk (inter)nationale ritten hadden of een operatie met voornamelijk regionale focus (groot deel van de ritten kleiner dan 100 kilometer). In Figuur 7 zijn de vaakst aangedane locaties en clusters van klanten weergegeven. Hierin zijn de verschillen zichtbaar tussen transporteurs met (inter)nationale operatie en transporteurs met een voornamelijk regionale operatie7. Data van zowel regionale als (inter)nationale transporteurs zijn aangeleverd waarmee representativiteit geborgd is.

Figuur 7. Clusters van grootste klanten per transporteur. Van links naar rechts toenemende nationale focus zichtbaar per vervoerder.

7 Namen van transporteurs zijn weggelaten om concurrentiegevoelige informatie te beschermen.

3

43.2%

15.0%

2

92.9%

Neuss

90.2%

1

79.8%

95.3% 2.3%

Antwerpen


3.2 Kenmerken huidig containervervoer De transporteurs zijn geselecteerd op basis van het kenmerk dat het overgrote deel van de door hen vervoerde containers hun origine hebben in de haven van Rotterdam. In deze sectie wordt het containervervoer van de transporteurs gespecificeerd door achtereenvolgens de volgende kenmerken uiteen te zetten:

- Vervoerd gewicht; - Gereden afstanden; - Rustlocaties; - Kosten.

3.2.1 Vervoerd gewicht Het totale gewicht dat een vrachtwagen mag wegen in combinatie met lading is 5o ton8 (60 ton voor lang zware voertuigen, LZV’s) in Nederland. Dit totaalgewicht wordt het Gross Vehicle Weight (GVW) genoemd en bestaat uit het gewicht van de volgende onderdelen:

i. Trekkende eenheid; ii. Chassis; iii. (Reefer) container; iv. Verpakkingsmateriaal; v. Lading.

Voor de trekkende eenheid is een gewicht van 8.000 kilogram9 gebruikelijk. Het chassis weegt circa 5.000 kilogram10. Het overige gewicht wordt bepaald door de container, het verpakkingsmateriaal (inclusief pallets) en de lading. Gegeven het maximale toegestane gewicht van 50 ton, blijft circa 37 ton over voor het vervoeren van container inclusief verpakkingsmateriaal en container. Zodra de lading gelost is, wordt er vaak met een lege container teruggereden naar de Maasvlakte of een andere bestemming. Tussen een derde en de helft van de ritten van transporteurs worden om die reden gereden met een totaalgewicht van circa 18 ton. Een analyse op basis van technologische ontwikkeling en daadwerkelijke metingen in de Rotterdamse haven11 leert dat vrachtwagens vanuit de haven in 98% van de gevallen minder dan 48 ton wegen. Daarmee zou een ‘batterijmeergewicht’ van 2 ton vervoerd kunnen in Nederland, mits er met 2 achterassen gereden wordt, zonder de limiet van 50 ton te overschrijden. Voor gebruik in geheel Europa zal de regelgeving aangepast dienen te worden, vanwege het lagere toegestane GVW van 40 ton (zie Bijlage 1. Capaciteit voor batterij op basis van gewicht monitoring). Een ontheffing op het maximumgewicht op het kentekenbewijs zoals dit ook gebeurd is voor bestelauto’s ter compensatie van dit meergewicht geldt hiervoor als voorbeeld.

8 RDW (2012), Regeling voertuigen. 9 SWOV (2003). Het ledig gewicht van motorvoertuigen schetst de ontwikkeling in ledig gewicht voertuigen vanaf 1985. DAF-specificatieblad(2018) van nieuwe modellen komen uit op ongeveer 8000 kilogram voor de trekker. 10 Verscheidene bronnen; zoals H.W. van der Peet & Zn. 11 Weigh-In-Motion (WIM) rapportage (2010) en analyse Royal Haskoning (2015) op monitoringsdata.


Case: importeur van groente en fruit Voor levensmiddelen geldt vrijwel altijd dat de lading altijd in zogenaamde reefer containers vervoerd wordt. Deze containers zijn door het klimaatsysteem en isolatie zwaarder dan reguliere containers. Het gewicht hiervan varieert tussen 4.5 en 5 ton12. Verpakkingsmateriaal en pallets voegen nog eens 2 tot 4 ton toe aan dit gewicht. Hieruit volgt dat het maximaal toegestane nettogewicht van het vervoerde product 28 tot 30 ton is. Figuur 8 geeft een beeld van de verschillende gewichten van een vrachtwagen met lading in een 40ft reefer container. Uit informatie van de importeur blijkt dat voor deze importeur de gewichten van de lading vaak in de buurt komen van dit maximaal toegestane gewicht. Van de ladingen weegt 47% meer dan 25 ton, wat impliceert dat het GVW in deze gevallen tussen de 45 en 50 ton zal zijn. Dit geeft aan dat voor deze importeur het maximaal toegestane gewicht vaak benut wordt.

Figuur 8. Voorbeeld van de verdeling van gewichten en GVW voor vrachtwagens.

3.2.2 Gereden afstanden Op jaarbasis rijden de vrachtwagens tussen de 70.000 en 120.000 kilometer blijkt uit interviews met de transporteurs en de data. Per type transporteur zit er relatief weinig variatie in de gereden jaarafstanden per vrachtwagen en in het algemeen kan gesteld worden dat een regionale transporteur jaarlijks minder kilometers maakt per vrachtwagen dan een nationale transporteur. De ritten die vrachtwagens rijden zijn vaak niet volledig voorspelbaar, wat inhoudt dat ze tot op de dag zelf aan verandering onderhevig zijn. Factoren hierin zijn verkeersdrukte, maar ook klantvragen die pas op het laatste moment komen. Gevolg hiervan is dat planning deels ad hoc gebeurt wat in praktijk leidt tot behoefte aan vrachtwagens die breed inzetbaar zijn, omdat ze soms minder dan 100 kilometer op een dag rijden en soms meer dan 1.000 kilometer. Op basis van de ritgegevens zijn de ritten gesimuleerd en zijn ritafstanden en gereden afstanden per dag geanalyseerd. In Figuur 9 zijn de afstanden per dag voor een transporteur met voornamelijk regionale ritten (kleiner dan 100 kilometer) en in Figuur 10 voor een transporteur met voornamelijk nationale ritten (100 tot 300 kilometer) weergegeven.

12 Informatie van Alconet en geïnterviewde importeur.

vrachtwagen8 ton

Reefer container 4.5-5 ton

Verpakking 4 ton

Chassis 5 ton

Lading 25 ton

Totaal: 47 ton

Gewicht (kg)

Trekker 8.000

Chassis 5.000

Container 5.000

Verpakking (incl. pallets) 4.000

Netto product 25.000

GVW 47.000


Figuur 9. Gemiddelde dagafstanden voor een regionale transporteur. De verticale lijn geeft de gemiddelde dagafstand aan.

Figuur 10. Gemiddelde dagafstanden voor een nationale transporteur. De verticale lijn geeft de gemiddelde dagafstand aan.

Uit deze histogrammen blijkt dat het verschil in ritafstanden zich doorvertaalt naar verschillen in dagafstanden. Zo is de gemiddelde afstand per dag bij de regionale transporteur circa 310 kilometer, waar dit bij de nationale transporteur circa 590 kilometer is. Deze verschillen in afstanden per dag zijn te verklaren door het feit dat regionale vervoerders vaker stil staan om te laden en lossen, terwijl vrachtwagens van nationale vervoerders een groter deel van de dag rijden.

In Figuur 11 zijn boxplots van de dagafstanden weergegeven. Hierin worden de vier kwartielen onderscheiden middels een horizontale lijn (met de binnenste 50% in de ‘box’) en geeft het kruisje de gemiddelde dagafstand weer. Op basis van deze figuren kan geconcludeerd worden dat voor een regionale transporteur een bereik van 600 kilometer afdoende zou zijn om vrijwel alle rittenschema’s op een dag met elektrische vrachtwagens gereden kan worden. Voor een nationale transporteur zou in dat geval circa de helft van de rittenschema’s met elektrische vrachtwagens gereden kunnen worden. Om vrijwel alle ritschema’s elektrisch te kunnen rijden is voor de nationale transporteur een tweemaal zo groot bereik, van 1200 kilometer, benodigd. Dit is een cruciaal verschil voor het benodigd materieel voor elektrificatie van vrachtwagens.


Figuur 11. Boxplots van de dagafstanden voor een regionale transporteur (links) en een nationale transporteur (rechts). In dit overzicht zijn outliers weggelaten.

3.2.3 Rustlocaties Vanwege de competitieve aard van de transportsector, wordt een chauffeur idealiter maximaal ingezet gedurende de dag. Zo vindt tanken in principe aan het einde van de dag plaats, zodat er niet gedurende de dag voor hoeft worden gestopt. Er zijn drie soorten momenten waarop de vrachtwagens stilstaan, die hieronder nader worden toegelicht:

i. Rustpauze; ii. Standplaats overnachting; iii. Laden en lossen.

De rustpauze voor vrachtwagenchauffeurs ligt vast bij wet en bestaat uit 45 minuten totaal in een periode van 5 uur en een kwartier. Deze pauze mag onderverdeeld worden in pauzes van minimaal 15 en minimaal 30 minuten (in die volgorde)13 of aaneensluitend plaatsvinden na 4,5 uur rijden. In de praktijk wordt voor de onderbreking meestal niet afgeweken van de route en vindt deze plaats bij klanten met rustplaatsen. Indien dit niet goed uitkomt wordt vaak op praktisch gelegen rustplaatsen gepauzeerd, zoals de truck parking Maasvlakte Plaza. Over het algemeen rijden deze vrachtwagens doordeweeks tussen 05:00 en 19:00. Vrachtwagenchauffeurs werken normaliter shifts van 9 of 10 uur. Een groot deel van de vrachtwagens, alhoewel niet alle, staat ‘s nachts stil op het depot van de transporteur. In veel gevallen komt dit neer op 70-80% van de vloot. Uitzonderingen hierop zijn bijvoorbeeld vrachtwagens geparkeerd bij de chauffeur in verband met een verder afgelegen woonplaats of overnachting langs de route door lange ritten naar het buitenland. Een vrachtwagen wordt vaak door dezelfde chauffeur bestuurd en de tijd dat deze ’s nachts stilstaat is dus verbonden met de rusttijden van de chauffeurs. Aangezien deze minimaal negen uur moeten rusten (maximaal driemaal per week, overige dagen minimaal 11 uur), geldt hetzelfde voor de tijd die de vrachtwagen ’s nachts stilstaat. Aangezien in deze tijd ook de reistijd van en naar werk in verwerkt is, staat de vrachtwagen in werkelijkheid iets langer stil.

13 TLN, 2014. Arbeidstijdenbesluit voor vervoer.


De tijd die laden en lossen van lading in beslag neemt varieert aanzienlijk, blijkt uit interviews met transporteurs en importeurs. Als enkel een container op- of afgeladen wordt bij een terminal of klant, neemt deze handeling tussen de 10 en 30 minuten in beslag. Bij terminals en een beperkt aantal afleverlocaties zijn hiervoor parkeervakken ingericht, ‘blokken’ genaamd. Dit is een parkeervak bij de terminal dat wordt aangewezen waarin de truck zich moet bevinden zodat de kraan de container kan op- en/of afladen. Indien de container wordt geleegd bij de klant, neemt de tijd van lossen sterk toe. Het openen en uitruimen van de container neemt gemiddeld zo’n twee uur tijd in beslag en kan variëren van één tot vier uur. Indien dit het geval is, komt het vaak voor dat de chauffeur tijdens deze tijd zijn pauze neemt. 3.2.4 Kosten De directe operationele kosten voor transport zijn van verschillende factoren afhankelijk. De kosten zijn onder te verdelen in vier categorieën:

i. Brandstof ii. Chauffeur iii. Onderhoud iv. Afschrijving

Brandstof Het verbruik van een diesel vrachtwagen staat ongeveer gelijk aan één liter diesel op drie kilometer14. Alle geïnterviewde vervoerders hebben prijsafspraken met leveranciers. Vaak hebben de transporteurs infrastructuur op eigen terrein waar diesel afgeleverd wordt door de leverancier en direct getankt kan worden. De prijs die deze vervoerders betalen is gerelateerd aan de door TLN gepresenteerde dieselprijs waar vervolgens een korting op gegeven wordt. De vervoerder is daarnaast jaarlijks circa € 5.000 kwijt aan AdBlue om de voertuigen schoner te laten rijden. Chauffeur Chauffeurs worden volgens de Nederlandse CAO Beroepsgoederenvervoer over de weg betaald. De vertaling van loonkosten naar kosten per kilometer zijn niet exact te maken. In interviews is ter indicatie is aangegeven dat de chauffeur verantwoordelijk is voor ongeveer de helft van de kosten per kilometer. De kosten voor de chauffeur zijn in mindere mate van belang voor dit onderzoek. Reden hiervoor is dat ook in het scenario van elektrificatie voorlopig van wordt uitgegaan dat een chauffeur de vrachtwagen zal besturen en deze kosten dus geen invloed hebben op de vergelijking van de varianten. Onderhoud De kosten voor onderhoud komen neer op ongeveer € 5.000 per jaar blijkt uit interviews met vervoerders. Gebruikelijk is dat de onderhoudskosten in de beginjaren lager zijn en toenemen in de tijd. Richting het einde van de levensduur van de vrachtwagen nemen de onderhoudskosten vervolgens sterk af, aangezien de kosten van een grote reparatie dan hoger liggen dan van vroegtijdig afscheid nemen.

