15 minute read
BATTERIJ Elektrisch rijden te duur? Welnee, rekent Johnny Nijenhuis even voor
JOHNNY NIJENHUIS
Expert Zero Emission Trucks & Construction Equipment
Is de inzet van een batterij-elektrische truck (BET) niet veel duurder dan de inzet van een dieseltruck? Is er wel een businesscase van te maken? Johnny Nijenhuis pakte de rekenmachine, ploos het uit en zette alle kosten op een rij.
De laatste weken hoor ik het af en toe voorbijkomen. Experts willen mij ervan overtuigen dat ‘cost-parity’ voor batterij-elektrische trucks in een aantal specifieke gevallen al is bereikt. Met andere woorden, de inzet van een batterij-elektrische truck (BET) is niet duurder dan de inzet van een dieseltruck. Welke inzet dat precies is, dat vertelt men er nooit bij. Dus zit er maar één ding op: zelf de rekenmachine pakken.
BUSINESSCASE
Om maar met de deur in huis te vallen: het kan. Op dit moment is er een businesscase te maken met batterij-elektrische vrachtwagens binnen een specifieke inzet. In een aantal specifieke toepassingen is het mogelijk om ‘cost-parity’ te bereiken met een batterij-elektrische truck ten opzichte van een dieseltruck. Uiteraard is er het een en ander af te dingen op mijn aannames en calculaties, twijfel daarom ook niet om die gedachten met mij te delen. Aan de andere kant zie ik ook nog mogelijkheden tot een uitslag die gunstig uitvalt richting de batterij-elektrische truck. Meer kilometers gereden in Duitsland bijvoorbeeld. Daar ben je op dit moment vrijgesteld van Maut wanneer je met een batterij-elektrische vrachtwagen rijdt. Het break-even tussen een batterij-elektrische vrachtwagen en een diesel-vrachtwagen wordt bereikt door drie componenten die in het voordeel zijn van de batterij-elektrische vrachtwagen: 1. prijs voor energie per kilometer; 2. prijs voor onderhoud per kilometer; 3. prijs van belasting per kilometer. Je merkt dus al aan bovenstaande opsomming dat het voordeel van een batterij-elektrische vrachtwagen oploopt naarmate het aantal gereden kilometers toeneemt. Dat is van belang voor de keuze die ik maak voor wat betreft de uitvoering van de vrachtwagen. Ik wil dus zoveel batterijen aan het chassis kwijt, dat ik er een hele dag mee kan rijden.
INZET
De ervaring leert mij dat een vrachtwagen die hoofdzakelijk snelwegkilometers maakt, gemiddeld zo’n 120.000 km per jaar rijdt. Met de 11 uur verplichte (nacht)rust is er genoeg tijd om een batterij weer volledig te laden. Een gemiddeld jaar heeft 260 werkdagen. 120.000 km / 260 dagen = 462 km gemiddeld per dag. Laten we het ruim nemen: 500 km per dag aan elektrische kilometers. Met die 500 km kunnen we het batterijpakket gaan samenstellen. Een gemiddelde truck verbruikt ongeveer 1,6 kWh per gereden kilome-
Elektrisch rijden zorgt voor andere inzetbaarheid. Door zero emissie en zero geluid is ‘s avonds leveren in de stad mogelijk. In de calculatie is geen rekening gehouden met binnensteden waar je na 2030 niet meer in mag met een dieseltruck.
ter. Willen we een hele dag op één batterijlading kunnen rijden, dan hebben we dus 500 km * 1,6 kWh = 800 kWh aan batterijcapaciteit nodig.
CHASSISCONFIGURATIE
Om zo’n batterijpakket te kunnen accommoderen hebben we best veel ruimte aan het chassis nodig. In de toekomst is er de mogelijkheid om batterijen tussen de chassisbalken te plaatsen. In dit voorbeeld maken we gebruik van de vandaag beschikbare technieken, dus het accupakket moet aan de zijkant van het chassis. Dat gaat fysiek niet passen op een 4×2-trekker. De toepassing die we zoeken, maakt dus gebruik van een bakwagenchassis met minimaal 3.800 mm vrije ruimte aan beide kanten van het chassis. Natuurlijk is het ook mogelijk om behalve batterijen aan de zijkant van het chassis, ze ook direct achter de cabine te stapelen. Dat maakt een trekker ook geschikt voor dit voorbeeld.
