Towards a green future: shipping and aviation ready for electrification

Elektriciteitsnetten worden steeds zwaarder belast door de toenemende energievraag en een groeiend aanbod van duurzame energiebronnen. Tegelijk willen we onze energiekosten beperken en nog meer duurzame energie opwekken. In de transitie van fossiele brandstoffen naar een CO2-neutrale vervoerssector is elektrificatie onvermijdelijk. Professor Thiago Batista Soeiro van de Universiteit Twente legt tijdens het Power Electronics & Energy Storage event uit wat de voordelen en uitdagingen zijn van elektrificatie voor de maritieme sector en de luchtvaart.  

FHI sprak met Soeiro en zijn collega, professor Gert Rietveld, over de opkomst van elektrisch varen en vliegen, en hoe een groene transporttoekomst er volgens hen uitziet. Rietveld: “Power Electronics en energy storage zijn in deze tijd, waarin de vraag naar elektrisch aangedreven vaar- en vliegtuigen toeneemt, echt booming. Er zijn twee belangrijke aandachtspunten bij de ontwikkeling van ‘toekomstbestendige’ batterijen. Op de korte termijn willen we nog beter weten welke afstand de gebruiker kan afleggen totdat de batterij leeg is. Op de langere termijn zijn we geïnteresseerd in de ‘gezondheid’ van batterijen. Oftewel: hoe lang duurt het voordat een batterij moet worden vervangen.”

Slimme batterijen
“Onze R&D-groep test batterijen en ontwikkelt nieuwe technologieën om de kwaliteit en duurzaamheid te verbeteren en nog ‘slimmer’ te maken. Dit laatste houdt in dat batterijen zelf nauwkeurig hun capaciteit en status monitoren via het BMS-systeem (battery management system). Dit systeem bestaat al, maar wij werken aan een slimmere generatie BMS. Daarnaast houden we ons bezig met de verbetering van opladers. Een niet te onderschatten onderwerp, zeker in de maritieme sector en luchtvaart waar gewerkt wordt met enorme boten en toestellen die langere afstanden afleggen,” vervolgt Rietveld. Als voorbeeld noemt hij cruiseschepen: “Veel cruiseschepen laten hun dieselmotoren draaien als ze in de haven liggen en dit veroorzaakt veel luchtvervuiling. Elektrificatie is de oplossing, maar dit vereist wel opladers die voldoende capaciteit hebben,” aldus de hoogleraar.

Kansen en uitdagingen
Soeiro vult aan: “Bij de elektrificatie van grote vlieg- en vaartuigen komen de mogelijkheden én uitdagingen van power electronics heel duidelijk naar voren. Tijdens het eerste deel van mijn presentatie ligt de focus op actuele ontwikkelingen binnen de technologie en in het tweede deel ga ik met name in op het energiebeleid en de toekomst van power electronics en energy storage. Power electronics is een breed onderwerp. Het speelt niet alleen een rol bij elektrificatie, maar ook bij de toepassing van waterstof en biobrandstoffen.”

De Universiteit Twente werkt met verschillende partners samen om haar duurzaamheidsdoelen te bereiken, waaronder het Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum (NLR) en Marin. Bij deze onderzoeksinstellingen staat de elektrificatie van de maritieme sector en luchtvaart hoog op de agenda. Rietveld: “Tot een paar jaar geleden dacht niemand dat het gebruik van batterijen een reële mogelijkheid was voor de lucht- en scheepvaart, maar op dit moment zijn we er volop mee bezig. De ontwikkelingen gaan razendsnel. De Nederlandse overheid investeert honderden miljoenen euro’s in elektrificatie van de transportbranche in het kader van de verduurzaming en de Europese green deal. Daar profiteren wij van mee.”

Voortrekker
“Het is opwindend wat er allemaal gebeurt,” bevestigt Soeiro. “Nederland heeft een voortrekkersrol op het gebied van power electronics en energy storage, maar ook de EU speelt een cruciale rol door nieuwe investeringsfondsen  en andere stimuleringsmaatregelen. Dit is ook een onderwerp waar ik over spreek tijdens mijn presentatie: waar gaat het fondsengeld naar toe? En waar liggen nog meer mogelijkheden voor bedrijven in het kader van de green deal?”

Soeiro vervolgt:“ Mensen vergeten vaak dat er achter de technologie ook een complex logistiek verhaal schuilgaat. Want hoe creëer je voldoende oplaadpunten en hoe zorg je ervoor dat het net niet wordt overbelast? Is het mogelijk om de veiligheid van de batterijen én de oplaadpunten te waarborgen?”

Ecosysteem infrastructuur
Niet alle sectoren zijn in gelijke mate klaar voor een duurzame toekomst, constateert Soeiro. “De luchtvaart is van origine een vrij conservatieve sector. De afgelopen decennia is er niet veel veranderd in technisch opzicht. Elektrisch vliegen betekent echt een revolutie voor deze sector. Het gaat niet alleen om technische aspecten zoals efficiëntie en het gewicht van de batterijen. Het hele ecosysteem van de infrastructuur moet worden aangepast. De overheid en netbeheerders moeten ook hun steentje bijdragen aan de voorzieningen, anders loopt het alsnog spaak.”

Niet teveel moeite
Vrijwel iedereen is voorstander van elektrisch vervoer, maar het moet niet teveel moeite kosten. Als er geen oplaadpunten in de buurt zijn, haakt men af., zo stelt Rietveld: “Bij waterstof zien we dat al gebeuren. Door het gebrek aan tankmogelijkheden wordt waterstof nog niet zo breed gebruikt als we eigenlijk zouden willen. Dit probleem willen we vóór zijn door nu al met belanghebbende partijen om de tafel te zitten om samen na te denken over de logistieke inrichting.”

De vraag rijst: wat wil Soeiro zijn toehoorders meegeven tijdens zijn presentatie? “Ik hoop dat bezoekers na afloop van de lezing een goed beeld hebben van de vele aspecten die een rol spelen bij de omslag naar elektrisch vervoer en dat er een discussie ontstaat. Elektrificatie is een onmisbare schakel naar een emissievrije toekomst, maar we moeten er als maatschappij wel klaar voor zijn.”  

Come to the lecture
Ben je benieuwd geworden naar de lezing van professor Soeiro van de Universiteit Twente? Meld je dan nu gratis aan voor het Power Electronics & Energy Storage event én de lezing  via the website.