14 Uit interviews met vervoerders. Terugrekenend vanuit opgegeven gereden kilometers en getankte brandstof ligt deze ratio tussen 3.16 en 3.26 kilometer per liter diesel.


Afschrijving De huidige dieselvrachtwagens worden meestal afgeschreven na 1.000.000 kilometer naar circa 10% van de waarde. Dit komt ongeveer overeen met een periode van 8-12 jaar (afhankelijk van vervoerder en gebruik). Na deze periode worden de eenheden verkocht, meestal via export.

3.3 Eisen en wensen van vervoerders met betrekking tot e-trucks Uit interviews met de vervoerders en importeurs volgen inzichten in de eisen en wensen van vervoerders ten aanzien van hun operatie bij een overstap naar elektrisch vervoer. Over het algemeen geldt dat de transportsector een zeer competitieve sector is waarin sterk op prijs geconcurreerd wordt. Voor de klanten is prijs vaak het eerste beoordelingscriterium. Betrouwbaarheid is daarnaast ook belangrijk, aangezien een lege vrachtwagen veel minder kost dan een leeg distributiecentrum15. Tenslotte is comfort van de chauffeur een criterium waarop de vrachtwagens worden beoordeeld, gezien de vele tijd die een chauffeur hierin doorbrengt. Door de elektrificatie van vrachtwagens zal de energieketen van containervervoer veranderen. In Figuur 12 is deze nieuwe keten geschetst van elektriciteitsnet tot e-truck en lading. Zoals in de huidige keten zullen de verantwoordelijkheden en kosten voor de truck bij de vervoerder liggen. De importeur of verlader zal de kosten dragen voor de lading en het vervoer ervan.

Figuur 12. Energieketen van elektriciteitsnet tot e-truck in containervervoer Een nieuwe rol zal ontstaan voor het aanbieden van laadinfrastructuur. Hierbij is van belang of de laadinfrastructuur publiekelijk toegankelijk zal zijn of privaat geplaatst zal worden op bijvoorbeeld het depot van een vervoerder. In het geval van publiekelijk toegankelijke laadinfrastructuur zal de verantwoordelijkheid voor realisatie en exploitatie liggen bij overheidsinstanties of publiek private samenwerkingen. Voor aanleg van private laadinfrastructuur geldt dat de transporteur alleen deze investering zal doen zodra dit financieel voordelig is. De transporteur zal in dit geval zelf afspraken maken met een marktpartij over de kosten voor realisatie en/of exploitatie. Zolang er een onrendabele top is ten aanzien van elektrificatie zullen transporteurs niet zelf deze investeringen dragen.

15 Dirk-Jan van Schaik, mede-eigenaar Millenaar van Schaik in Nieuwsblad Transport (3 december 2018)

Midden-spannings

net

OperatorMarktpartijNetbeheerder

LaderTransformator

Transformatorhuis

Middenspannings-schakelaar

Lader(publiek/privaat)

E-truck Lading


Eisen voor elektrificatie vrachtwagens 1. Techniek moet voldoen aan operationele behoefte

• Bereik afdoende om aan operatie inclusief onvoorspelbaarheden te kunnen voldoen; • Gewicht vrachtwagen biedt genoeg ruimte om gebruikelijke lading (25 ton) te kunnen

vervoeren; • Geschiktheid van vrachtwagen om ook aan einde van levensduur nog breed inzetbaar

te zijn; • De elektrische vrachtwagen moet even betrouwbaar zijn als de diesel variant.

2. Laad- en/of tanklocatie(s) toereikend

• Laad- of tankinfrastructuur voorziet in de behoefte vanuit operationeel oogpunt qua zowel dekking als vermogen.

• De laadinfrastructuur kan worden inpast op de gewenste laadlocaties en de benodigde netaansluiting kan tijdig worden gerealiseerd.

3. Financieel voordelig • In vergelijking met dieselvrachtwagens zullen de elektrische vrachtwagens

goedkoper moeten zijn over de totale levensduur, inclusief doorberekening van kosten voor laad-/ tankinfrastructuur.

Wensen voor elektrificatie vrachtwagens

1. Brede inzetbaarheid • Vanwege afwijkingen op de planning wordt flexibel inzetbaar materieel

geprefereerd. Bij fluctuaties kan dan makkelijker ingespeeld worden op een veranderde planning.

2. Eenduidig beleid vanuit overheid • Zonder garantie dat investeringen in elektrische voertuigen terugverdiend kunnen

worden, zal het een (te) risicovolle onderneming zijn voor transporteurs om de investering aan te gaan. Een voorbeeld van de gevoeligheid hiervan is de onduidelijkheid over de teruggaveregeling voor accijns op LNG.


4. Specificatie van de analyses In dit hoofdstuk worden de aannames en mogelijke varianten voor analyse van de transitie naar elektrisch containervervoer geschetst. In sectie 4.1 worden de aannames onderliggend aan de analyse besproken. De varianten die geanalyseerd zijn staan nader omschreven in sectie 4.2. In sectie 4.3 is uiteengezet welke analyses uitgevoerd zijn. In sectie 4.4 wordt de validatie van de gegevens beschreven.

4.1 Aannames Voor de analyse van de varianten zijn aannames gemaakt op operationeel, technologisch en financieel vlak. Hieronder zullen de belangrijkste aannames worden toegelicht. In Bijlage 2. Aannames TCO zijn alle onderliggende aannames, alsmede de technologische en financiële ontwikkelingen nader gespecificeerd. Operationele aannames

1. Gelijkblijvende planning; Op basis van de ritten zullen verschillende varianten gemodelleerd worden om de potentie tot elektrificatie van containervervoer vanuit de haven te onderzoeken. Hierin zal de planning zoals deze nu plaats vindt aangehouden worden. In de praktijk zullen e-trucks waarschijnlijk slimmer worden ingezet, omdat de planner rekening kan houden met de (resterende) accucapaciteit in de planning. Bij de analyse zal dit effect niet worden meegenomen.

2. E-Truck moet elke werkdag inzetbaar zijn; Daarnaast wordt in de varianten het minimaal mogelijk te elektrificeren deel van de vloot in kaart gebracht op basis van de planning van een maand. Dit betekent dat de weekdag waarop het minste aantal ritten met e-trucks kan worden afgelegd, leidend is. Mochten op maandag tot en met donderdag bijvoorbeeld minstens 6 elektrische trucks ingezet kunnen worden, maar op de vrijdag slechts 4, dan geldt 4 als het aantal trucks dat altijd inzetbaar is. Dit resulteert in een conservatieve inschatting van de mogelijkheid tot elektrificeren van de operaties voor de transporteurs.

3. Laad-/ tanklocatie op logische en operationeel haalbare plekken; De locaties van laad-/ tankinfrastructuur worden zodanig gekozen dat ze enerzijds realistisch zijn en anderzijds operationeel haalbaar. Realistisch in deze context slaat op het feit dat de gekozen locaties qua (i) fysieke ruimte en (ii) benodigde netaansluiting voldoen om deze infrastructuur te installeren. Operationeel haalbaar houdt in dat gekozen wordt voor locaties waar vrachtwagens voldoende tijd stil staan om te kunnen opladen tijdens natuurlijke rustmomenten van de chauffeur, zodat de operatie niet of zo min mogelijk wordt verstoord.


Technische aannames 1. Diesel trucks 18% zuiniger, BEV-trucks 22% en FCEV-trucks 29% in 2030 t.o.v. 2020;

Dit berust op de ontwikkelingen in de afgelopen jaren en onderzoek en prognoses van verdere ontwikkelingen dat de efficiëntie van de elektrische aandrijflijn zal verbeteren voor BEV-trucks. Voor BEV-trucks levert dit een vermindering van energieverbruik op van circa 11% in 2025 en 22% 2030 ten opzichte van 202016. Daarnaast zal de efficiëntie van de brandstofcel voor FCEV-trucks toenemen, hetgeen resulteert in een vermindering van energieverbruik van circa 18% in 2025 en 29% in 2030 ten opzichte van 202017. Het energieverbruik van diesel trucks zal ook afnemen. In dit onderzoek wordt verondersteld dat diesel trucks 9% zuiniger zullen zijn in 2025 en 18% in 2030 ten opzichte van 202018.

2. Gewicht afname batterij van BEV-trucks van 26% in 2025 en 46% in 2030 t.o.v. 2020; De ontwikkeling van lichtere batterijen zal zich naar verwachting voortzetten. Met name de ontwikkeling van batterijen specifiek voor het vrachtwagensegment zal dit effect versterken. Huidige ontwikkelingen vinden namelijk voornamelijk plaats in het segment van personenauto’s. In Figuur 13 is de ontwikkeling van de energiedichtheid van de lithium-ion batterij weergegeven. De toename in energiedichtheid is equivalent aan een gewichtsafname van 26% in 2025 en 46% in 2030 ten opzichte van 2020 voor een batterij met gelijke capaciteit.

Figuur 13. Ontwikkeling energiedichtheid Lithium-ion batterij.

3. 30% marge op accucapaciteit voor BEV-truck; In de analyse is een marge op accucapaciteit ingebouwd om te compenseren voor drie factoren:

• Degradatie, dat wil zeggen de afname van de capaciteit over de levensduur van de batterij; • Robuustheid, om een marge in te bouwen voor onverwachte situaties als omrijden of files; • Weersomstandigheden, om ook bij lage temperaturen en tegenwind het genoemde bereik te

behalen.

16 ICCT (2017). Fuel Efficiency Technology in European Heavy-Duty Vehicles: Baseline and Potential for the 2020–2030 Time Frame 17 ITS (2017). Fuel Economy Analysis of Medium/Heavy-duty Trucks 18 ICCT (2017). Heavy Duty Vehicles Technology Potential and Cost Study

EVConsult, TU/e, ZenMo

Trend EVConsult, TU/e, ZenMo 0

100

200

300

400

500

600

700

2010 2015 2020 2025 2030

kWh/

kg

CE Delft (2012)

Ulvestad (n.d.)

EU (2018)

Nature (2018)

Bloomberg (2017)

EVConsult & TU/e

Exponentieel (EVConsult & TU/e )


De eerste praktijkresultaten met elektrische trucks wijzen uit dat deze marges realistisch is, maar omdat het nog geen bewezen technologie betreft zal deze aanname voor langere tijd in de praktijk getest moeten worden. In dit onderzoek is het energieverbruik bewust conservatief ingestoken (1,8kWh per kilometer inclusief leegrijden in 2020), waardoor de marge realistisch wordt geacht.

4. 90 kWh batterij in FCEV-truck om remenergie op te slaan en piekvermogen te leveren bij acceleratie.

In principe levert de brandstofcel vermogen direct aan de aandrijflijn bij een FCEV-truck bij constante snelheid. Wanneer het gevraagde vermogen toeneemt, bijvoorbeeld bij acceleratie, is additioneel vermogen benodigd om dit te leveren. Een optie is om een grotere brandstofcel te installeren om dit vermogen te leveren. Echter is het vanwege de prijs van de brandstofcel gebruikelijk om voor dit vermogen een batterij te plaatsen. Wanneer er vervolgens constant gereden wordt levert de brandstofcel zowel vermogen aan de aandrijflijn als aan de batterij om deze weer op te laden. Remenergie wordt eveneens in de batterij opgeslagen. Een batterij van 90 kWh levert genoeg vermogen voor de gevraagde prestaties19. Financiële aannames

1. Geen prijsontwikkeling in het chassis van diesel trucks, prijsdaling in chassis van BEV- en FCEV-trucks 11% in 2025 en 22% in 2030 ten opzichte van 2020.

Door het lange bestaan van de industrie voor diesel vrachtwagens is aangenomen dat de prijsontwikkeling van componenten voor deze vrachtwagens nihil is. Voor diesel trucks zullen de ontwikkelingen dus niet op het financiële vlak, maar eerder op het technologische vlak merkbaar zijn. Door toenemende schaalvoordelen en ontwikkelingen in de productie wordt verwacht dat er wel een prijsdaling in de componenten voor BEV-trucks en FCEV-trucks zal plaatsvinden.

2. Restwaarde BEV-trucks en FCEV-trucks 25% na levensduur van 1.000.000 kilometer tegenover 10% voor diesel variant.

De restwaarde die overblijft na de vastgestelde levensduur zal hoger zijn voor BEV-trucks en FCEV-trucks dan voor de diesel vrachtwagens. Door minimale slijtage aan de aandrijflijn zal de restwaarde van de elektrische varianten 25% zijn tegenover 10% voor de diesel variant na een levensduur van 1 miljoen kilometer. In praktijk zal met e-trucks langer doorgereden worden tot ook hier de restwaarde tot 10% is gedaald. In dit rapport is de levensduur echter rekenkundig gelijkgetrokken en de restwaarde van e-trucks omhoog bijgesteld om dit te verrekenen.