GEWICHT
Nadeel van batterijen is met de huidige stand van de techniek het gewicht. Het meenemen van een groot batterijpakket gaat ten koste van het laadvermogen van de truck. Gemiddeld gewicht inclusief bak en batterijcomponenten als koeling maken dat één kWh ongeveer 5 kilogram aan gewicht met zich meeneemt. Een batterijpakket van 800 kWh weegt dus 4.000 kg. In de toekomst kunnen we dat gewicht behoorlijk compenseren door het verwijderen van een versnellingsbak en cardan-assen, maar voor nu moeten we ons beperken tot het verwijderen van de brandstoftanks (ook AdBlue) en de uitlaat. In het voordeel van de diesel tellen we ook die gewichtsbesparing niet mee. De batterij-elektrische vrachtwagen weegt dus 4,0 ton extra. We kunnen alle inzetten met bakwagens die beperkt worden op gewicht afstrepen van onze mogelijkheden voor ‘cost-parity’. Een 6×2-bakwagen met een GVW van 28 ton weegt als diesel ongeveer 14 ton. De batterij- elektrische bakwagen weegt 4,0 ton extra en houdt dus 10 ton aan laadvermogen over.
Dan de prijs van een batterij-elektrische vrachtwagen. Prijzen in de markt voor batterij-elektrische trucks dalen snel. Naast de opschaling van OEM’s daalden de prijzen voor batterijen ook snel in de afgelopen jaren. Was de prijs voor 1 kWh in 2010 nog ongeveer €900, in 2020 was de gemiddelde prijs voor 1 kWh €112 op pakketniveau. Maar laten we ultraconservatief rekenen. Laten we zeggen dat een 800 kWh batterijpakket €160.000 kost. Dus €200 per kWh. Als we dan een aanname doen dat we te maken hebben met een conversie van een dieseltruck naar een batterij-elektrische vrachtwagen, dan hebben we nog €200.000 voor elektromotoren, inverters, converters, controllers en natuurlijk arbeid. Voor het gemak vergeten we dan maar even dat we ook nog een dieselmotor terugkrijgen die ook een bepaalde waarde vertegenwoordigt. Voor een prijs van €360.000 aan conversiekosten verwacht ik dat je ook daadwerkelijk een elektrische truck met 800 kWh batterijpakket kunt kopen in Nederland.
TERUGVERDIENEN
We moeten dus een meerprijs van €360.000 van de batterij-elektrische truck terugverdienen. Beide trucks schrijven we in tien jaar af naar €0. Zoals eerder gezegd zijn er drie componenten per kilometer die in het voordeel zijn van de batterij-elektrische vrachtwagen: 1) prijs voor energie, 2) prijs voor onderhoud en 3) prijs van belasting.
PRIJS VOOR ENERGIE
De diesel in mijn calculaties verbruikt ongeveer 31,25 l/100km, of ouderwets gezegd: 1:3,2 km. De prijs van een liter diesel is €1,02. De prijs voor diesel per kilometer is dus €1,02 / 3,2 = €0,32. De batterij-elektrische truck rijdt een stuk voordeliger als het gaat om de prijs voor energie per kilometer. Bij een prijs van €0,05 per kWh en een verbruik van 1, 6 kWh per kilometer, kost elke kilometer €0,08 aan energie. Over tien jaar rijdt deze truck: 10*120.000 km = 1.200.000 km. De kosten aan energie zijn: – diesel: 1.200.000 * €0,32 = €382.500; – batterij-elektrisch: 1.200.000 * €0,08 = €96.000. De prijs voor energie is dus €382.000 -/- €96.000 = €286.500 in het voordeel van de batterij-elektrische truck.
PRIJS VOOR ONDERHOUD
Laten we diesel het voordeel van de twijfel geven en zeggen dat over de gehele looptijd er gemiddeld een bedrag van €0,04 per kilometer aan onderhoud wordt gespendeerd. Laten we dan opnieuw conservatief zijn en schatten dat een batterij-elektrische truck 40% minder onderhoud behoeft. – diesel: 1.200.000 * €0,04 = €48.000; – batterij-elektrisch: 1.200.000 * (€0,04*60%) = €28.800. De prijs voor onderhoud is dus €48.000 -/- €28.800 = €19.200 in het voordeel van de batterij-elektrische truck.
