Uit WikiMobi
500px-Europa flyer tru...
48.232 bytes
GINAF Rally Power.jpg
223.591 bytes
Belgian Army Unimog tr...
5.213.311 bytes
Vrachtwagens maken gebruik van verbrandingsmotoren. De kleinere kunnen uitgerust zijn met benzinemotoren of dieselmotoren. Zwaardere vrachtwagens rijden op diesel al dan niet gemengd met biodiesel. Vrachtwagens dragen, net als personenauto´s, bij aan lucht-, water- en geluidsvervuiling. In sommige steden en dorpen zijn milieuzones ingericht waar vrachtwagens die teveel vervuilen niet mogen komen. Er wordt momenteel een proef uitgevoerd in Nederland met vrachtwagens die als brandstof vloeibaar aardgas (LNG) gebruiken. Daarnaast wordt er geëxperimenteerd met dagranddistributie.
Inhoud |
Emissies
Energiegebruik en benuttingsgraad
Het energieverbruik hangt bij een vrachtwagen sterk af van het beladingspercentage en de verkeerssituatie. In het Stream rapport wordt daarom het energieverbruik bepaald door lineaire interpolatie tussen het brandstofverbruik voor 0% belading en 100% belading (STREAM p105).
De beladingsgraad voor bulk-vrachtwagens ligt tussen de 66 en 73%. De beladingsgraad voor non-bulk vrachtwagens ligt een stuk lager, tussen de 35 en 42%. Dat de belading niet zo hoog is kan komen doordat gelede vrachtwagens deels ongeleed rijden en omdat het soortelijk gewicht van een met vrachtwagen vervoerde goederen gemiddeld lager is. De benuttingsgraad voor bulk-vrachtwagens ligt tussen de 33 en 43% en de benuttingsgraad voor non-bulk vrachtwagens tussen de 26 en 33%. De benuttingsgraad is het gecorrigeerde praktijkcijfer voor het energieverbruik berekend uit de emissiefactoren voor CO2 (STREAM p29). Het energiegebruik wordt dan berekend met behulp van de gegevens over het brandstofverbruik per % benutting boven het verbruik van een lege vrachtwagen (STREAM p32).
Dat deze benuttingsgraden niet erg hoog zijn komt omdat vrachtwagens vaak leeg van de bestemming terug rijden. Daarnaast wordt de ladingscapaciteit vaak niet volledig benut omdat er bijvoorbeeld niet voldoende lading beschikbaar is. Om deze manier van transport efficiënter (minder kilometers en minder uitstoot) te maken moet de logistiek worden geoptimaliseerd. Betere samenwerking tussen de bedrijven kan voorkomen dat de vrachtwagens leeg terug rijden.
Well to wheel emissies
Voor de gegevens in de onderstaande tabellen zijn gemiddelden genomen van een best en een worst case scenario en de Emissies zijn gegeven in grammen per ton-kilometer. Er is geen voor- en natransport omdat is aangenomen dat vrachtwagens overal kunnen komen. Het omwegpercentage is per definitie 0. Voor de korte afstand geldt voor vrachtwagens van 3,5 tot 10 ton een verhouding van wegtypen: 30% stad, 30% buiten en 40% snelwegen. Voor vrachtwagens van 10-20 ton: 20% stad, 30% buiten en 50% snelwegen. Voor vrachtwagens van >20 ton en trekkers met oplegger geldt: 10% stad, 30% buiten en 60% snelwegen. De emissies zijn Well-to-Wheel berekend. (STREAM).
Voor lange afstand geldt voor vrachtwagens van >10 ton en trekkers met oplegger: 5% stad, 10% buiten en 85% snelwegen. De emissies zijn Well-to-Wheel berekend.
Technische gegevens
In de tabel hierboven staan een aantal gemiddelde (technische) gegevens over (diesel) vrachtwagens, waaronder de gemiddelde emissiewaarden.
De emissiefactoren (Tank-to-Wheel) van lichte Europese vrachtwagens staan in de grafiek hierboven. CNG scoort hier zeker qua NOx uitstoot veel beter dan diesel.
Euro 6 norm vrachtwagens versus personenauto's
We vergelijken de emissienormen (Euro 6) van vrachtwagens ten opzichte van die van personenauto’s.