3. Kosten waterstofproductie uitgaande van stoommethaanreforming (SMR) met carbon capture and storage (CCS).

Voor de analyse wordt uitgegaan van waterstofproductie door middel van SMR met CCS. SMR is momenteel de goedkoopste en meest gebruikelijke manier van waterstofproductie. Door toepassing van CCS wordt een groot deel van de hierbij vrijkomende CO2 afgevangen en ondergronds

19

Op basis van informatie verkregen van HyMove, een producent van brandstofcelsystemen voor zwaar vervoer.


opgeslagen. In dit rapport wordt gerekend met een afvangratio van 90%. De waterstof die hieruit opgewekt wordt, staat ook wel bekend als ‘blauwe waterstof’. In Figuur 14 zijn de prognoses voor de ontwikkelingen van de verschillende technieken weergegeven en daarin de voor deze analyse geselecteerde trend. Deze prijsontwikkeling is relatief progressief, waarmee de kosten voor waterstof optimistisch worden benaderd. Verondersteld wordt dat geen energiebelasting betaald hoeft te worden, daar het om het leveren van elektriciteit aan eigen voertuigen gaat. Moet deze belasting wel betaald worden dan komt dit neer op € 0,01421 per kWh. Dit tarief is geldig voor 50MWh tot 10GWh op jaarbasis, een verbruik dat wordt gehaald bij 1 tot 33 trucks. Daarboven is het tarief € 0,00058 per kWh. Belastingregeling is in dit geval een onvoorspelbaar aspect. Een lagere energiebelasting is eerder gerealiseerd voor het laden van elektrische voertuigen.

Figuur 14. Verwachte waterstofprijsontwikkelingen tot en met 2030. NG refereert aan SMR met CCS, RES refereert aan elektrolyse.

4.2 Varianten Op basis van de verkregen inzichten in gereden afstanden alsmede de eisen en wensen van transporteurs, zijn relevante varianten gedefinieerd. Dit zijn de combinaties van e-trucks en technologieën die gezien worden als realistische opties voor zero emissie containertransport over de weg. Als uitgangspunt voor vergelijking wordt telkens de dieselvariant genomen. Op basis van kosten en beschikbaarheid van technologie zijn drie relevante varianten geselecteerd voor de analyse van potentie tot elektrificatie. Hieronder zal per variant de analyse worden toegelicht.

1. Overnight charging; In deze variant worden de vrachtwagens enkel ’s nachts geladen op een depot en rijden overdag hun ritten zonder tussentijds laden (zie Figuur 15). Hiervoor zijn relatief grote accupakketten nodig, maar geen krachtige laders om in korte tijd met veel vermogen op te laden. Een rit kan in deze analyse elektrisch afgelegd worden indien de die dag gereden afstand kleiner is dan het bereik van de

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

2010 2015 2020 2025 2030

€/kg

NG ICCT (2017)

NG TKI (2017)

EVConsult & TU/e- Hydrogen (NG)

RES Kochhan et al. (2017)

RES ICCT (2017)

RES EVConsult & TU/e- Hydrogen

Exponentieel (EVConsult & TU/e-Hydrogen (NG))

RES EVConsult, TU/e, ZenMo

NG Trend EVConsult, TU/e, ZenMo

NG EVConsult, TU/e, ZenMo


elektrische vrachtwagen. Bij toenemend effectief bereik van de truck zal een groeiend deel van de ritten elektrisch afgelegd kunnen worden. De relatie tussen deze twee factoren zal hier geanalyseerd worden.

Figuur 15. Voorbeeld van de ‘state of charge’ van een accu gedurende de dag bij een variant met enkel overnight charging.

2. Opportunity charging;

In deze variant laden de vrachtwagens ’s nachts vol en rijden ze overdag hun ritten, waarbij ze op specifieke locaties in korte tijd bijladen (zie Figuur 16). De accupakketten zijn hierdoor kleiner dan bij enkel overnight charging, maar er zijn wel krachtige laders nodig om tussentijds bij te laden. Voor de analyse is ervan uitgegaan dat tijdens op- en afladen van containers bij terminals op de Maasvlakte of in de Waalhaven altijd 20 minuten geladen kan worden. In deze tijd moet er genoeg bereik bijgeladen worden om de volgende retour af te kunnen ronden. Er kan op een dag elektrisch gereden worden indien de maximale retour op een dag (terminal-klant-terminal) korter is dan het mogelijk bij te laden bereik.

Figuur 16. Voorbeeld van de state of charge van een accu gedurende de dag bij opportunity charging.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Begin rit Einde rit

Stat

e of

cha

rge

(SO

C) a

ccu

Begin dag Einde dag

Stat

e of

cha

rge

(SO

C) a

ccu

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Begin rit Einde ritBegin dag Einde dag


In deze analyse is geen rekening is gehouden met een internationaal dekkend netwerk van snelladers langs de snelwegen zoals dat bijvoorbeeld voor personenauto’s aan het ontstaan is. Een dergelijk netwerk zou ervoor zorgen dat in principe alle ritten met elektrische vrachtwagens uitgevoerd kunnen worden, zelfs als deze vrachtwagens een beperkt bereik hebben. Dit heeft echter impact op de planning omdat dan laadsessies overdag moeten worden ingepast. Vervolgens beïnvloedt dit de financiële voordelen, omdat het ten koste gaat van de inzetbaarheid van vrachtwagen en chauffeur. Doorrekening is complex vanwege de wisselwerking tussen locaties van de laadinfrastructuur, snelheid van de laadinfrastructuur, planning van de ritten, en de business case voor zowel transporteur als exploitant van laadinfrastructuur. Daarom is een dergelijk snellaadnetwerk in deze studie niet meegenomen.

3. Waterstof-elektrisch. In het geval van waterstof vrachtwagens worden geen laadlocaties gemodelleerd. In essentie lijkt dit namelijk sterk op de bestaande operatie met diesel trucks en zal het dus geen effect hebben op de planning van de vrachtwagens, aangezien het bereik voldoende groot zal zijn voor operatie gedurende een dag. Daarom wordt voor waterstof vrachtwagens enkel een kostanalyse gemaakt waarin de specifieke kostenaspecten van waterstofvoertuigen worden meegenomen.

4.3 Analyses Op basis van bovenstaande aannames en varianten zijn een vijftal analyses uitgevoerd die hieronder nader omschreven zullen worden:

1. Operationele haalbaarheid;

Ten eerste is de operationele haalbaarheid getest van BEV-trucks met variërend bereik uitgaande van opportunity charging en overnight charging. Deze effecten zijn per type vervoerder inzichtelijk gemaakt waarin de huidige planning van de vervoerders wordt aangehouden.

2. TCO; Een TCO-tool is gecreëerd waarin voor batterij elektrische vrachtwagens met verschillende capaciteiten de totale kosten berekend kunnen worden. Een TCO is een berekening van de total cost of ownership. Deze berekening bestaat uit alle directe en de indirecte kosten die worden gemaakt voor de aanschaf en het gebruik van de trucks, over de gehele economische levensduur van de truck. In de TCO-berekening worden de kosten die worden gemaakt bij de aanschaf van de truck (CAPEX) en de operationele kosten (OPEX) meegenomen. Deze TCO is een bottom-up analyse, wat betekent dat de kosten berekend zullen worden vanuit een optelsom van de verschillende componenten. De technologische en economische ontwikkelingen van deze componenten zijn in kaart gebracht. Middels een TCO-tool zijn de verwachte kosten van de verschillende typen vrachtwagens vervolgens samengebracht en uiteengezet in de tijd. De componenten die zijn meegenomen in deze TCO zijn gegeven in Tabel 1.


Tabel 1. Kostcomponenten opgenomen in de TCO voor de verschillende typen vrachtwagen

Diesel BEV-truck FCEV-truck Chassis Chassis Chassis Aandrijflijn Aandrijflijn Aandrijflijn Batterij Batterij Batterij Onderhoud Onderhoud Onderhoud Brandstof/elektriciteit Brandstof/elektriciteit Brandstof/elektriciteit Tank Tank Tank Power electronics Brandstofcel systeem Laadstation

3. Mogelijke inzet e-trucks in de tijd;

De combinatie van operationele, financiële en technische haalbaarheid zijn bepalend voor de optimale keuze en inzet van e-trucks in de vloot van een transporteur. In deze analyse wordt in eerste instantie per e-truck met een bepaald bereik, bepaald wat de optimale inzet in de vloot is. Vervolgens worden de marginale kostbesparingen berekend worden en zodoende het effect van e-trucks op de kosten van de gehele vloot. Deze analyse is uitgevoerd voor een regionale en nationale transporteur voor de jaren 2020, 2025 en 2030.

4. Inpassing laadinfrastructuur; De technische haalbaarheid omvat mede de laadinfrastructuur en netaansluitingen. De benodigde vermogens en inpassing van laadinfrastructuur op locaties worden in deze analyse behandeld. Op basis van verbruik, bereik en inzet van de trucks wordt in eerste instantie berekend welk vermogen er benodigd is om aan de laadbehoefte van de e-trucks te voldoen. Vervolgens worden de kosten eenmalige aansluitingskosten en jaarlijkse kosten van deze aansluiting uiteengezet.

5. Gevoeligheidsanalyses. Er zijn gevoeligheidsanalyses gedaan op de prijzen in de TCO van belangrijke componenten van de typen trucks. Hiermee wordt de robuustheid van de TCO-analyse onderzocht. De prijzen van de belangrijkste componenten zijn gevarieerd van 25% toename tot en met 25% afname waarna de impact op de TCO is geanalyseerd. Voor de BEV-truck is een gevoeligheidsanalyse gedaan op de prijzen van de volgende componenten:


Voor de FCEV-truck is voor de volgende componenten geanalyseerd wat de impact is op de TCO:


Voor de Diesel truck is enkel variatie op de brandstofprijs geanalyseerd, omdat verondersteld wordt dat de prijzen van de andere componenten niet of nauwelijks zullen veranderen tot 2030.


5. Roadmap naar elektrisch containervervoer Om te bepalen welk deel van de vloot elektrisch kan worden en op welke termijn zijn drie facetten noodzakelijk:

1. Operationeel haalbaar: het bereik van de elektrische vrachtwagen moet voldoende zijn voor de geplande ritten.

2. Financieel voordelig: de totale kosten over de levensduur moeten lager zijn voor elektrische trucks dan voor diesels om aanschaf aantrekkelijk te maken.

3. Technologisch haalbaar en leverbaar: de elektrische truck moet technisch gezien geproduceerd kunnen worden en bovendien daadwerkelijk beschikbaar zijn op de markt.

In sectie 5.1 zal de operationele haalbaarheid van de varianten gepresenteerd worden. Vervolgens worden in sectie 5.2 de resultaten van de financiële haalbaarheid besproken worden. In sectie 5.3 worden deze onderdelen samengebracht in combinatie met de technologische beschikbaarheid om de impact voor de vloot te analyseren. In sectie 5.4 wordt de inpassing en kostimplicaties van de benodigde laadinfrastructuur beschreven. Tenslotte wordt in sectie 5.5 de impact van enkele gevoeligheidsanalyses toegelicht om de robuustheid van de analyses te bepalen.

5.1 Resultaten operationele haalbaarheid Overnight charging Bij overnight charging worden de vrachtwagens steeds ’s nachts opgeladen op het depot van de transporteur. De gehele rit van de dag moet worden kunnen afgelegd inclusief rit van en naar depot aan begin en einde van de dag. In Figuur 17 zijn deze resultaten weergegeven voor enerzijds een regionale en anderzijds een nationale transporteur.

Figuur 17. Minimaal elektrificeerbare deel van de vloot bij overnight charging.

Voor beide typen transporteurs geldt dat een vrachtwagen met een bereik van 200 kilometer of minder te beperkt is om dagelijks inzetbaar te zijn. Vanaf daar geldt voor een regionale transporteur

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

100200

300400

500600

700800

9001000

11001200

13001400

15001600

17001800

19002000

Dee

l ele

ktrif

icee

rbaa

rvan

vlo

ot

Effectieve range (km)

Minimale deel vrachtwagenvloot dat geëlektrificeerd kan worden bij overnight charging

Van der Most Post en ZonenRegionale transporteur

Nationale transporteur


dat een toename in bereik sneller effect heeft op de mate waarin een deel van de vloot geëlektrificeerd zou kunnen worden dan voor een nationaal georiënteerde transporteur. Bij beschikbaarheid van een BEV-truck met een bereik tussen 300 en 600 kilometer zijn de verschillen tussen de twee typen vervoerders het duidelijkst zichtbaar. Hier geldt dat een regionale transporteur altijd equivalent aan 10% van zijn vloot méér kan elektrificeren dan een nationale transporteur. Voor een BEV-truck met een bereik van 400 kilometer geldt dat een regionale transporteur 32% van zijn vloot kan vervangen door e-trucks. Bij een nationale transporteur is dit slechts 8% van de vloot dat geëlektrificeerd zou kunnen worden zonder dat dit impact heeft op de operatie. Dit effect zwakt af zodra het bereik boven de 700 kilometer komt.

