Bovenleidingen

Elektriciteit terugwinnen door opslag van remenergie komt eindelijk van de grond

Bovenleidingen kunnen een belangrijke rol spelen om het overvolle energienet te ontlasten. Foto: Flickr.

Op verschillende plekken in Nederland liggen momenteel plannen om remenergie op te slaan. Dat blijkt uit vertrouwelijke documenten in handen van OVPro. Dagelijks gaat een enorme hoeveelheid elektriciteit verloren doordat de remenergie niet wordt opgeslagen. Door de huidige energiecrisis en bijkomende maatschappelijke urgentie lijkt opslaan van de elektriciteit eindelijk van de grond te komen. 

Jaarlijks gaat er 120 GWh remenergie verloren. Dit komt overeen met tweederde van alle energie die Rijkswaterstaat nodig heeft voor publieke voorzieningen zoals lantaarnpalen en sluizen. In de huidige context van de energiecrisis met huizenhoge energieprijzen en het overvolle energienet, is het onbegrijpelijk dat deze hoeveelheid stroom elke dag verdwijnt.

Vijf jaar geleden lagen de plannen om remenergie op te slaan ook al klaar: in Apeldoorn zou de remenergie van treinen opgeslagen worden in batterijen waarmee elektrische bussen opgeladen zouden worden. De gemeente Apeldoorn, de provincie en de busvervoerder waren allemaal razend enthousiast. De concessie van Keolis werd echter ingetrokken en de plannen verdwenen in de prullenbak.

Nu liggen er opnieuw plannen om de elektriciteit op te slaan. Hedgehog Application, een bedrijf gespecialiseerd in de opvang van elektriciteit dat betrokken was bij het project in Apeldoorn, verwacht binnenkort een doorbraak. Uit vertrouwelijke documenten blijkt dat er meerdere plannen liggen om de opvang van remenergie in Nederland uit te rollen.

Fijnstof en warmte

De opvang van de remenergie is technisch al jaren mogelijk, maar is tot nu toe nog nooit van de grond gekomen. De treinen in Nederland voeden zichzelf met elektriciteit uit de bovenleiding. Deze elektriciteit wordt in de trein omgezet zodat de trein kan optrekken en versnellen. Als de trein eenmaal op gang is, dan is er weinig stroom voor nodig om de trein door te laten rollen. De stalen wielen kennen nauwelijks weerstand op het stalen spoor.

Als een trein moet afremmen, dan is daar veel kracht voor nodig. Een trein kan op twee manieren remmen: op de motor of mechanisch. Mechanisch remmen werkt hetzelfde als een remblokje op een fiets. Doordat de fietser een hendel aan het stuur indrukt, komt het remblokje tegen de band aan waardoor de weerstand voor de band groter wordt. De fiets mindert daardoor vaart. Een trein heeft onder andere weerstanden op het dak om de vaart te minderen. De energie die in de trein is gestopt om de trein te laten rijden, verdwijnt als de trein mechanisch remt. De elektriciteit wordt in dat proces omgezet in onder andere fijnstof en warmte.

Onderzoeksbureau CE Delft berekende dat een trein door de slijtage van de wielen, rails en de bovenleiding 40 mg fijnstof uitstoot; per reizigerskilometer is dat ruim twee keer zoveel als een auto. Vooral op station Schiphol is dit een probleem. Treinen kunnen daar niet langzaam uitrollen omdat ze in de afdaling van de tunnel versnellen. De problematiek is zelfs zo groot dat eens in de zoveel tijd fijnstof wordt opgezogen om de concentraties onder de Europese richtlijnen te houden.

Elektriciteit opwekken

De andere remoptie is om op de motor te remmen. Op die manier is de slijtage van het spoor een stuk kleiner, en dus ook de uitstoot van fijnstof. Daarnaast kan een trein die op de motor remt elektriciteit opwekken. De motor fungeert op dat moment als een generator. Bij elektrische auto’s en bussen werkt dit uitstekend, aangezien de gewonnen elektriciteit meteen kan worden opgeslagen in de batterij die het voertuig bij zich draagt.