PRIJS VAN BELASTING
Vandaag de dag kennen we in Duitsland al een kilometerheffing, de Maut. Deze stelt batterij-elektrische vrachtwagens vrij van wegenbelasting. In Nederland komt er per 2027 een vergelijkbaar systeem; de vrachtwagenheffing. Gemiddeld wordt de prijs €0,148 per kilometer voor een gemiddelde diesel. Laten we aannemen dat deze auto in 2022 gaat rijden. Dat betekent vijf jaar wegenbelasting en daarna 14,8 cent per kilometer. De batterij-elektrische truck is vrijgesteld van wegenbelasting, maar zal daarna wel een gereduceerd tarief gaan betalen voor de vrachtwagenheffing. Laten we dit tarief zetten op, niet geheel ontoevallig, €0,065 per kilometer. – diesel (5 jaar * €900)+(600.000 km * €0,148) = €93.300; – batterij-elektrisch: 600.000 km * €0,065 = €39.000. De prijs voor belasting is €93.300 -/- €39.000 = €54.300 in het voordeel van de batterij-elektrische truck.
CONCLUSIE
Als we de drie bovenstaande voordelen optellen: €286.500 + €19.200 + €54.300 = €360.000. Waarmee het de meerprijs van €360.000 evenaart. Ja, er zijn dus specifieke inzetten in Nederland die op dit moment al een break-even laten zien van een batterij-elektrische truck ten opzichte van een dieseltruck. Natuurlijk zijn er ook kanttekeningen te plaatsen bij bovenstaande calculatie. De prijs voor een lader heb ik niet meegerekend, maar de prijs voor een thuispomp ook niet. Anderzijds heb ik geen Duitse kilometers gecalculeerd. Ook is er geen rekening gehouden met binnensteden waar je na 2030 niet meer in mag met je vrachtwagen. De prijs van diesel blijft in de aankomende 10 jaar gelijk en zowel de diesel als de batterij-elektrische truck vertegenwoordigen geen restwaarde meer. Ontwikkelingen als V2G zouden in de toekomst ook positief kunnen uitpakken voor de batterij-elektrische truck. Bovendien zouden we de truck nog één dag in de week extra kunnen inzetten om het aantal kilometers te vergroten. Maar daar is allemaal niet mee gerekend. Ik wilde graag weten of het met de techniek en de prijzen van vandaag de dag uit kan. En dat lukt.
MONTAPACKING IMPONEERT MET COMBINATIE MENS EN ROBOT
Het pand gaat plat om op dezelfde plek een nieuw distributiecentrum te bouwen. Dat zei Edwin van der Ham, directeur en eigenaar van Montapacking, eind september 2018, direct nadat zijn distributiecentrum in Molenaarsgraaf door een grote brand was verwoest. Tweeënhalf jaar later hebben de smeulende resten plaatsgemaakt voor een nieuw modern warehouse: een 25.000 vierkante meter groot modern dc, verdeeld over vier verdiepingen. De gedachte dat dc’s saai zijn en beeldvervuilend gaat in dit geval niet op. Grote glazen puien in combinatie met cederhout aan de gevel doen eerder denken aan een luxe hotel of restaurant dan aan een e-fulfilmentcentrum. Wie binnenkomt, waant zich dan ook in een hippe, trendy uitgaansgelegenheid. 3 meter hoge raampartijen die voor veel daglicht zorgen, en moderne ledverlichting waarmee iedere sfeerkleur kan worden gekozen, domineren de entree. Een grote trap leidt naar een café-restaurant annex meeting room. Aangrenzend zit een bioscoop met 52 zitplaatsen. Hier verzorgt Montapacking onder meer presentaties voor potentiële klanten. De ruimtes zijn ook te gebruiken door externe bedrijven. “De uitstraling van het pand is belangrijk. Montapacking heeft 1.300 webshops als klant, en een groot deel daarvan heeft een kantoor in Amsterdam en een marketingachtergrond. Hun artikelen liggen in ons pand, en dan vinden ze het belangrijk dat het er mooi uitziet. En voor onszelf en de medewerkers is het ook gewoon gaaf.”