Opportunity charging Bij opportunity charging is ervan uitgegaan dat er elke keer tijdens op- en afladen van containers bij terminals op de Maasvlakte of in de Waalhaven altijd tweemaal 20 minuten geladen kan worden. Deze tijd staan de vrachtwagens ook in de huidige operatie stil. In deze tijd moet er genoeg bereik bijgeladen worden om de volgende retour af te kunnen ronden. Hoe vaak een vrachtwagen bij deze containerterminals komt is dus afhankelijk van de bestemmingen In Figuur 18 zijn de resultaten van elektrificatie met opportunity charging weergegeven voor enerzijds een regionale en anderzijds een nationale transporteur.

Figuur 18. Minimaal elektrificeerbare deel van de vloot bij opportunity charging.

Hieruit blijkt dat elektrisch vervoer met opportunity charging snel interessant is voor een regionale transporteur. Een regionale transporteur kan vrijwel direct meer dan 80% van zijn vloot elektrificeren zonder dat dit impact heeft op zijn operatie. Voor een nationale transporteur geldt dat met opportunity charging de transitie naar batterij elektrische vrachtwagens minder sterk versneld wordt. Om eenzelfde effect te bereiken moet namelijk in 40 minuten een bereik van 600 kilometer worden bijgeladen. In deze situatie zullen het vermogen van de lader en de benodigde aansluiting eerder een beperkende factor zijn dan de grootte van de batterij.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

100200

300400

500600

700800

9001000

11001200

13001400

15001600

17001800

19002000

Dee

l ele

ktrif

icee

rbaa

rvan

vlo

ot

Oplaadbare range bij stilstand op Maasvlakte/ Waalhaven (km)

Minimale deel vrachtwagenvloot dat geëlektrificeerd kan worden bij opportunity charging

van der Most Post en ZonenRegionale transporteur

Nationale transporteur


Uit deze twee figuren wordt het verschil tussen de operatie van een regionale en nationale transporteur nogmaals duidelijk zichtbaar. Ook bij opportunity charging heeft de nationale transporteur een grotere oplaadbare range nodig. Onder de voorwaarde dat laders met voldoende groot vermogen beschikbaar zijn en op strategische plekken zoals containerterminals op de Maasvlakte en Waalhaven geladen kan worden, is opportunity charging met name een interessante variant voor regionale transporteurs om de transitie naar e-trucks te versnellen.

5.2 Financiële haalbaarheid Om de typen vrachtwagens op financieel vlak te vergelijken is een TCO-analyse gedaan. Hierin worden de kosten van batterij en waterstof elektrische trucks vergeleken met dieseltrucks over de totale levensduur. Deze vergelijkingen verschillen afhankelijk van het bereik van de BEV-truck, omdat dit gerelateerd is aan de benodigde capaciteit van de batterij. In onderstaande voorbeelden worden trucks met een range van 400 kilometer vergeleken op basis van overnight charging, waarbij voor de kosten wordt uitgegaan van productie op grote schaal. De analyse op basis van andere ranges zijn in sectie 5.3 weergegeven. In de eerste jaren zullen deze BEV-trucks niet beschikbaar zijn op de markt. FCEV-trucks zijn al wel beschikbaar, al zijn levertijd en bereik van deze trucks nog wel een belemmering20. Op basis van de ontwikkelingen op het gebied van energiedichtheid (

20 Hyundai, 2018. Waterstofrevolutie, the next step: waterstoftrucks. Bereik van deze truck is momenteel 400 kilometer.


Bijlage 3. Ontwikkelingen) en optimalisatie van ruimtegebruik worden batterij elektrische vrachtwagens met een bereik van 400 kilometer op de Europese markt verwacht binnen 5 jaar21. De prijsontwikkelingen zijn sterk afhankelijk van de beschikbaarheid en vraag. Momenteel rijden er 12 elektrische trekkers met oplegger in Nederland, tegenover meer dan 80.000 op fossiele brandstoffen22. Dit verschil in omvang heeft enorme impact op de te behalen productievoordelen die schaalgrootte teweegbrengt. Voor een diesel, batterij elektrische en brandstofcelvrachtwagen is de opbouw van de TCO weergegeven in respectievelijk Figuur 19, Figuur 20 en Figuur 21. Voor de diesel vrachtwagen wordt een stijging in TCO verwacht op basis van de verwachte toename van de prijs voor diesel in de komende jaren. Voor de BEV-truck en FCEV-truck is juist een daling in TCO zichtbaar. Voor de batterij elektrische vrachtwagen is deze sterke daling voornamelijk te verklaren door de ontwikkeling van goedkopere en lichtere batterijen voor vrachtwagens. Dit resulteert in lagere aanschafprijs en minder additionele ritten om te compenseren voor het gewicht dat minder vervoerd kan worden. Dit weegt ruim op tegen de verwachtte toename van de elektriciteitsprijs. Voor de brandstofcel vrachtwagen is ook een daling zichtbaar in TCO, weliswaar minder sterk dan voor de BEV-truck. Met name de prijs voor waterstof en de brandstofcel zullen dalen in de aankomende jaren door verlaging van de productiekosten. De hoge onderhoudskosten die gemoeid zijn met een FCEV-truck zullen naar verwachting niet veranderen tot 2030.

Figuur 19. Opbouw TCO voor een diesel vrachtwagen van 2018 tot 2030.

21 Aankondiging van bijvoorbeeld Tesla Semi voor 2020. Bereik van grootste variant is gelijk aan 800 kilometer. 22 RDW, CBS, Bedrijfsvoertuigen; voertuigkenmerken, regio's, 1 januari 2019.

€ 0

€ 200

€ 400

€ 600

€ 800

€ 1.000

€ 1.200

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

Duize

nden

Truck Aandrijflijn Batterij Onderhoud Brandstof/Elektriciteit Tank


Figuur 20. Opbouw TCO voor een batterij elektrische vrachtwagen met een bereik van 600 kilometer van 2018 tot 2030.

Figuur 21. Opbouw TCO voor een brandstofcel vrachtwagen van 2018 tot 2030.

Gecombineerd geven deze TCO’s een inzicht in wanneer een variant financieel voordeliger is ten opzichte van de andere varianten. In Figuur 22 worden de TCO-ontwikkelingen met elkaar vergeleken en zijn deze kantelpunten van BEV-trucks en FCEV-trucks ten opzichte van diesel trucks zichtbaar. Hieruit blijkt dat de batterij elektrische vrachtwagen met een bereik van 400 kilometer vanaf 2024 voordeliger is qua TCO dan de diesel variant. Een brandstofcel vrachtwagen is voor 2030 nog niet goedkoper dan een diesel truck. Indien de in kaart gebrachte trends zich ook na 2030 zoals geschetst voort zullen zetten, zal het punt dat de FCEV-truck goedkoper wordt dan de diesel variant in 2031 liggen.

€ 0

€ 200

€ 400

€ 600

€ 800

€ 1.000

€ 1.200

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

Duize

nden

Truck Aandrijflijn Batterij Onderhoud Brandstof/Elektriciteit Elektronica Laadinfrastructuur Extra trucks

€ 0

€ 200

€ 400

€ 600

€ 800

€ 1.000

€ 1.200

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

Duize

nden

Truck Aandrijflijn Batterij Onderhoud Brandstof/Elektriciteit Tank Brandstofcel systeem


Figuur 22. TCO-ontwikkelingen van de BEV-truck met 400km bereik (BET), FCEV-truck (FCET) en diesel variant vrachtwagens van 2018 tot 2030. Voor deze variant is de BEV-truck vanaf 2024 voordeliger (rode cirkel) en de FCEV-truck voor 2030 niet goedkoper dan de diesel vrachtwagen. Noot: de BEV- en FCEV-truck worden anno 2018 nog niet grootschalig geproduceerd.

Kosten van kapitaal, arbeidskosten, subsidies en belastingen zijn in deze berekeningen buiten beschouwing gelaten. Ontwikkelingen van subsidies en belastingen worden te onzeker geacht om op te nemen in de analyse. Voor arbeidskosten geldt dat ze van toepassing zijn op alle trucktypes en daarom geen invloed hebben op de vergelijking. In de TCO-berekeningen gegeven in Bijlage 4. TCO inclusief kosten van kapitaal en belastingen zijn deze kosten wel meegenomen. Hieruit blijkt dat met name de belastingen op diesel(voertuigen) ervoor zorgen dat de BEV-truck één jaar economisch rendabel wordt en de FCEV-truck in 2029 goedkoper zal zijn over de levensduur dan de diesel variant.

€ 0

€ 200

€ 400

€ 600

€ 800

€ 1.000

€ 1.200

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

Duize

nden BET

FCET

Diesel


5.3 Mogelijke inzet van e-trucks in de tijd De combinatie van operationele, financiële en technische haalbaarheid zijn bepalend voor de optimale keuze en inzet van e-trucks in de vloot van een transporteur. In deze analyse wordt in eerste instantie hoeveel e-trucks optimaal kunnen worden ingezet bij een bepaald effectief bereik. Vervolgens worden de marginale kostbesparingen berekend en zodoende het effect van e-trucks op de kosten van de gehele vloot. Deze analyse is uitgevoerd voor een regionale en nationale transporteur voor de jaren 2020, 2025 en 2030. In Tabel 2 is de inzet van e-trucks voor een regionale vervoerder gepresenteerd. In Tabel 3 zijn de corresponderende maandelijkse kostenbesparingen voor de vervoerder weergegeven. Dezelfde analyse is ook voor een nationale transporteur uitgevoerd, weergegeven in Tabel 4 en Tabel 5. Tabel 2. Aantal optimaal in te zetten e-trucks (% van rittenschema’s dat elektrisch gereden kan worden) voor BEV-trucks met variërende range voor een regionale transporteur

Aantal elektrisch in te zetten trucks regionale transporteur 100 km 300 km 500 km 700 km 1100 km

2020 0 (0%) 0 (0%)

2025

32 (40%) 24 (30%) 9 (11%)

2030

45 (56%) 69 (85%) 68 (84%) 62 (77%) Tabel 3. Verwachte maandelijkse kostenbesparing bij gebruik e-trucks in plaats van diesel trucks (% van huidige totale maandelijkse operationele kosten, uitgaande van 50% personeelskosten) voor BEV-trucks met variërende range voor een regionale transporteur

Totale kostenbesparing per maand regionale transporteur 100 km 300 km 500 km 700 km 1100 km

2020 € 0 (0%) € 0 (0%) 2025 € 15.000 (4%) € 13.000 (3%) € 6.000 (2%) 2030 € 59.000 (16%) € 101.000 (27%) € 96.000 (26%) € 82.000 (22%)

Uit bovenstaande tabellen blijkt dat het inzetten van e-trucks in 2020 nog niet rendabel is voor de regionale transporteur zonder financiële stimulering. In 2025 kan 40% van de vloot elektrisch indien trucks met een bereik van 300 kilometer worden ingezet en 30% bij trucks met een bereik van 500 kilometer. Vanwege het feit dat een truck met een bereik van bijvoorbeeld 500 kilometer ook dagafstanden van 300 kilometer kan rijden, zijn deze getallen uit deze tabellen niet bij elkaar op te tellen. In 2030 kan een truck met een bereik van 500 kilometer 85% van de vloot van de regionale transporteur vervangen en daarmee de operationele kosten met 27% verlagen. Tabel 4. Aantal optimaal in te zetten e-trucks (% van rittenschema’s dat elektrisch gereden kan worden) voor BEV-trucks met variërende range voor een nationale transporteur

Aantal elektrisch in te zetten trucks nationale transporteur 100 km 300 km 500 km 700 km 1100 km

2020 0 (0%) 0 (0%)

2025

8 (8%) 36 (35%) 56 (55%)

2030

15 (15%) 48 (47%) 76 (75%) 97 (95%)


Tabel 5. Verwachte maandelijkse kostenbesparing bij gebruik e-trucks in plaats van diesel trucks (% van huidige totale maandelijkse operationele kosten, uitgaande van 50% personeelskosten) voor BEV-trucks met variërende range voor een nationale transporteur

Totale kostenbesparing per maand nationale transporteur 100 km 300 km 500 km 700 km 1100 km

2020 € 0 (0%) € 0 (0%)

2025

€ 4.000 (0%) € 35.000 (4%) € 68.000 (7%)

2030

€ 30.000 (3%) € 91.000 (9%) € 191.000 (19%) € 350.000 (34%) Uit bovenstaande tabellen volgt dat het inzetten van e-trucks in 2020 ook voor de nationale transporteur nog niet rendabel is zonder financiële stimulering. In 2025 en 2030 is zichtbaar dat de BEV-truck met het grootste bereik het best inzetbaar is voor de nationale transporteur. In 2025 kan een BEV-truck met een bereik van 700 kilometer 55% van de vloot vervangen en in 2030 kan een BEV-truck met een bereik van 1100 kilometer zelfs 95% van de vloot vervangen. Deze inzet van e-trucks resulteert in operationele kostenbesparingen van respectievelijk 7% en 34%. Vervolgens is op basis van de optimale inzet ook berekend welke besparingen dit oplevert in kilogram CO2-emissies per e-truck met een bepaald bereik. In Figuur 23 zijn deze besparingen weergegeven voor een regionale transporteur en in Figuur 24 voor een nationale transporteur. Dit zijn de besparingen op motoremissies die gerealiseerd worden indien met e-trucks gereden wordt. Onderstaande figuren laten de opwek van energie (well-to-tank, WTT) buiten beschouwing. De emissies die hiermee gemoeid zijn, zijn afhankelijk van de gebruikte energiemix. Bij eigen opwek of inkoop van groene stroom zijn deze verwaarloosbaar. Indien geladen wordt met de in Nederland gebruikelijke elektriciteitsmix zou elektrische truck in 2019 al 33% minder CO2 uitstoten dan een diesel truck over de totale levensduur23.

