Onderzoek: aanzienlijk deel vrachtwagens rijdt in 2035 nog gewoon op diesel

ZÜRICH - Zonder politieke maatregelen voor emissievrije technologieën zal een aanzienlijk deel van de vrachtwagens in 2035 nog steeds op diesel rijden. Dit resultaat blijkt uit een studie van ETH Zürich over het koolstofarm maken van het vrachtverkeer.

Waar zullen vrachtwagens in de toekomst op rijden? Diesel of emissievrije technologieën zoals batterijen of waterstof? Of de internationale gemeenschap de klimaatdoelstelling van Parijs van een netto nuluitstoot van broeikasgassen in 2050 haalt, hangt ook af van de vraag of zij erin slaagt het zware goederenverkeer koolstofvrij te maken. Dit komt omdat deze verantwoordelijk zijn voor bijna een derde van de jaarlijkse mondiale uitstoot in de transportsector, die verantwoordelijk is voor ongeveer een vijfde van de CO2-uitstoot wereldwijd.

Onderzoekers van ETH Zürich hebben nu een model ontwikkeld om te onderzoeken welke technologieën in 2035 de overhand zullen hebben in het vrachtverkeer. De resultaten zijn ontnuchterend: een groot deel van de zware vrachtwagens zal nog steeds op diesel of vloeibaar aardgas (LNG) rijden.

“Zonder politieke maatregelen om het zware goederenverkeer koolstofarm te maken, hebben groene technologieën geen enkele kans”, legt Tobias Schmidt uit, hoogleraar energie- en technologiebeleid aan de ETH Zürich en co-auteur van de studie, die is gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Wetenschappen (PNAS).

Focus op de totale kosten

In hun model houden de onderzoekers rekening met drie gewichtsklassen met verschillende rijprofielen: bestelwagens die gemiddeld ongeveer 3,5 ton wegen en 75 kilometer per dag afleggen zonder te laden of te tanken; middelzware vrachtwagens die ongeveer 7,5 ton wegen en 200 kilometer per dag afleggen; en zware vrachtwagens die ongeveer 32 ton wegen en 600 kilometer per dag afleggen.

De adoptie van emissievrije vrachtwagens die worden aangedreven door batterijen of groene waterstof hangt af van de kosten ervan in vergelijking met traditionele voertuigen met verbrandingsmotor. De onderzoekers gaan ervan uit dat investeerders zich richten op de totale kosten die gemaakt worden gedurende de levensduur van een vrachtwagen.

Deze kosten bestaan ​​uit aanschaf- en exploitatiekosten, zoals de kosten van brandstof, lonen, onderhoud, verzekering en tolgelden. De onderzoekers gaan er verder van uit dat bedrijven zelf deels zullen investeren in de oplaad- en tankinfrastructuur van batterij- en waterstoftrucks. Deze kosten worden gedurende de levensduur van een elektrische vrachtwagen in rekening gebracht voor het gebruik van de infrastructuur.

De exploitatiekosten zijn doorslaggevend

“Als alle levensduurkosten in aanmerking worden genomen, zijn bestelauto’s op batterijen en middelgrote vrachtwagens in veel Europese landen al goedkoper dan dieselvrachtwagens”, zegt Bessie Noll, een postdoctoraal onderzoeker in de onderzoeksgroep van Schmidt en hoofdauteur van het onderzoek. "Dit komt door de lagere bedrijfskosten gedurende de gehele levensduur. In deze twee gewichtsklassen zijn waterstofvrachtwagens veruit het duurst. De reden hiervoor zijn de hoge prijzen voor brandstofcellen en groene waterstof."

Voor zware vrachtwagens is het een ander verhaal: diesel en LNG blijven de goedkoopste brandstoffen, groene waterstof de duurste optie. Alleen in Zwitserland zijn zware vrachtwagens die door batterijen of groene waterstof worden aangedreven vandaag de dag al goedkoper. De reden hiervoor zijn de hoge tolkosten die dieselvrachtwagens maken als gevolg van de afstandsafhankelijke heffing voor zware voertuigen (HVF) in het land. Emissievrije voertuigen van meer dan 3,5 ton zijn vrijgesteld van deze tol.

“Of CO2-​vrije vrachtwagens momenteel concurrerend zijn, hangt af van de vraag of hun hogere aanschafprijs wordt gecompenseerd door lagere bedrijfskosten gedurende hun gehele levensduur”, zegt Noll. De onderzoekers laten zien dat brandstofprijzen en tolkosten hierbij een belangrijke rol spelen.