Een trein heeft alleen geen batterij, omdat die aangesloten is aan een bovenleiding. Daardoor kan de trein zijn opgewekte elektriciteit niet opslaan en stuurt die de elektriciteit terug naar de bovenleiding. De bovenleiding raakt daardoor overbelast en overhit. De elektriciteit kan geen kant op aangezien de onderstations de energie niet kunnen opnemen. De bovenleiding gaat op die manier stuk. De trein wordt gedwongen mechanisch te remmen, met verloren elektriciteit en milieuschade als gevolg.

Doordat een trein weinig weerstand heeft, kan die maar liefst tien procent van de gebruikte energie terugwinnen door op de motor te remmen. Op de motor remmen heeft nog meer voordelen. De meeste treinen rollen uit omdat mechanisch remmen veel milieuschade veroorzaakt. Daardoor rijden ze niet op volle snelheid als zij een station naderen. Als treinen op de motor kunnen remmen, dan kunnen ze later remmen en de huidige dienstregeling sneller rijden.

Batterijen als oplossing

Hedgehog Applications is gespecialiseerd in het opvangen van remenergie van treinen. Zij ontwikkelen batterijen die aan de bovenleidingen gekoppeld kunnen worden, waar de remenergie opgeslagen kan worden. De bovenleidingen kunnen de overtollige elektriciteit op die manier direct kwijt, waardoor ze niet oververhit raken. In Apeldoorn lagen de plannen klaar om deze nieuwe technologie toe te passen, maar het ging tot ontsteltenis van het bedrijf niet door.

In het najaar van 2019 werd de stekker uit het project Apeldoorn getrokken. De hoofdreden was gesjoemel met documenten van de vervoerder Keolis. De concessie werd ingetrokken en zo ook de afspraken over het optuigen van batterijen, gekoppeld aan de bovenleiding. De vervoerder had namelijk met de provincie en Hedgehog afgesproken dat hun bussen konden opladen met de batterijen gevuld door de remenergie. Los van de complexe juridische weg die de vervoerder moest bewandelen om dat mogelijk te maken, waren de technische plannen volledig uitgetekend.

Uiteindelijk ontbrak het volgens Hedgehog aan een duidelijke probleemeigenaar. De NS kocht toendertijd de elektriciteit goedkoop in en had niet veel te winnen om de elektriciteit met remenergie terug te winnen. Ook de busvervoerder krabbelde terug nadat de noodconcessie werd verleend. Het was voor hen niet zeker of zij de bussen overdag bij het busstation wilden opladen. Doordat beide vervoerders niet overtuigd waren, trok ook de provincie zich terug. Ondanks dat de subsidie al was verleend, was de financiële investering nog steeds te groot voor een onzeker project zonder duidelijke winst.

Energiecrisis als drijfveer

Na Apeldoorn is Hegdehog zich meer gaan focussen op de ontwikkeling van software ten behoeve van de batterijen. Het bedrijf is voor private partijen gaan werken, omdat het werk in de publieke sector niet van de grond kwam.

Inmiddels is de tijd rijp om het nogmaals te proberen. De energieprijzen rijzen de pan uit, waardoor het belang om energie op te vangen steeds groter wordt. NS zal nu wel geld kunnen besparen door energie op te vangen. Of het dit keer wel lukt? De urgentie groeit in ieder geval. Hedgehog laat weten binnenkort een doorbraak te verwachten.

Tijdens de Dag van de Infra wordt uitgebreid stilgestaan bij de rol die bovenleidingen kunnen spelen in de huidige energiecrisis. 

Lees ook:

U las zojuist één van de gratis premium artikelen

Onbeperkt lezen? Maak gebruik van de exclusieve aanbieding

Bekijk de aanbieding

Auteur: Sander Van Vliet

1 reactie op “Elektriciteit terugwinnen door opslag van remenergie komt eindelijk van de grond”

asierts|14.03.23|09:47

FOUT ! Het gaat hierbij primair niet om opslag, maar om HERGEBRUIK.

Dat kan per definitie het beste mbv direct spoorintern hergebruik (andere treinen, infrasystemen, stationssystemen), maar zeker ook door teruglevering aan het openbare distributienet.
Opslag kan ook, maar dat is vooral nuttig om de inherent sterke pieken in gebruik & teruglevering af te vlakken.
Denk bij infrazijdige opslag ook aan supercaps en vliegwielen, en niet slechts ‘e-auto-denkend’ aan accusystemen.