Figuur 23. Tank-to-wheel besparingen CO2-emissies op basis van optimale inzet voor een regionale transporteur.

23 CO2 emissiefactoren (2018). Voor Nederlandse Diesel mix geldt een WTW uitstoot van 3,23 kilogram CO2 per liter en 0,649 kilogram CO2 per kWh op basis van de huidige elektriciteitsmix in Nederland naar 75% duurzame elektriciteit zoals voorgenomen in het Klimaatakkoord.

Kg CO2 per m

aand%

van

tota

le u

itsto

ot v

loot

400.000350.000300.000250.000

200.000

150.000

100.00050.0000

100

80

60

40

20

0


Figuur 24. Tank-to-wheel besparingen CO2-emissies op basis van optimale inzet voor een nationale transporteur. Voor beide transporteurs geldt dat vrijwel volledige reductie van CO2-emissies mogelijk is met optimale inzet van e-trucks met een bereik van 1100 kilometer. Voor de regionale transporteur zijn de verschillen tussen een BEV-truck met 500 kilometer bereik en een BEV-truck met 1100 kilometer echter niet zo groot als voor een nationale transporteur. Voor een regionale transporteur is de toegevoegde waarde van een groter bereik dus minder dan voor een nationale transporteur. Daarnaast is opvallend dat een BEV-truck met een bereik van 300 kilometer voor een nationale transporteur minimale impact heeft, terwijl een regionale transporteur hiermee de totale uitstoot van zijn vloot met circa 40% kan reduceren.

5.4 Inpassing energie- en laadinfrastructuur Indien BEV-trucks hun intrede doen in de vloot van transporteurs, zal ook de benodigde energie- en laadinfrastructuur moeten worden ingepast. Deze infrastructuur van elektriciteitskabels en laders is geheel nieuw voor de transportsector. Zo is het de vraag waar de laadinfrastructuur het beste gerealiseerd kan worden. Uit dit onderzoek blijkt dat ’s nachts laden (‘overnight charging’) op de depots de voorkeur heeft, omdat dit de minste impact heeft op de planning en operatie. Om de actieradius te vergroten en daarmee de mogelijkheden voor transport met e-trucks te verruimen is tussentijds snelladen (‘opportunity charging’) op bijvoorbeeld terminals, truck parkings of bij vaste klanten een mogelijkheid. De energievraag op de beoogde laadlocaties is soms dermate groot, dat het huidige elektriciteitsnet daar niet zonder meer geschikt voor is. Uit de praktijk met elektrische bussen blijkt dat het realiseren van een netwerk van (snel)laadinfrastructuur haalbaar is, maar dat een gedegen analyse en voorbereiding is vereist om een betrouwbare operationele inzet te garanderen. Om een beeld te krijgen van de energie- en laadbehoefte voor elektrische trucks en de bijbehorende kosten is dit hieronder uiteengezet. Eerst wordt een beeld gegeven van het benodigd vermogen voor het laden van elektrische trucks. Vervolgens wordt ingegaan op de netaansluiting en de bijbehorende kostencomponenten. Tot slot wordt door middel van twee cases geschetst wat dit betekent voor transporteurs die laadinfrastructuur op hun depot willen en voor overheden of commerciële partijen die met snellaadinfrastructuur de transitie naar elektrische trucks willen faciliteren of versnellen.

Kg CO2 per m

aand%

van

tota

le u

itsto

ot v

loot

1.000.000

800.000

600.000

400.000

200.000

0

100

80

60

40

20

0


Benodigd vermogen Het benodigde energievermogen voor het laden van elektrische trucks op een depot is afhankelijk van de volgende factoren:

i. Energieverbruik van de e-truck ii. Batterijcapaciteit iii. Inzet per dag24 iv. Laadtijd v. Aantal trucks dat gelijktijdig moet laden.

Tabel 6 toont een voorbeeldberekening van het benodigde energievermogen op een depot wanneer een transporteur met (een deel van) zijn vloot overstapt naar elektrische trucks. Dit op basis van uitgangspunten voor de verschillende factoren in drie mogelijke toekomstscenario’s. Tabel 6. Voorbeeldberekening van benodigd vermogen aan energie om een vloot van e-trucks te laden op een depot.

2020 2025 2030 Eenheid 1. Gemiddeld verbruik BEV-truck 1,8 1,6 1,4 kWh/km 2. Prognose bereik BEV-truck 300 500 900 km 3. Gemiddelde inzet per dag 255 425 500 km 4. Energiebehoefte (= 1x3) 459 680 700 kWh 5. Tijd om te laden (op depot) 9 9 9 uur 6. Benodigd laadvermogen (= 4/5) 51 75 78 kW 7. Aantal BEV-trucks in vloot 10 50 100 aantal 8. Totaal benodigd vermogen (= 6x7) 510 3.750 7.800 kW

Op korte termijn gaat het nog niet om heel grote vermogens, maar kan al wel een grotere netaansluiting nodig zijn dan nu wordt gebruikt voor de elektriciteitsvoorziening van het gebouw. Op (middel)lange termijn zijn grotere vermogens van circa 3-8MW nodig per 100 trucks, waarvoor grotere kabels dienen te worden gerealiseerd. Het aansluiten van dergelijke vermogens is niet nieuw voor netbeheerders, maar brengt wel substantiële investeringen in geld (zie hieronder) en tijd (vaak kost realisatie meer dan 1 jaar) met zich mee. De inpasbaarheid is locatie specifiek, omdat beoogde laadlocaties vaak niet op laadinfrastructuur zijn ontworpen waardoor deze infrastructuur moeten worden ingepast in de bestaande ruimtelijke configuratie. Een goede analyse en voorbereiding van de benodigde laadinfrastructuur kan hierdoor veel geld en tijd besparen voor de daadwerkelijke realisatie. Naast het laden op depots is het van belang om te kijken naar de mogelijkheden voor snelladen op laad- en losplaatsen zoals terminals of bij klanten en op rustplaatsen zoals truck parkings en verzorgingsplaatsen langs corridors. Het benodigd vermogen voor opportunity charging is afhankelijk van factoren zoals het aantal laadpunten dat geplaatst wordt, het vermogen van de laadpunten en het verwachte gelijktijdig gebruik ervan door vervoerders. Deze factoren zullen afhangen van de verwachte laadbehoefte op een locatie. Momenteel gebeurt het snelladen van elektrische trucks meestal met een vermogen van 300 kW, maar er wordt vanuit de industrie al onderzoek gedaan naar het laden met vermogens van 1 MW en zelfs 3 MW in de toekomst.

24 De inzet zal bij een volledige vloot met BEV-trucks gelijk zijn aan de huidige gemiddelde afstand voor de vloot.


Kosten netaansluiting voor overnight charging Om aan de laadbehoefte van een volledige BEV-truck vloot van 100 vrachtwagens in 2030 te voldoen zal een aansluiting benodigd zijn op het middenspanningsnet. Afhankelijk van het aantal trucks dat gelijktijdig moet worden opgeladen is het benodigde vermogen en de daaraan gerelateerde aansluitcategorie hoger of lager. De kosten voor de netaansluiting bestaan uit drie onderdelen en bedragen in totaal ca. € 1.000 tot € 2.000 per truck per jaar25:

1. Eenmalige aansluitvergoeding Eenmalige kosten voor het maken van een nieuwe aansluiting op het elektriciteitsnet. In het geval van een aansluiting met een vermogen tussen de 3 MW en 10 MW zoals in bovenstaand voorbeeld bedragen deze kosten ca. € 300.000. Deze kosten kunnen over een lange periode van 20 tot 30 jaar worden afgeschreven. De impact op de TCO van BEV-trucks is hierdoor beperkt met circa € 100 tot € 150 per truck per jaar.

2. Periodieke aansluitvergoeding Dit is een jaarlijks vast bedrag om de aansluiting in stand te houden. Deze kosten zullen jaarlijks circa € 8.000 bedragen, hetgeen neerkomt op € 80 per truck per jaar bij 100 trucks.

3. Transportvergoeding De transportvergoeding bestaat voor grootverbruikers uit een vast- en een variabel deel. Het vaste deel is het transportonafhankelijk tarief (vastrecht). Het variabele deel bestaat uit het transportafhankelijk tarief – afhankelijk van het gecontracteerde transportvermogen en het feitelijk afgenomen maximale vermogen – en een deel dat afhankelijk is van het verbruik. Deze kosten zullen naar schatting tussen de € 900 en € 1.700 per truck per jaar bedragen.

Cases: infrastructuur voor depot laden en snelladen De twee cases hieronder geven een beeld van de benodigde vermogens en kosten voor laad-infrastructuur voor het laden op een depot en voor het snelladen op laad-/losplaatsen of rustplaatsen. Case: laadinfrastructuur voor laden op depot van een transporteur

• Bij aanschaf van twee elektrische vrachtwagens in 2020 die ’s nachts gelijktijdig kunnen laden zijn twee laders van 50kW nodig zijn met een totaal vermogen van 100kW. Een standaard bedrijfsaansluiting van 3x80A levert een maximaal vermogen van 55kW26. Dit betekent dat bij de aanschaf van 1 of 2 vrachtwagens al een verzwaring van de aansluiting nodig kan zijn en dat het kan lonen om te kijken naar mogelijkheden voor slim laden om kosten en tijd te besparen.

• Bij aanschaf van 10 elektrische vrachtwagens (500 kW) zal de aansluiting verder verzwaard moeten worden en bij elektrificatie van een vloot met 100 trucks is een aansluiting van 7 MW nodig. Dit is vergelijkbaar met huidige aansluitingen die gerealiseerd worden voor het laden van elektrische bussen. Hiervoor zijn investeringen van tonnen nodig en is het van belang om goed onderzoek te doen naar het zo slim mogelijk gespreid laden van de trucks en naar de inpasbaarheid van de laadinfrastructuur op de beoogde locatie. Dit kan de transporteur voordeel opleveren in de investering en jaarlijkse kosten.

25 Stedin elektriciteitsnet tarieven voor 2019. Aansluitingen voor transport en grootgebruikers. 26 Bron: Liander (2019). https://www.liander.nl/consument/aansluitingen/typen.


Case: snelladen op laad- en losplaatsen of rustplaatsen

• Voor het realiseren van 3 snelladers met een vermogen van 300 kW waar e-trucks gelijktijdig gebruik van kunnen maken is een aansluiting van ca. 1 MW benodigd. Realisatie van de netaansluiting kost dat geval ca. € 30.000,- tot € 50.000,- afhankelijk van de afstand tot het elektriciteitsnet op de locatie. De aanschaf en installatie van de laders zelf kost daar nog bovenop, waarbij uit kan worden gegaan van ca. 2 tot 3 ton in totaal. Per dag zouden hier circa 40 trucks in elk een half uur zo’n 100 kilometer kunnen bijladen.

• Een snellaadlocatie met 10 snelladers van 1 MW vraagt een aansluiting van 10 MW en maakt het mogelijk om in een half uur ca. 300km bij te laden. Een dergelijke netaansluiting kost al gauw enkele tonnen, afhankelijk van waar de kabel vandaan moet komen. Daarbij moeten de 1 MW laders, die nu nog niet op de markt zijn, worden bekostigd. Een mogelijke oplossing bij dergelijke vermogens is om in plaats van een zware netaansluiting te kiezen voor opslag in accu’s om daarmee de piekvermogens op te vangen.