ONDERSCHEIDEN
Het is voor Montapacking ook een manier om zich te onderscheiden in de snelgroeiende e-fulfilmentmarkt. “Een webshop die hier komt kijken, bezoekt ook andere e-fulfilmentspelers. Wij kunnen pakketjes netjes verpakken, net als die andere bedrijven, maar wij willen
Robots veroveren de warehouses van Montapacking. De e-fulfilmentspeler neemt de komende jaren honderden cobots in gebruik. De eerste veertig rijden al rond in het nieuwe dc in Molenaarsgraaf.
TEKST PETER DE WEERD
dat die klant die bij ons is geweest ’s avonds onder het avondeten over Montapacking praat. Ze verwachten een logistiek bedrijf waar het er netjes uitziet en een spreekkamer met een tafel en een tv. En dan kom je hier in een restaurant en een bioscoop.”
COBOTS
Hoe mooi het pand er ook uitziet, het logistieke onderscheid maakt Montapacking in het warehousegedeelte. Montapacking wil zijn kostprijs halveren. Dat is nodig om de strijd met de concurrenten aan te kunnen blijven gaan. Montapacking vond een systeem dat flexibel is qua afmetingen van de producten (het systeem kan producten van diverse maten en gewichten afhandelen) en qua samenwerking tussen mens en robot. Ook moest het eenvoudig schaalbaar en betaalbaar zijn. Samen met Eurotec is een afgeleid model ontwikkeld uit de tuinbouw dat geschikt is voor een distributiecentrum: de Lowpad. De Lowpad, omgetoverd tot Montabot door Montapacking, is een Kiva-achtig systeem, maar dan veel slimmer en dynamischer, aldus de producent.
COBOT ALS MAGAZIJNINRICHTER
De cobot brengt automatisch en zelfstandig stellingen met producten het warehouse in en naar de inpakstations, net zoals bij het systeem van Amazon. Dit gebeurt nadat de producten handmatig zijn uitgepakt, gecontroleerd en in de stellingen zijn geplaatst tijdens de inboundfase op de begane grond. De stellingkasten worden vervolgens door de cobots opgehaald en via één van de vijf liften naar de juiste verdieping en plek getransporteerd. De cobots kunnen 500 à 600 kilo tillen en transporteren. Ze passen ook de inrichting van het magazijn desgevraagd aan. Stellingen met slow movers worden door de cobot achter in het magazijn geplaatst
zonder gangpaden. Fast movers worden voorin geplaatst met extra brede gangpaden, zodat de Lowpads elkaar kunnen passeren. Van der Ham: “Dit is natuurlijk ook weer dynamisch, op geen enkel moment van de dag zijn de gangpaden gelijk, want zonnebrandcrème kan soms van het ene op het andere moment van de dag veranderen van een slow mover in een fast mover. Dit geldt voor heel veel producten.” Met de robots kan Montapacking de volumestijging en piekmomenten goed opvangen. De cobots kunnen de benodigde stellingen in de nacht al klaarzetten bij de inpakafdeling voor de volgende dag, waardoor de picktijden en dus totale verwerkingstijd drastisch wordt verkort.
KUNSTMATIGE INTELLIGENTIE
De cobot is 12 centimeter hoog. Dat is niet enkel gedaan voor een gelikt uiterlijk, maar is bovenal functioneel. Door het lage design is 20 procent meer opslagruimte mogelijk dan met traditionele, hogere AGV’s, aldus Eurotec. De Montabot heeft niet alleen de looks maar ook de brains. Zo bepaalt de zelflerende AI-software hoe een order het beste gepickt kan worden. Uitsluitend door de cobot of volledig door een orderpicker. Of samen. Steeds wordt de optimale werkwijze gekozen voor het specifieke moment in het magazijn. “Wij voorspellen op basis van kunstmatige intelligentie het aantal orders per dag. We weten ’s ochtends al of we het aantal orders met de robots redden of niet. Als blijkt dat het aantal te verwachten orders groter is dan we aankunnen met de robots, grijpen we in; allemaal op basis van kunstmatige intelligentie. De rekken met producten worden dan op een rij gezet, en vervolgens roepen we de hulp in van mensen om die orders te picken. Is dat efficiënt? Nee absoluut niet, maar de orders gaan wel de deur uit en daar gaat het om.”
