Spoorwegen wereldwijd staan aan de vooravond van een transformatie, nu batterij-aangedreven treinen een duurzaam alternatief voor diesellocomotieven worden. Gedreven door technologische vooruitgang en de drang naar netto-nuluitstoot, bewijzen verschillende projecten in het Verenigd Koninkrijk dat batterij-aangedreven treinen een haalbare, kosteneffectieve en milieuvriendelijke oplossing kunnen zijn.
Het doorbreken van de dieselafhankelijkheid
Decennialang was de spoorweginfrastructuur afhankelijk van dieselmotoren om de tekorten in de elektrificatie te overbruggen. In het Verenigd Koninkrijk hebben de hoge kosten voor de aanleg van bovenleidingen – geschat op tussen de £1 en £2.5 miljoen per kilometer – volledige elektrificatie belemmerd, waardoor grote delen van het netwerk afhankelijk zijn geworden van fossiele brandstoffen. Treinen op batterijen zouden deze situatie kunnen veranderen door de noodzaak van kostbare infrastructuurupgrades te elimineren en tegelijkertijd de uitstoot en brandstofkosten te verlagen.
Hitachi en Siemens nemen het voortouw
De industriegiganten Hitachi en Siemens lopen voorop in batterijgevoede spoortechnologie. Hitachi heeft onlangs de tests met zijn 'tri-mode'-treinen afgerond in zijn fabriek in Newton Aycliffe in het noordoosten van Engeland. Deze hybride treinen vervangen één dieselgenerator door lithiumbatterijen, wat het brandstofverbruik op niet-geëlektrificeerde routes mogelijk met wel 50% verlaagt. Het bedrijf ontwikkelt ook een volledig batterijgevoed model dat afstanden tot 90 kilometer (56 mijl) kan afleggen, wat een belangrijke stap is in de richting van de ambitie van de Britse overheid om dieseltreinen uiterlijk in 2040 uit te bannen.
Ondertussen voert Siemens in haar fabriek in Goole, Yorkshire, proeven uit met treinen die uitsluitend op batterijen rijden. Er wordt verwacht dat er meer dan 600 treinen nodig zijn van exploitanten zoals Great Western Railway (GWR), ScotRail en Transport for Wales. Ook wordt de mogelijkheid onderzocht om bestaande dieselelektrische modellen te moderniseren met batterijtechnologie om de overgang naar groener spoorvervoer te versnellen.
Intercity-batterijtreinen overtreffen verwachtingen
De eerste intercitytrein op batterijen in het Verenigd Koninkrijk heeft ook veelbelovende resultaten opgeleverd. Een samenwerking tussen TransPennine Express, Hitachi Rail en Angel Trains resulteerde in een investering van £ 15 miljoen in batterijtechnologie, die werd getest op routes tussen Manchester Airport en York, en van Leeds naar Liverpool Lime Street.
Aangedreven door een 700 kW-accu in het bestaande onderstel, overtrof de trein de verwachtingen door tot wel 43 kilometer emissievrij te rijden, met name in vervuilingsgevoelige gebieden zoals tunnels en stadscentra. De brandstofbesparing varieerde tussen de 35% en 50% – ruimschoots boven de aanvankelijke prognose van 30%.
Jim Brewin, hoofd van Hitachi Rail UK en Ierland, vierde de prestatie en zei: "Iedereen zou enorm trots moeten zijn op het creëren van een batterijtechnologie die tijdens de gehele proefperiode geen enkele storing kende."
Het succes van intercity-batterijtreinen heeft mogelijkheden gecreëerd voor toekomstige modellen om hun bereik te vergroten tot 100-150 km. Hierdoor neemt de behoefte aan kostbare elektrificatieprojecten af en worden de Britse doelstellingen voor netto-nuluitstoot ondersteund.
Een baanbrekende hybride batterijtrein van Hitachi voor de intercitymarkt in Zuid-Italië
Snellaadbare treinen met accu's winnen aan momentum
Hoewel de actieradius van accu's een beperking blijft, komt snellaadtechnologie in opkomst als mogelijke oplossing. Great Western Railway (GWR) loopt voorop in dit gebied met proeven met snellaadtreinen op de Greenford-lijn in West-Londen. De treinen, omgebouwd van oudere modellen van de Londense metro, zijn uitgerust met FastCharge-technologie, waardoor ze binnen enkele minuten kunnen worden opgeladen op aangewezen stations.
Julian Fletcher, de GWR-manager die toezicht houdt op de proeven, legt het laadproces als volgt uit: "De trein komt tot stilstand, waarna de rails onder stroom komen te staan en de trein opladen. Dat gebeurt allemaal binnen de minuten die de machinist nodig heeft om uit de ene kant te stappen en aan de andere kant weer in te stappen."
Bij de tests is al een record gevestigd in het Verenigd Koninkrijk: een trein met snellaadbatterijen kon 86 km afleggen zonder op te laden. Daarbij kon de trein een snelheid van maximaal 138 km/u halen en hoogteverschillen van maximaal 60 meter overbruggen.
Mark Hopwood, algemeen directeur van GWR, benadrukte de toewijding van het bedrijf aan duurzaamheid: "We willen dat GWR vooroploopt in de ambitie van de spoorwegmaatschappij om vóór 2040 volledig af te stappen van dieseltractie." Door dieselmotoren te vervangen door alternatieven op batterijen, verwacht GWR jaarlijks meer dan 1,700 ton CO2-uitstoot te besparen.
Op het spoor
Hoewel de vooruitgang op het gebied van treinen op batterijen bemoedigend is, blijven er uitdagingen bestaan. Veiligheidszorgen, met name rond batterijbranden, vereisen grondige risicobeoordelingen en technologische beveiliging. Bovendien betekenen beperkte actieradius dat, hoewel treinen op batterijen zeer geschikt zijn voor kortere routes met veel forenzen, voor langere reizen alternatieve energiebronnen nodig zullen zijn. Hybride modellen die kunnen schakelen tussen batterij- en elektrische aandrijving kunnen in de tussentijd een praktische oplossing bieden.
Ondanks deze obstakels groeit het momentum richting een schonere, op batterijen werkende toekomst voor het spoor. Met voortdurende investeringen, samenwerking tussen spelers in de industrie en overheidssteun zouden op batterijen werkende treinen een hoeksteen van ons transportnetwerk kunnen worden, waardoor de kosten, emissies en afhankelijkheid van fossiele brandstoffen afnemen.