5.5 Gevoeligheidsanalyse Gevoeligheidsanalyses zijn gedaan om de robuustheid van uitkomsten van de TCO-analyse te verifiëren. De prijzen van de belangrijkste componenten zijn gevarieerd van 25% toename tot en met 25% afname waarna de impact op de TCO is weergegeven. Voor de varianten BEV-truck en FCEV-truck zijn de drie grootste kostcomponenten uit de TCO geanalyseerd op impact op de resultaten om de betrouwbaarheid van de uitkomsten te bepalen (zie Bijlage 5. Gevoeligheidsanalyse). Voor de BEV-truck zijn dit de componenten:


Voor de FCEV-truck zijn dit de componenten:


Voor de Diesel truck is alleen de brandstof gevarieerd, vanwege de aanname dat de andere componenten prijstechnisch niet zullen afwijken. Vervolgens zijn voor de type vrachtwagens ‘best case’ en ‘worst case’ scenario’s gedefinieerd. In het best case scenario zijn alle bovengenoemde componenten met 15% in prijs verhoogd en de TCO daarop aangepast. In het worst case scenario zijn de prijzen van al de componenten juist met 15% verlaagd. In werkelijkheid kunnen de prijzen ook buiten deze marge vallen, al geeft deze bandbreedte van 30% een afdoende marge om de meest waarschijnlijke afwijkingen van de voorspellingen te omvatten. Dit schetst een helder beeld van de impact die een prijstoename of -afname heeft om de kantelpunten in de tijd.


Door de TCO’s in de tijd van de verschillende typen met deze bandbreedtes te schetsen, kan de impact van deze scenario’s op de omslagpunten achterhaald worden. Het omslagpunt is het moment dat een truck van een bepaald type goedkoper wordt dan een ander type. Door het vergelijken van de extremen (worst case BEV-truck versus best case diesel truck) ontstaat een goed beeld van de robuustheid van de omslagpunten. In Figuur 25 is deze analyse weergegeven voor een BEV-truck in vergelijking met de diesel variant. In Figuur 26 worden de FCEV-truck en de diesel truck vergeleken en tenslotte in Figuur 27 de BEV-truck en de FCEV-truck.

Figuur 25. Bandbreedte van TCO voor best case en worst case scenario voor BEV-truck (400km bereik) en diesel truck tot 2020.

Figuur 26. Bandbreedte van TCO voor best case en worst case scenario voor FCEV-truck en diesel truck tot 2030.

€ 0

€ 200

€ 400

€ 600

€ 800

€ 1.000

€ 1.200

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

Dui

zend

en

BEV-truckDiesel-truck

€ 0

€ 200

€ 400

€ 600

€ 800

€ 1.000

€ 1.200

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

Dui

zend

en

€ 0

€ 200

€ 400

€ 600

€ 800

€ 1.000

€ 1.200

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

Dui

zend

en

€ 0

€ 200

€ 400

€ 600

€ 800

€ 1.000

€ 1.200

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

Dui

zend

en

FCET-truckDiesel-truck


Figuur 27. Bandbreedte van TCO voor best case en worst case scenario voor BEV-truck (400km bereik) en FCEV-truck tot 2030.

Op basis van deze analyse kunnen onderstaande constateringen worden gedaan:

1. Een BEV-truck met 400 kilometer bereik wordt tussen 2022 en 2027 goedkoper dan een diesel truck;

In het scenario dat de belangrijkste componenten van een BEV-truck allen 15% goedkoper uitvallen dan verwacht en tegelijkertijd de prijs voor diesel 15% hoger ligt dan verwacht, zal een BEV-truck met een bereik van 400 kilometer in 2023 goedkoper zijn dan de diesel variant. Indien de dieselprijs juist lager uitvalt en de prijzen van de componenten hoger, ligt dit omslagpunt ergens in 2027.

2. FCEV-truck ten vroegste in 2026 goedkoper dan diesel variant; Vergelijkbaar zal het omslagpunt voor een FCEV-truck ten opzichte van een diesel truck ten vroegste in 2026 liggen. In het worst case scenario voor de FCEV-truck en best case scenario voor de diesel variant zal de FCEV-truck niet voor 2030 goedkoper worden.

3. BEV-truck voordeligste truck in 2030.

In alle scenario’s zal in 2030 de BEV-truck met een bereik van 400 kilometer de voordeligste optie zijn bij optimale inzet. Indien de TCO-trends van de BEV-truck en FCEV-truck zich doorzetten, is er kans dat de FCEV-truck op termijn goedkoper zal worden dan de BEV-truck.

€ 0

€ 200

€ 400

€ 600

€ 800

€ 1.000

€ 1.200

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

Dui

zend

en

€ 0

€ 200

€ 400

€ 600

€ 800

€ 1.000

€ 1.200

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

Dui

zend

enFCET-truckBET-truck


6. Conclusies en aanbevelingen

6.1 Conclusies In dit onderzoek zijn de eisen en wensen van vervoerders onderzocht en kenmerken van het huidige containervervoer over de weg. Vervolgens zijn varianten gedefinieerd en geanalyseerd om de transitie naar zero emissie containervervoer te onderzoeken. Hieronder staan de belangrijkste conclusies van dit onderzoek:

1. Momenteel geen e-trucks op de markt die voldoen aan de technische en financiële eisen van vervoerders voor zwaar containervervoer over de weg.

Er zijn momenteel BEV-trucks en FCEV-trucks beschikbaar op de markt, echter voldoen deze niet aan de technische en financiële eisen van vervoerders. Voornaamste redenen zijn de te hoge aanschafprijs voor de e-trucks. Dit komt deels doordat de e-trucks die nu op de markt zijn, omgebouwde diesel trucks zijn en niet specifiek als e-truck zijn geproduceerd. Daarnaast zijn de huidige BEV-trucks te beperkt qua laadvermogen en bereik voor containertransport van regionale en nationale transporteurs. Tussen 2020 en 2024 worden e-trucks verwacht met voldoende laadcapaciteit en bereik voor containervervoer, zoals de Tesla Semi.

2. Total cost of ownership voor batterij elektrische vrachtwagen naar verwachting voordelig binnen 4 tot 12 jaar, afhankelijk van batterijgrootte en optimale inzet.

De analyse van de financiële haalbaarheid van e-trucks toont aan dat binnen 4 tot 12 jaar batterij elektrische vrachtwagens voordeliger worden dan de diesel variant op basis van de verwachtte financiële en technologische ontwikkelingen. Redenen hiervoor zijn de lage operationele kosten voor batterij elektrisch rijden, de prijsdaling en toename van accucapaciteit. Om elektrisch vrachtvervoer voor die tijd economisch rendabel te maken is financiële stimulering noodzakelijk. Binnen 4 jaar zal de TCO van een BEV-truck met kleiner bereik van 100 kilometer bij optimale inzet voordeliger worden en binnen 12 jaar ook BEV-trucks met een groter bereik van 900 kilometer financieel voordeliger dan diesel trucks over de gehele levensduur. Een break-even in TCO betekent niet automatisch een overstap naar EV. Dit heeft te maken met sociale, psychologische factoren en beschikbaarheid van modellen en laadinfrastructuur. Omdat een truck pas vervangen wordt aan het einde van zijn levensduur, zal de vervangingscyclus van diesel trucks door BEV-trucks bij optimale inzet dus op zijn vroegst binnen 4 tot 12 jaar kunnen starten.

3. Batterij elektrische vrachtwagens met kleine batterij capaciteit eerder rendabel, maar op lange termijn worden trucks met groter bereik voordeliger.

In eerste instantie zullen voornamelijk batterij elektrische trucks met klein bereik snel voordelig worden vanwege de potentie tot optimale inzet en hoge kosten voor (grotere) accupakketten. Door de prijsdaling van de accupakketten zullen op termijn e-trucks met groter bereik voordeliger worden. Deze kunnen namelijk meer kilometers op een dag maken en daardoor het operationele voordeel van elektriciteit tegenover diesel beter benutten.


4. Batterij elektrische vrachtwagen in 2030 voordeliger dan zowel waterstof-elektrische vrachtwagen als diesel vrachtwagen.

In 2030 zal de BEV-truck vanwege de sterke prijsdaling van de batterij en lage kosten van elektriciteit het voordeligste type vrachtwagen zijn. Een gevoeligheidsanalyse op de prijsontwikkelingen van de componenten bevestigd dat ook als de prijsontwikkelingen achterblijven op de voorspelling de BEV-truck het goedkoopste type vrachtwagen zal zijn in 2030. Vanaf dat moment zullen vervoerders vanuit een financieel oogpunt waarschijnlijk de keuze maken voor een elektrische truck indien deze optimaal ingezet kan worden.

5. De optimale inzet van e-trucks is afhankelijk van een meer regionale of nationale oriëntatie van een vervoerder.

Afstemming van het type e-truck qua bereik op deze vervoerskarakteristieken is bepalend voor het terugverdienmoment. Voor meer nationaal georiënteerde vervoerders is het vrijwel altijd voordelig om de batterij elektrische vrachtwagen met het grootste bereik aan te schaffen en optimaal in te zetten. Voor regionale vervoerders is het van belang om een balans te vinden tussen trucks met meer en minder bereik zodat de voertuigen optimaal en betrouwbaar kunnen worden ingezet.

6. Waterstof elektrische vrachtwagen op ‘blauwe waterstof’ voordeliger dan diesel vrachtwagen binnen 10 tot 12 jaar.

De vrachtwagen op waterstof zal naar verwachting later dan de batterij elektrische vrachtwagen financieel voordeliger worden. De hoge kosten voor waterstof zelf, het brandstofcel systeem en onderhoud en reparatie zijn hier de belangrijkste redenen voor. De ontwikkelingen zijn in kaart gebracht tot en met 2030 en tot deze tijd zullen zowel de diesel truck als de BEV-truck financieel voordeliger zijn dan de FCEV-truck. Desalniettemin zou de FCEV-truck in de toekomst een rol in de vloot van een transporteur kunnen spelen. Bijvoorbeeld voor grote afstanden door het bereik van een FCEV-truck of voor vrachtwagens die niet ’s nachts op het depot gestald worden. De prijs voor ‘groene waterstof’ zal naar verwachting voor 2030 nog niet ver genoeg gedaald zijn om de TCO rendabel te maken ten opzichte van de diesel variant.

7. Realisatie van energie- en laadinfrastructuur is een cruciale factor in de transitie naar elektrisch containervervoer.

Om de transitie mogelijk te maken is energie- en laadinfrastructuur nodig die dit ondersteunt, maar deze infrastructuur van elektriciteitskabels is geheel nieuw voor de transportsector. De energievraag is echter dermate groot, dat het huidige elektriciteitsnet hier niet zonder meer geschikt voor is. Ook is het de vraag waar de laadinfrastructuur het beste gerealiseerd kan worden. Een vaste standplaats waar ’s nachts geladen kan worden is noodzakelijk, bij voorkeur op het depot van de vervoerder. Laadlocaties bij terminals waar containers worden opgehaald en ingeleverd of truck parkings waar chauffeurs vaak pauzeren kunnen de transitie naar batterij elektrisch vervoer versnellen. Kortom: een netwerk van (snel)laadinfrastructuur dient te worden gerealiseerd om batterij-elektrisch container-vervoer mogelijk te maken. De realisatie in doorlooptijd en financiering hiervan is een aandachtspunt.


8. Overnight charging noodzakelijk voor volledige transitie naar BEV-trucks. Overnight charging past goed bij de huidige wijze van plannen en is om die reden operationeel direct geschikt. Opportunity charging maakt het rijden van langere ritten met beperktere en lichtere batterijen mogelijk doordat tussentijds kan worden bijgeladen en zou daarom de transitie kunnen versnellen. Onzekerheden qua laadtijden, laadlocaties en planning maken het op dit moment echter lastig om opportunity charging op een betrouwbare en voorspelbare wijze in de planning in te passen. Overnight charging is daarom noodzakelijk voor een volledige transitie naar e-trucks, opportunity charging kan deze transitie versnellen.

6.2 Aanbevelingen Voortvloeiend uit de analyse en conclusie van dit rapport zijn een viertal aanbevelingen geformuleerd om de transitie naar elektrisch vrachtvervoer te versnellen. De eerste twee aanbevelingen beschrijven handelingsmogelijkheden van het Havenbedrijf Rotterdam, de derde aanbeveling beschrijft de handelingsmogelijkheden voor TLN. De laatste aanbeveling biedt handelsmogelijkheden voor zowel Havenbedrijf Rotterdam als TLN.

1. Start een pilotproject samen met transporteurs om de aannames zoals geschetst in dit rapport voor de BEV-trucks de komende jaren in de praktijk te toetsen.

Dit rapport berust op aannames die grondig getest zullen moeten worden in de praktijk. Enkel dan kan de financiële, technologische en operationele geschiktheid van e-trucks worden ondervonden, inclusief de inpassing van laadinfrastructuur. De resultaten uit pilotprojecten zullen gebruikt worden om de variabelen in dit rapport aan te scherpen en zo het transitiepad naar elektrisch containertransport nauwkeuriger in kaart te brengen.