Geen vooruitgang op het gebied van zwaar goederentransport 

Bovendien laten de modelberekeningen zien dat de elektrificatie van het goederentransport in 2035 alleen vooruitgang boekt voor lichte en middelzware vrachtwagens. Nieuwe door batterijen aangedreven voertuigen zullen in 2035 in deze twee voertuigklassen een mondiaal marktaandeel van ruim 50 procent bereiken. In Europa en China zullen ze zelfs 70 procent van het totaal voor hun rekening nemen. “We schatten dat in 2035 ongeveer een derde van de nieuwe vrachtwagens die wereldwijd worden gekocht in het kleine en middelzware segment dieselvoertuigen zullen zijn”, zegt Noll.

Voor zware vrachtwagens van meer dan 32 ton ziet het er slechter uit, waar het mondiale marktaandeel van nieuwe vrachtwagens die CO2-​vrij zijn in 2035 onder de 10 procent zal blijven. Voor de onderzoekers is één ding duidelijk: zonder effectief beleid dat groene aandrijflijntechnologieën ondersteunt zal het merendeel van de zware vrachtwagens in 2035 nog steeds worden aangedreven door dieselmotoren.

Een vergelijking van verschillende maatregelen laat ook zien dat lagere tolkosten voor emissievrije vrachtwagens, zoals die in Zwitserland worden toegepast, het meest effectieve beleidsinstrument zouden zijn om groene technologieën te helpen een doorbraak in het zware goederenverkeer te bereiken.

Waterstof is niet concurrerend

Volgens het onderzoek van ETH Zürich worden kleine bestelwagens en middelgrote vrachtwagens vrijwel uitsluitend met batterijen geëlektrificeerd. Vrachtwagens op waterstof zijn in de meeste landen of regio’s simpelweg te duur. Maar er is één uitzondering: in de EU zouden waterstofvrachtwagens van meer dan 32 ton een zekere mate van marktaandeel kunnen winnen. Dit heeft vooral te maken met de veronderstelling dat de EU in de toekomst groene waterstof gaat subsidiëren, waardoor het goedkoper wordt dan in andere delen van de wereld.

Eén reden dat batterijen concurrerender zijn dan groene waterstof voor vrachtwagens is dat een vrachtwagen op waterstof ongeveer drie keer zoveel duurzame elektriciteit nodig heeft als een vrachtwagen op batterijen. “De exploitatiekosten zijn bij groene waterstof aanzienlijk hoger omdat er veel energie verloren gaat bij de productie, distributie en omzetting van groene waterstof in elektriciteit”, zegt Schmidt.

Bovendien mag worden aangenomen dat de kosten voor vrachtwagens op batterijen sneller zullen dalen dan die voor vrachtwagens op waterstof. De reden hiervoor is dat het mondiale marktaandeel van door batterijen aangedreven voertuigen (auto’s en vrachtwagens) al aanzienlijk groter is, wat tot grotere schaalvoordelen leidt. Daarbij komt nog het feit dat brandstofcellen die op waterstof werken een complexere technologie zijn: ze vereisen uitgebreide verwarmings-, ventilatie- en airconditioningsystemen en vergen over het algemeen meer onderhoud. “Batterijen hebben al een voorsprong op waterstof,” voegt professor Schmidt toe, “en ze breiden hun voorsprong voortdurend uit dankzij een steilere leercurve.”

Hoe toekomstige kosten te schatten

Om erachter te komen welke technologie in 2035 de overhand zal hebben, simuleerden de onderzoekers de potentiële aankoopbeslissingen van investeerders in zwaar goederentransport over de hele wereld. De uitdaging is om te voorspellen hoe de totale kosten van verschillende technologieën in de loop van de tijd zullen veranderen. Op basis van historische gegevens maken de auteurs van het onderzoek gebruik van de correlatie dat hoe breder een technologie wordt ingezet, hoe sneller de kosten ervan dalen. Op basis van het toegenomen marktaandeel van een technologie dit jaar kunnen ze bijvoorbeeld de kosten ervan volgend jaar en het marktaandeel het jaar daarop inschatten.

De snelheid waarmee schaalvoordelen zich voordoen, hangt echter ook af van de complexiteit van de technologie. “Hoe complexer een technologie is, hoe langzamer de kosten dalen”, legt Schmidt uit. Ook gaan de onderzoekers ervan uit dat het overstappen van een gevestigde technologie naar een nieuwe technologie leidt tot conversiekosten die de nieuwe technologie minder aantrekkelijk maken. Ze modelleren deze conversiekosten met een gekalibreerde opslag op de aankoopprijs.