In het Noorden van Nederland rijden treinen nog vaak op vuile diesel. Nieuwe technologie moet daar een oplossing voor bieden. Of waterstof, batterijen of biobrandstoffen de oplossing worden, blijft echter nog onzeker.
Treinen staan bekend als hét groene vervoermiddel, zeker vergeleken met meer vervuilende transportmiddelen, zoals de auto of het vliegtuig. Dat klopt ook, per vervoerde persoon is de uitstoot erg laag. Toch kan het nog beter. Zo rijden er in Europa nog vuile dieseltreinen rond, die broeikasgassen de atmosfeer in sturen. Nieuwe technologieën, zoals waterstof en batterij-elektrische treinen, worden daarom steeds populairder. Treinmaatschappijen hopen zo hun netwerken volledig te verduurzamen.
Nederland doet het qua vergroening van haar treinnetwerk al goed. Een groot deel van het netwerk heeft elektrische bovenleidingen, waarmee elektrische treinen kunnen rijden. De NS werkt bijvoorbeeld niet meer met diesel omdat hun hele netwerk zo’n systeem heeft. Toch blijven er dieseltreinen rijden in Nederland, vooral in het Noorden van het land, waar treinnetwerken niet helemaal voorzien zijn van bovenleidingen.
“In de provincies Groningen en Friesland is er nog ongeveer 270 kilometer spoor waar geen bovenleiding hangt”, vertelt Wessel Feenstra van de Provincie Groningen. “Daar wordt nu nog met dieseltreinen gereden. We maken daar wel gebruik van HVO, een duurzamere dieselvariant met 90% minder CO2 uitstoot. Dat is een mooie stap, maar in 2035 willen we volledig emissievrij zijn. Zo’n trein verbruikt namelijk gemiddeld een liter diesel per kilometer. Dat is zeker nog een gebied waarop we het beter kunnen doen.”
Daarom deden ze in de provincie Groningen een experiment om de haalbaarheid van alternatieven aan te tonen. Ze kozen daarbij voor een trein die op waterstof werkt. “Er zijn verschillende opties om dit te doen”, vertelt Feenstra. “Ten eerste kan je gewoon een bovenleiding plaatsen, en dan volledig elektrisch rijden. Zo’n bovenleiding is echter heel duur en neemt veel tijd in beslag om te installeren. Ook hebben we in onze regio te maken met netcongestie. Daarnaast zijn er batterij-elektrische treinen. Gezien de actieradius hiervan nog te klein is, heb je alsnog stukjes bovenleiding nodig. Hier creëer je eilandjes waar de batterijtreinen zich al rijdend opladen. Ook hier speelt de doorlooptijd en de netcongestie een rol. Tot slot zijn er waterstoftreinen, die wij voorlopig als de beste optie zien.”
Waterstoftreinen zetten waterstof om in elektriciteit. Hiermee wordt een batterij gevoed die vervolgens de trein aandrijft. Groningen koos voor deze optie omdat de actieradius voldoende is om een dieseltrein te vervangen. Ook worden hiermee de dure en tijdrovende investeringen in infrastructuur vermeden.
Het pilotproject met zo’n trein was positief. De hierop volgende aanbesteding voor vier waterstoftreinen was echter minder succesvol. “Geen van de treinbouwers koos ervoor om een inschrijving in te dienen”, vertelt Feenstra. “De treinen moesten aangepast worden voor onze concessie. Deze aanpassingen waren te kostbaar voor een order van maar vier treinen. We bekijken of we in de toekomst een grotere aanbesteding uit kunnen schrijven. Daarvoor zullen we wel echter enkele jaren moeten wachten.”
Batterij boven waterstof
Waar waterstof in Groningen won, is dat zeker niet overal in Nederland zo. Marko Kapetanović, onderzoeker aan de TU Delft gespecialiseerd in het vergroenen van treinverkeer, kiest zo liever voor een andere optie.
“Volgens ons zijn batterij-elektrische treinen de beste oplossing, althans als ze op groene energie werken”, vertelt Kapetanović. “Als tussenstap kunnen we wel biobrandstoffen gebruiken, zoals HVO. Die zorgen al voor een verlaging in emissies van 90%.”
Waarom verkiest hij die optie boven waterstof voor Noord-Nederland? “Waterstof vermindert inderdaad de uitstoot”, geeft Kapetanović toe. “Maar het is enkel klimaatneutraal als het groene waterstof is, wanneer je dus groene energie voor de elektrolyse gebruikt. Als je waterstof hebt die niet groen is, die bijvoorbeeld met gas gemaakt wordt, dan heb je een hogere uitstoot dan pakweg HVO-diesel. Momenteel is er bovendien een groot tekort aan groene waterstof. Dat is volgens mij een fundamenteel probleem.”
Kapetanović vertelt zo dat Duitsland waterstoftreinen aan de kant schoof ten gunste van batterij-elektrische treinen. De hoge prijs van groene waterstof maakte het simpelweg niet economisch. Maar is de nodige infrastructuur voor batterijtreinen ook niet erg duur? “Elke optie vereist grote investeringen”, stelt Kapetanović. “Batterij-elektrische treinen vereisen gedeeltelijke elektrificatie, wat volgens sommige schattingen één miljoen euro per kilometer zal kosten. Maar tegelijk zullen batterijen ook steeds beter worden, en er is meer groene energie beschikbaar dan groene waterstof. Ten slotte vereisen waterstoftreinen evengoed nieuwe infrastructuur, die duur is.”