2. Zet nu al in op elektrificatie van lichter vrachtvervoer binnen het havengebied; Momenteel zijn voertuigen beschikbaar die met 40 ton en een range van 100 kilometer nog niet geschikt zijn voor containertransport van regionale en nationale transporteurs. Deze trucks zijn wel van toegevoegde waarde voor lichter vrachtvervoer, in het bijzonder indien de afstanden per dag relatief beperkt en voorspelbaar zijn. Om eerder duurzaam vrachtverkeer te realiseren kan daarom ingezet worden op elektrificatie van lichter vervoer binnen het havengebied. Een mogelijkheid kan zijn om middels een pilot de techniek, operatie en business case te testen en evalueren.

3. Onderzoek de mogelijkheid en noodzaak om met (snel)laadinfrastructuur op strategische plaatsen de transitie naar elektrisch regionaal containervervoer te versnellen;

Regionaal vervoer zou middels opportunity charging op korte termijn voor een groot deel elektrisch kunnen. Door snellaadinfrastructuur op strategische plaatsen te faciliteren kan daarom de transitie versneld worden. Strategische plaatsen zijn containerterminas of truck parkings zoals Maasvlakte Plaza, omdat vrachtwagens hier vaak stoppen. De bevindingen van operationele, financiële en technische haalbaarheid kunnen zodoende tijdens de uitvoering getest en gevalideerd worden.


4. Licht transporteurs in van de voordelen van elektrisch vrachtvervoer en het verloop van de

transitie; Een effectieve manier om de transporteurs te betrekken bij de transitie is door ze in te lichten over de voordelen en ontwikkelingen van elektrisch vrachtvervoer. Door tijdig aan te geven wanneer bepaalde type e-trucks voordeliger worden over de levensduur dan diesel trucks, kunnen transporteurs inspelen op deze ontwikkelingen. Hiermee kan de toepassing van e-trucks in de vloot en daarmee de transitie versneld worden.

5. Faciliteer de uitrol van laadinfrastructuur voor BEV trucks door onderzoek naar de mogelijkheden en barrières en door samenwerking met stakeholders zoals gemeenten en netbeheerders.

De uitrol van laadinfrastructuur is een van de grote uitdagingen voor de introductie en opschaling van BEV trucks. De ervaring met elektrische bussen leert dat een gedegen voorbereiding essentieel is om de laadinfrastructuur tijdig te kunnen realiseren. Het is van belang de mogelijkheden en barrières voor realisatie van de laadinfrastructuur voor BEV trucks op depots, terminals en truck parkings nader te onderzoeken. Daarnaast is het zaak om met stakeholders zoals gemeenten en netbeheerders samen te werken aan oplossingen om de uitrol zo goed mogelijk te faciliteren. Op basis van het onderzoek, de conclusies en aanbevelingen is een roadmap opgesteld met het transitiepad naar elektrisch containervervoer en bijbehorende handelingsmogelijkheden voor Havenbedrijf Rotterdam en TLN. Deze roadmap is weergegeven in Figuur 28. Daarnaast wordt voorgesteld om als vervolg op dit onderzoek de mogelijkheden en voorwaarden voor elektrisch containervervoer op de belangrijke goederencorridors vanuit Rotterdam te verkennen, waarbij niet enkel containervervoer per truck maar ook per spoor en binnenvaart wordt meegenomen. Dit past in de nationale ‘goederencorridor aanpak’ en kan in samenwerking met partners als het Ministerie van IenW, Rijkswaterstaat en provincies.


Figuur 28. Roadmap voor de verwachtte transitie naar elektrisch containervervoer over de weg en transitie versnellende handelingsmogelijkheden.

2020 2025 2030

Waterstof truck voor het eerst

goedkoper over levensduur dan diesel variant,

batterij-elektrisch blijft voordeliger

Ontwikkelingen vrachtvervoer

Transitie versnellende handelings-mogelijkheden

TIJDLIJN

Ontwikkelingen vrachtwagens

Introductie batterij elektrische

vrachtwagen modellen met beperkt bereik

Handelings-mogelijkhedenHavenbedrijf Rotterdam

Handelings-mogelijkhedenTLN

Voor regionale vervoerders economisch

voordelig om deel van vloot te

vervangen door BEV-trucks

Voor nationale vervoerders economisch

voordelig om bij vervanging van

vloot te kiezen voor BEV-trucks

Voor alle typen vervoerders economisch

voordelig om overgrote deel van vloot te vervangen

door BEV-trucks

Bemiddelen gepaste privileges

en financiële voordelen voor

e-trucks; inlichten van leden over

opkomst e-trucks

Verstrekken van subsidies of

vrijstelling van heffingen voor zero

emissie vrachtwagens

Start proef met lichter vervoer

binnen havengebied om techniek,

operatie en business case te testen en

evalueren

Inlichten en faciliteren van leden over mogelijkheden

BEV-trucks en realisatie van

laadinfrastructuur

Aanleg van waterstof

tankstations op centrale locaties

Batterij elektrische truck met medium


diesel variant.

Batterij elektrische truck met beperkt


diesel variant.


BEV-trucks en toepassingen op

lichter vrachtvervoer







(Maasvlakte Plaza)


FCEV-trucks en toepassingen in lange afstands-

containertransport

Faciliteren aanleg energie- en

laadinfrastructuur t.b.v. BEV-trucks op depots en terminals

e-Trucks vanuit de Rotterdamse haven

Bijlagen


Bijlage 1. Capaciteit voor batterij op basis van gewicht monitoring Een bekend probleem van batterij-elektrische trucks is het gewicht van de batterijen. Een recente analyse door Frans Verbruggen en Auke Hoekstra (gepresenteerd op EVS31 in Kobe) zet dit naast elkaar voor reguliere trucks van 40 ton. Deze worden gebruikt in circa 80% van de vervoersbewegingen van en naar de haven van Rotterdam. Daarbij is eerst gekeken naar de aandrijflijn. Daarbij constateren we dat een gewichtsvoordeel van 2700 kg aannemelijk lijkt voor de elektrische aandrijflijn. Overigens betekent dit wel een herontwerp waarbij de elektromotoren tussen de assen worden geplaatst net zoals bij de huidige nieuw geproduceerde elektrische auto’s. Op dit moment worden bij elektrische trucks voornamelijk reguliere trucks omgebouwd, waarbij de brandstofmotor wordt vervangen, maar de aandrijving (inclusief versnellingsbak, aandrijfas en differentieel) intact wordt gelaten. Dan is het gewichtsvoordeel van de aandrijflijn sterk gereduceerd. Vervolgens is gekeken naar het energiegebruik per kilometer. Na een uitgebreide analyse schatten wij dat een energieverbruik van 1,7 kWh/km realistisch lijkt. Momenteel zou dit nog iets hoger kunnen liggen maar met A-label banden en goede aerodynamica zou een lagere waarde gerealiseerd kunnen worden. Op basis van deze aannames kan het bereik van de elektrische truck uitgezet worden tegen de range, afhankelijk van de energiedichtheid van de batterij (zie Figuur 29).

Figuur 29. Trade-off tussen beperking van laadvermogen en bereik

Op het gebied van energiedichtheid zijn de ontwikkelingen de afgelopen decennia stormachtig geweest. Rond de eeuwwisseling waren eigenlijk alleen loodbatterijen beschikbaar met een energiedichtheid slechts 20-50 Wh/kg. Met deze batterijen had een truck met een lange range alleen batterijen mee kunnen nemen en verder geen lading. In de figuur komt deze (nu extreme en niet relevante) situatie niet meer terug. Veel grote trucks en bussen die de afgelopen jaren geëlektrificeerd zijn gebruiken een betrouwbare en betaalbare lithiumijzerfosfaat batterij. Deze batterijen waren zeker vijf keer lichter dan loodbatterijen. Maar omdat ijzer relatief zwaar is en omdat de vaak kleine productieseries tot iets zwaardere (maatwerk) batterijpakkketen leiden kwamen deze trucks niet verder dan een energiedichtheid van circa 100 Wh/kg. In de figuur is te zien dat een truck met een bereik van 600 kilometer en een batterij van 100 Wh/kg een meergewicht heeft van bijna 8 ton.


Maar de ontwikkellingen hebben niet stilgestaan. Elektrische auto’s uit 2019 (bijvoorbeeld de Tesla Model 3) hebben vaak een nickelcobaltaluminium (NCA) lithium batterij waarvan de energiedichtheid op celniveau rond de 270 Wh/kg zit en bij de volledig ingepakte en gekoelde batterij op circa 200 Wh/kg. Onze analyses van de opbouw van batterijpakketten voor trucks leren dat deze grote batterijpakketten per kWh minder verpakkingsmateriaal en koeling vereisen dan veel kleinere en minder compact gevormde autobatterijen. Een truck die even ver geoptimaliseerd is als een personenauto zou nu dus al een energiedichtheid van meer dan 200 Wh/kg kunnen bereiken. In dat geval is het meergewicht van de trekker volgens onze analyse iets meer dan 2 ton. Voor de periode 2025-2030 waarin wij de grote doorbraken verwachten zal deze optimalisatieslag op basis van technologie die nu al in personenauto’s beschikbaar is naar onze verwachting naar truckontwerpen zijn doorgesijpeld. Daarom is in de analyse uitgegaan van een meergewicht van 2 ton. Voor de periode tot 2025 correspondeert dit meergewicht met een korter bereik (bijvoorbeeld 300 kilometer). In 2040 verwachten wij dat zij correspondeert met een bereik van circa 900 kilometer. In deze analyse ligt de nadruk op de periode van 2025-2030 waarin we de grote doorbraken verwachten en voor die periode gaan we ervan uit dat 2 ton meergewicht leidt tot een courante elektrische 40 ton truck met een bereik van 600 kilometer. De vraag is nu wat hiervan de impact is op de operationele planning van de vervoerder. Dit hangt af van een aantal factoren die we hieronder op een rij zetten. De eerste factor is regelgeving. Voor trucks tot 16 ton is een meergewicht van een ton toegestaan bij een zero-emissie aandrijflijn. Voor zwaardere truck is in de regelgeving nog niets voorzien maar recent hebben meerdere partijen (waaronder de TU Eindhoven) een voorstel ingediend dat aan de EU voorrekent dat zwaardere trucks een vrijstelling verdienen die afhankelijk is van de range en waarbij 2,5 ton voor een bereik van 600 km werd geopperd. Als deze aanbeveling wordt overgenomen zou een elektrische truck met een range van 600 km dus nooit concessies hoeven te doen qua gewicht van de lading. De tweede factor is de mate waarin trucks op dit moment in totaalgewicht over hebben. We hebben een analyse gemaakt van gewichten zoals vastgesteld op de meetpunten in de Rotterdamse haven. We hebben ons daarbij beperkt tot de reguliere 40 tons trucks bestaande uit een standaard trekker (4+2 of 6+2) en trailer (3 assig). We kijken eerst naar het totale gewicht. Als we uitgaan van een maximum voertuiggewicht van 40 ton (de situatie die overal in Europa geldt) dan is op dit moment een derde (33%) van de trucks te zwaar en is ruim de helft (55%) minder dan 2 ton ruimte over voor batterijen. In de Nederlandse situatie is op dit moment echter 50 ton toegestaan. Dat betekent dat trucks met een gewicht van 48 ton of lager ruimte hebben voor een batterij van 2 ton. Dat gaat op voor ruim 98%27 van de trucks. Dat is een interessante constatering: in Europa zouden batterij elektrische trucks een probleem kunnen zijn en dit zou bijvoorbeeld door regelgeving moeten worden opgelost maar in Nederland is een batterij van twee ton in vrijwel geen enkel geval een probleem. Als we kijken naar onze analyses van vervoersbewegingen dan is er in vrijwel alle gevallen

27 WIM-rapportage (2010) en analyse Royal Haskoning (2015) van monitoringsdata van HbR.


sprake van ritten binnen Nederland die dus met een batterij van 2 ton zonder problemen zouden kunnen worden uitgevoerd. Als we kijken naar asgewichten is de situatie minder rooskleurig. Gemiddeld is er dan sprake van 3,9 ton vrije ruimte maar 19% van de trucks overschrijdt nu al het toegestane gewicht maar liefst 36% heeft minder dan 2 ton speling. Als we ons beperken tot de assen van de trekker dan heeft 17% van de trekkers een te hoge aslast en slecht 3% van de trekkers heeft meer dan 2 ton over. De oplossing hiervoor ligt voor de hand: een tweede achteras. Daarmee zou het extra batterijgewicht in vrijwel alle gevallen opgevangen kunnen worden. Overigens brengt dit wel uitdagingen met zich mee in termen van ruimte: het inpassen van een extra as en grote batterij vraagt enige creativiteit. Op zijn minst zullen (anders dan nu) de motoren tussen de wielen moeten worden geplaatst en ook zal de vrijkomende motorruimte optimaal dienen te worden benut. Wellicht zal zelfs het vertrouwde ladderframe vervangen dienen te worden door een frame dat rond de batterij loopt. Al deze oplossingen zijn bijvoorbeeld doorgevoerd in de Tesla Semi. In het ergste geval zal de trekker dieper onder de trailer dienen te steken en dit is niet in combinatie met elke trailer mogelijk. Uiteindelijk is de conclusie relatief eenduidig: vervoerders kunnen zo lang zijn in Nederland rijden zonder problemen een batterijmeergewicht van 2 ton vervoeren, mits de trekker wordt geoptimaliseerd en uitgerust met 2 achterassen. Voor gebruik in geheel Europa zal de regelgeving aangepast dienen te worden.