HONDERDEN COBOTS VOLGEN
De eerste veertig cobots rijden momenteel in het nieuwe pand en worden ingeregeld. “Momenteel (vijf maanden na de ingebruikname van het pand en de robots, red.) , opereren ze op 10 procent van hun maximale efficiency, maar dat gaat door de ingebouwde kunstmatige intelligentie snel veranderen.” Eind dit jaar moeten ze full speed operationeel zijn. De eerste robots rijden enkel rond op één verdieping van ruim 6.000 vierkante meter. Als Montapacking blijft groeien zoals de afgelopen maanden (honderd nieuwe klanten in vijf maanden), zullen ook de andere drie verdiepingen snel in gebruik worden genomen door robot én mens. Daarna worden de robots ook in de andere elf distributiecentra van Montapacking in Nederland geïmplementeerd. “We nemen uiteindelijk enkele honderden
cobots in gebruik.” Een exact getal kan of wil Van der Ham niet noemen. Montapacking heeft het WMS zelf ontwikkeld, omdat het bedrijf snel wil kunnen schakelen indien nodig, en niet afhankelijk wil zijn van een externe partij. Deze filosofie is doorgetrokken in het hele bedrijf. De rollerbanen, stellingen en de pick-to-lightkasten: alles is zelfgemaakt. “Niet omdat we denken dat we het beter kunnen, maar omdat we niet afhankelijk willen zijn van andere partijen. Twaalf weken levertijd kan vandaag de dag gewoon niet meer. We moeten snel kunnen schakelen, gezien de groei die we doormaken. Klanten die volgende week live gaan, zijn klanten die ik nu nog niet ken.“
PICKING PICK EN PUT TO LIGHT
De Montabots slaan de producten ‘at random’ op in het magazijn én brengen de stellingkasten naar een pickinglocatie. Op basis van kunstmatige intelligentie worden de producten zo slim mogelijk bij elkaar gelegd. Nu beschikt Montapacking op deze nieuwe vestiging over 110.000 pickinglocaties. Wanneer alle verdiepingen ingericht zijn, zullen dat er ruim 400.000 zijn. Hier worden de items via pick en put to light gepickt en in het juiste vak gelegd (1 vak per order), waarna de artikelen aan de achterkant van de pickmuur in de verzenddoos worden geplaatst door een medewerker. Deze zogenoemde ‘e-check wall’ werkt ook op basis van pick to light. De lampjes van een vak gaan branden als een order compleet is. Montapacking garandeert een performance van 99,98 procent aan zijn klanten. Om die belofte waar te maken, wordt ieder product voordat dat in de verzenddoos of -zak gaat nog een keer gescand. “We werken met open contracten. Dat wil zeggen dat de klant op ieder moment weg kan. Wij moeten dus goed verzenden.”
AAIBAARHEID
De verzendklare producten worden vervolgens in rolcontainers van de vervoerders gelegd, waarna ze per robot via liften naar de expeditie worden gebracht. Wat ook opvalt, is dat iedere cobot een naam van een medewerker heeft met een spreuk. Dit verhoogt de ‘aaibaarheid’ en de acceptatie van de robots, is de gedachte.
ALLES ROBOTISEREN GEEN OPTIE
Robotisering is geen doel op zich voor Edwin van der Ham. “Natuurlijk zijn er nog slagen te maken, ik denk aan het inpakproces. Maar wij zullen niet alles mechaniseren, want het enige dat je daarmee doet, is grenzen creëren. Grenzen aan de dimensies van producten of het aantal te verwerken orders per uur waardoor de cutoff-tijd naar voren moet, en dat wil de klant niet. Ze vinden de robots prachtig, maar uiteindelijk willen ze dat de belofte die zij aan hun klant doen door ons wordt nagekomen, en dat wordt wel eens vergeten in onze business, waar efficiency de heilige graal is geworden.”