Dieseltrucks
Bij Siemens, één van de grootste trein-fabrikanten ter wereld, houden ze de deur open voor zowel waterstof als batterij-elektrische treinen. “Alles hangt af van waar je de trein wilt gebruiken”, vertelt Pol Caby, CEO van Siemens Mobility. “Op kortere afstanden is doorgaans de batterijtrein beter, zeker als er op sommige plekken al infrastructuur is om al rijdend op te laden. In België is dat bijvoorbeeld het geval, 95% van het spoor is er al geëlektrificeerd, en de stukken die dat niet zijn, zijn doorgaans korter. In het Noorden van Nederland zijn er dan weer langere stukken niet-geëlektrificeerd spoor. Daarom kijkt men daar naar waterstof.”
Toch is het niet noodzakelijk zo dat waterstof automatisch wint bij de langere afstanden. Veel hangt af van factoren als infrastructuur. “Voor batterijen moet je natuurlijk investeren in bovenleidingen om rijdend te laden of plekken voor stationair laden”, vertelt Toon Wassenberg, verantwoordelijk voor duurzaamheid bij Siemens Mobility. “Maar er speelt ook veel infrastructuur mee bij waterstoftreinen. In Duitsland hebben we een aantal van zo’n treinen geleverd, maar dan riskeer je dat de waterstof een tijd lang geleverd moet worden door een dieseltruck. Allerhande pijpleidingen of opslag- en tankstations bouwen kost namelijk tijd en geld. Veel waterstof is vandaag ook nog grijs, niet groen, wat het duurzaamheidspotentieel vermindert.”
Duurzaamheid komt daarnaast niet enkel voort uit de aandrijving. Door treinen minder te laten verbruiken worden ze al groener, ongeacht de energiebron die hen voortstuwt. “De laatste generatie hogesnelheidstreinen verbruiken bijvoorbeeld 30% minder dan de vorige”, vertelt Wassenberg. “Dat heeft te maken met zaken als aerodynamica, maar ook een lager gewicht. We gebruikten bijvoorbeeld minder staal en meer aluminium in onze modellen. Het is zeker belangrijk om aan dit soort elementen te denken voor we energie gaan opsouperen.”
Ook zijn er praktische zaken in gedachte te houden. Het falen van de aanbesteding in Groningen toont aan hoe schaal nodig is om deze transitie tot een goed einde te brengen. Spoorbedrijven moeten verder gaan dan enkel pilootprojecten.
“Om dit haalbaar te maken moet je meer dan vier treinen bestellen”, vertelt Caby. “Dat heeft te maken met de fragmentatie van het Europese treinlandschap. We hebben bijvoorbeeld een waterstof-treintype klaarstaan, dat we al leverden in Duitsland. Maar om te werken in Nederland moeten we dat type herontwerpen voor de elektrische spanningen die het Nederlandse net gebruikt. Bovendien zijn er grote kosten verbonden aan het vergunnen van de trein in Nederland. Dat is niet economisch om te doen voor vier treinen.”
Laatste stap
Siemens benadrukt dat de technologie er is. Hoe snel de transitie naar volledig emissievrij treintransport zal gebeuren hangt echter af van de randvoorwaarden. “De snelheid van de transitie staat of valt met de infrastructuur”, vertelt Caby. “Siemens en onze concurrenten hebben allerlei batterij en waterstoftreinen beschikbaar. Alles hangt echter af van de infrastructuur daarrond. En dat opbouwen kan nog wel even duren.”
Het laatste stukje treinnetwerk vergroenen zal dus mogelijk nog wat tijd in beslag nemen. De treinen bouwen, het creëren van de infrastructuur en de administratieve rompslomp vergt op zijn minst enkele jaren. “In Duitsland duurde het ongeveer tien jaar om niet-geëlektrificeerde stukken van het spoor echt te decarboniseren”, vertelt Kapetanović. “Tegelijk hangt het ook van de politieke en economische vraagstukken af. Dit soort transities kosten tijd.”
De snelheid van de transitie staat of valt met de infrastructuur.”
Ondertussen blijft Nederland het goed doen. “Nederland is een voorloper op het gebied van het verduurzamen van het spoor”, vertelt Kapetanović. “De elektrificatie staat hier al erg ver, en er rijden nog betrekkelijk weinig dieseltreinen. Tegelijk zijn de pilootprojecten een internationaal voorbeeld.”
Maar de laatste loodjes van de decarbonisatie wegen het zwaarst. Voordat we volledig duurzaam met het spoor rijden moeten treinen een laatste stap nemen. “De technologieën worden nog ontwikkeld”, vertelt Kapetanović. “Ze zijn interessant, maar moeten nog opgeschaald worden. Dat is volgens mij de belangrijkste bedenking. Een pilootproject doen is goed. Maar de technologieën door ontwikkelen zodat ze op grote schaal, en tegen een lage prijs, werken, dat is de volgende stap.”