Bijlage 2. Aannames TCO Om de TCO te berekenen is een TCO-tool ontwikkeld waarin bovenstaande componenten worden berekend en verschillende aannames kunnen worden gevarieerd. De operationele aannames staan beschreven in Tabel 7), de technische aannames in Fout! Verwijzingsbron niet gevonden. en de financiële aannames in Fout! Verwijzingsbron niet gevonden.. Tabel 7. Aannames operationele input voor de TCO.

Factor Maximale range truck1 600 km Jaarlijkse kilometers gereden.1 120 000 km Laadmethode (alleen elektrische trucks).

Alleen s ’nachts laden

Maximale totaalgewicht truck.2 50 ton Additionele BEV-trucks3 2020: 11%

2025: 7% 2030: 5%

Toelichting 1. Op basis van data en interviews logistieke partijen. 2. Maximaal gewicht nationaal transport. 3. Additionele BEV-trucks voor de respectievelijke jaartallen ten gevolge van verlies netto laadvermogen door gewicht

batterijpakketten. Percentages op basis van Weigh in Motion (Royal Haskoning DHV)


Bijlage 3. Ontwikkelingen In onderstaande figuren zijn de technologische en economische ontwikkelingen van de verschillende componenten weergegeven. Op basis van wetenschappelijk onderzoek en informatie vanuit marktpartijen is vervolgens door EVConsult, TU/e en ZenMo een expert scenario gedefinieerd voor de verwachtte ontwikkeling.

Figuur 30.Ontwikkeling energiedichtheid Lithium-ion batterij

Figuur 31. Dieselprijsontwikkeling. Grootverbruik startpunt gebaseerd op basis van prijsafspraken van de logistieke partijen. Grootverbruik prijsstijging gelijk aan de algemene trend.

0

100

200

300

400

500

600

700

2010 2015 2020 2025 2030

kWh/

kg

CE Delft (2012)

Ulvestad (n.d.)

EU (2018)

Nature (2018)

Bloomberg (2017)

EVConsult & TU/e

Exponentieel (EVConsult & TU/e )

0

0,5

1

1,5

2

2,5

2010 2015 2020 2025 2030

€/l

Ecofys (2016)

Kochhan et al. (2017)

ICCT (2017)

EVConsult & TU/e- Kleinverbruik

EVConsult & TU/e -Grootgebruik

Exponentieel (EVConsult & TU/e -Grootgebruik)


Figuur 32. Elektriciteitsprijsontwikkeling tot en met 2030. Grootverbruik trend gebaseerd op de algemene prijsontwikkelingen elektriciteit.

Figuur 33. Verwachte waterstofprijsontwikkelingen tot en met 2030. NG refereert aan SMR met CCS, RES refereert aan elektrolyse.

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

2010 2015 2020 2025 2030

€/kW

h


ICCT (2017)

EVConsult & TU/e- Kleinverbruik

EVConsult & TU/e -Grootgebruik

Lineair (EVConsult & TU/e -Grootgebruik)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

2010 2015 2020 2025 2030

€/kg

NG ICCT (2017)

NG TKI (2017)

EVConsult & TU/e- Hydrogen (NG)

RES Kochhan et al. (2017)

RES ICCT (2017)

RES EVConsult & TU/e- Hydrogen

Exponentieel (EVConsult & TU/e-Hydrogen (NG))


Figuur 34. Verwachte batterijprijsontwikkelingen tot en met 2030.

Figuur 35. Prijsontwikkeling Brandstofcel. Lagedruk PEM-cel volgt algemene trend prijsontwikkeling.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

2010 2015 2020 2025 2030

€/kW

h

Bloomberg (2018)

CE Delft (2012)

ICCT (2017)

Nature (2015)

S.Bubeck et al. (2016)

EVConsult & TU/e -Normal pack

EVConsult & TU/e -Truck pack

Exponentieel (EVConsult & TU/e -Truck pack)

0

500

1000

1500

2000

2500

2010 2015 2020 2025 2030

€/kW

Rufinni & Wei (2018)

ICCT (2017)

DOE Cost targets (2017)


S. Bubeck et al. (2016)

IEA (2015)

EVConsult, TU/e- Car

EVConsult, TU/e -Truck

Exponentieel (EVConsult, TU/e -Truck)


Figuur 36. Prijsontwikkeling elektrische aandrijflijn.

Figuur 37. Prijsontwikkeling waterstoftank

0

5

10

15

20

25

30

35

2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030

€/kW



ICCT (2017)

EVConsult & TU/e -Truck

0

5

10

15

20

25

30

35

2010 2015 2020 2025 2030

€/kg


ICCT (2017)

IEA (2015)

EVConsult & TU/e

Lineair (EVConsult & TU/e)


Bijlage 4. TCO inclusief kosten van kapitaal en belastingen Overwegingen Drie onderdelen die uit de TCO zijn gelaten zijn de kosten van kapitaal, de belastingen/subsidies en de arbeidskosten. De drie onderdelen zullen los worden besproken en de invloed hiervan op de TCO is weergeven in Figuur 38, Figuur 39, Figuur 40 en Figuur 41. Kosten van kapitaal De kosten van kapitaal zijn de kosten die gemaakt worden om een investering van een truck te financieren afhankelijk van de rentevoet en de restwaarde van de truck. De kosten van kapitaal worden op de volgende manier berekend;

𝐶𝐾 = $%&'()*

∗ 𝑖 ∗ 𝑙𝑡/

Waar; CK = Kosten van kapitaal TI = Totale investering RW= Restwaarde truck na levensduur i = Rentevoet lt = levensduur truck De totale investering en restwaarde van de truck na levensduur zijn gebaseerd op eerder onderbouwde aannames (Bijlage 2. Aannames TCO). In de analyse is uitgegaan van een rentevoet van 4% en een levensduur van 1.000.000 kilometer. Bij een truck met een bereik van 600 kilometer per dag komt dit neer op een levensduur van 8,3 jaar. Subsidies/belastingen Huidig beleid In Nederland zijn verschillende belastingvoordelen te verkrijgen voor het gebruik van duurzaam transport. Hieronder vallen de Milieu investeringsaftrek (MIA), de regeling Willekeurige afschrijvingen milieu-investeringen (VAMIL) en de Energie-Investeringsaftrek (EIA). Met deze regelingen is het mogelijk een fiscaal voordeel te krijgen bij de aanschaf van de trucks en mag de afschrijving plaats vinden op een willekeurig moment. Naast deze voordelen wordt het huidige vrachtvervoer belast in Nederland door middel van de motorrijtuigenbelasting (MRB) en het eurovignet. Deze is afhankelijk van het aantal assen, het gewicht, de inrichtingen en de uitstoot van de truck. Dit is een vast jaarlijks bedrag per truck, variërend van € 1.59028 tot € 3.91429.

28 Belastingdienst 2018/2019: Uitgaande van koppelinrichting, max GVW>40.000 kg, 3 assen, Euronorm 3+ met luchtvering 29 Belastingdienst 2018/2019: Uitgaande van koppelinrichting, max GVW>40.000 kg, 4 assen, Euronorm 0 zonder luchtvering


Verwacht beleid Vanaf 2023 zal er op basis van het huidige Regeerakkoord in Nederland een kilometerheffing zijn voor het gebruik van de infrastructuur. De schone trucks zullen naar verwachting (tijdelijk) worden ontlast van deze belasting of een korting ontvangen op de belasting. De verwachting is dat de kilometerheffing alleen op de rijkswegen en provinciale wegen van toepassing zal zijn. De hoogte van de heffing is geschat op € 0.187 per km, vergelijkbaar met het huidige Duitse beleid. Arbeidskosten De arbeidskosten zijn in de TCO-analyse buiten beschouwing gelaten, uitgaande van de veronderstelling dat de gereden afstanden en dus de uren die de chauffeur maakt zijn gelijk voor de verschillende varianten trucks. Hierin bestaat dus geen onderscheid tussen de verschillende varianten trucks. Ook het tanken/laden van de trucks zorgt niet voor additionele tijd. De opportunity charging variant is niet meegenomen in deze analyse, dus voor de BEV-truck wordt aangenomen dat deze alleen ’s nachts hoeft op te laden en vervolgens de gehele dag-afstand kan rijden. De waterstof en diesel truck tanken op een conventionele manier aan de pomp. De ontwikkelingen van de TCO’s van de verschillende type trucks zijn weergegeven in Figuur 38. De opbouw per component is per truck type weergegeven in Figuur 39 tot en met Figuur 41. In deze figuren is te zien dat de verwachte belastingen en de kosten van kapitaal zijn meegenomen. De BEV-truck en FCEV-truck worden vrijgesteld van de verwachte kilometerheffing. Te zien in de figuren is dat de diesel aanzienlijk duurder wordt t.o.v. de oude situatie en de BEV-truck en FCEV-truck relatief minder duur worden. De BEV-truck wordt hierdoor bij aanschaf in 2023 goedkoper over de levensduur dan de diesel variant en de FCEV-truck in 2029.

Figuur 38. Total cost of ownership, verschillende brandstof varianten 400 km range trucks. Inclusief kosten van kapitaal en belastingen.

€ 0

€ 200

€ 400

€ 600

€ 800

€ 1.000

€ 1.200

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

Duize

nden

BET

FCET

Diesel


Figuur 39. TCO-onderverdeling componenten diesel truck. Inclusief kosten van kapitaal en belastingen

Figuur 40. TCO-onderverdeling componenten BEV-truck met bereik van 600km. Inclusief kosten van kapitaal en belastingen

Figuur 41. TCO-onderverdeling componenten FCEV-truck. Inclusief kosten van kapitaal en belastingen

€ 0

€ 200

€ 400

€ 600

€ 800

€ 1.000

€ 1.200

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

Duize

nden

Truck Aandrijflijn Batterij Tank Onderhoud Brandstof/Elektriciteit Investment cost Belastingen

€ 0

€ 200

€ 400

€ 600

€ 800

€ 1.000

€ 1.200

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

Duize

nden

Truck Aandrijflijn Batterij Onderhoud Brandstof/Elektriciteit Elektronica Laadinfrastructuur Investment cost Extra trucks

€ 0

€ 200

€ 400

€ 600

€ 800

€ 1.000

€ 1.200

2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

Duize

nden

Truck Aandrijflijn Batterij Tank Onderhoud Brandstof/Elektriciteit Brandstofcel systeem Investment cost


Bijlage 5. Gevoeligheidsanalyse Voor de varianten BEV-truck en FCEV-truck zijn de drie grootste kostcomponenten uit de TCO geanalyseerd impact op de resultaten om de betrouwbaarheid van de uitkomsten te bepalen. Voor de BEV-truck zijn dit de componenten (zie Figuur 42):

i. Batterij; ii. Brandstof (elektriciteit);

iii. Onderhoud Voor de FCEV-truck zijn dit de componenten (zie Figuur 43):

i. Brandstofcel; ii. Brandstof (waterstof);

iii. Onderhoud. Voor de diesel truck is alleen de brandstof gevarieerd, vanwege de aanname dat de andere componenten prijstechnisch niet zullen afwijken, zie Figuur 44.

Figuur 42. Gevoeligheidsanalyse BEV-truck componenten

€ 350

€ 450

€ 550

€ 650

€ 750

€ 850

€ 950

25% 20% 15% 10% 5% 0% -5% -10% -15% -20% -25%

Dui

zend

en

Variatie prijs

Batterij 2020

Batterij 2025

Batterij 2030

Elektriciteit 2020

Elektriciteit 2025

Elektriciteit 2030

O&M 2020

O&M 2025

O&M 2030


Figuur 43. Gevoeligheidsanalyse FCEV-truck componenten.

Figuur 44. Gevoeligheidsanalyse brandstof voor diesel vrachtwagen.

€ 500

€ 600

€ 700

€ 800

€ 900

€ 1.000

€ 1.100

25% 20% 15% 10% 5% 0% -5% -10% -15% -20% -25%

Dui

zend

en

Variatie prijs

Brandstofcel 2020

Brandstofcel 2025

Brandstofcel 2030

Brandstof 2020

Brandstof 2025

Brandstof 2030

O&M 2020

O&M 2025

O&M 2030

€ 400

€ 450

€ 500

€ 550

€ 600

€ 650

€ 700

€ 750

€ 800

€ 850

25% 20% 15% 10% 5% 0% -5% -10% -15% -20% -25%

Dui

zend

en

Variatie prijs

Fuel 2020

Fuel 2025

Fuel 2030

E-trucks vanuit de Rotterdamse haven...deze infrastructuur van elektriciteitskabels is geheel nieuw...

Documents

Transcript of E-trucks vanuit de Rotterdamse haven...deze infrastructuur van elektriciteitskabels is geheel nieuw...