Het energieverbruik van een vrachtwagen hangt af van het terrein waar hij rijdt, het gewicht en de belading van het voertuig. Welke verschillende soorten vrachtwagens er in Nederland rijden staat op de site van het CBS
De Euro norm voor personenvervoer en lichte bestelwagens wordt weergegeven in emissies per kilometer, bij vrachtwagens gaat het om de emissies per kWh door de motor geleverd vermogen. Om dit vergelijkbaar te maken worden ook voor vrachtwagens de emissies per kilometer berekend, hierbij wordt aangenomen dat het energieverbruik van een 3,5 -10 ton vrachtwagen 5,9 MJ/km is, van een 10-20 ton vrachtwagen 8,5 MJ/km is en het energieverbruik van een >20 ton vrachtwagen 11,6 MJ/km is (bron: STREAM p30). Het energieverbruik wordt gegeven aan de hand van een benuttingsgraad (voor 3,5-10 ton: 35%, 10-20 ton: 40% en >20 ton: 44%) wat het product is van de beladingsgraad en het aantal productieve kilometers. Verder doen we de aanname dat het rendement van een dieselmotor 40% is. Het geleverde vermogen van de dieselmotor van een >20 ton vrachtwagen wordt dan berekend door het energieverbruik (11,6 MJ/km) te vermenigvuldigen met het rendement: 11,6 MJ/km * 0,40 = 4,64 MJ/km geleverd vermogen. Rekenen we dit om naar kWh dan delen we de 4,64 MJ door 3,6 = 1,29 kWh/km geleverd vermogen. Dit geleverd vermogen vermenigvuldigen we met de Euro 6 norm (bron: LNE). De resultaten staan in de onderstaande tabel weergegeven. In de tabel staan tevens de gegevens voor de 3,5-10 ton vrachtwagen (met een energieverbruik van 5,9 MJ/km) en voor de 10-20 ton vrachtwagen (met een verbruik van 8,5MJ/km).
De Euro 6 norm gaat voor personenauto’s 1,5 jaar later in (1-9-2014) dan voor vrachtwagens (januari 2013). Daarom scoren vrachtwagens tussen 1-1-2013 en 1-9-2014 in verhouding voor NOx beter ten opzichte van dieselauto’s dan wanneer ook de Euro 6 norm voor personenauto’s ingaat. NOx is voor dieselauto’s de enige emissie waarvoor de Euro 6 norm afwijkt van de Euro 5 norm. Met behulp van bovenstaande tabel en onderstaande diagrammen kunnen we de emissienormen voor personenauto's en vrachtwagens vergelijken, om de emissienormen voor vrachtwagens per km te berekenen hebben we de hiervoor beschreven aannames moeten doen.
De onderstaande tabel geeft weer hoeveel keer meer emissies de verschillende vrachtwagens mogen uitstoten dan de diesel- en benzineauto’s (beide voor Euro 6). De in de tabel weergegeven factor komt tot stand door de emissienorm van de vrachtwagen te delen door die van de personenauto.
Opvallend is dat een 3,5-10 ton dieselvrachtwagen qua CO emissienorm strenger is (minder emissie) dan een benzineauto, 0,99 tegen 1 gCO/km.
De introductie van nieuwe systemen om de emissies van de vrachtwagens verder terug te dringen gaat vaak ten koste van het brandstofverbruik. Er komen nu wel meer systemen op de markt die de emissies terugdringen tot aan de voor de Euro 6 norm vereiste waarden maar waarbij het verbruik niet toeneemt ten opzichte van Euro 5. (Bron: Mercedes-Benz)
Geluidshinder De geluidsemissies van vrachtwagens spelen ook een steeds belangrijker rol. In de onderstaande grafiek zijn de geluidsprestaties van een diesel (oranje) en een gasmotor (groen) tegen elkaar uitgezet. Zeker qua geluidsintensiteit scoort een gasmotor veel beter dan een dieselmotor. Bron: Rijden op gas R. Goevaers PDM Geluidsreductie was de insteek van dit onderzoek van het PDM omdat geluid (tegenwoordig) een belangrijke rol speelt in de leefomgeving, zeker in (dichtbevolkte) steden en dorpen. Kijk voor meer informatie over geluidsoverlast bij goederentransport op: Dagranddistributie
Historie
In 1856 werd de eerste vrachtwagen ontwikkeld, deze had geen benzine- of dieselmotor maar een stoommotor. De eerste vrachtwagen met een benzinemotor werd geproduceerd in 1893 door Nesseldorfer Wagenbau Fabriek in Tsjechië (Tatra). Zo´n 20 jaar later werd ook de dieselmotor ingebouwd in vrachtwagens. In 1954 kwam Volvo met de eerste turbo uitvoering. Vanaf 1973 werd er meer aandacht besteedt aan de ontwikkeling van zuinigere vrachtwagens, dit had overigens meer te maken met de oliecrisis dan met aandacht voor het milieu.
Mogelijke aandrijvingen
Dieselmotor
Naast ´gewone´ diesel kunnen ook blends met (bio)diesel verbrand worden in een dieselmotor. Ook (bio-)ethanol (100% of 95% met additief) kan in een (aangepaste) dieselmotor worden verbrand.
Biodiesel wordt door een veresteringsproces transesterificatie geproduceerd uit vetzuren zoals plantaardige olie en dierlijk vet. Biodiesel is een vorm van duurzame biobrandstof die wat eigenschappen betreft sterk overeenkomt met gewone diesel.
Ottomotor
Een kleine vrachtwagen kan uitgerust zijn met een ottomotor en als brandstof gebruik maken van Benzine of LPG. Rijden op gecomprimeerd Aardgas, CNG en vloeibaar aardgas, LNG wordt ook steeds populairder. Er komen ook steeds meer vrachtwagens die opgewaardeerd Biogas (groen gas genoemd) als brandstof kunnen gebruiken. Deze vrachtwagens zijn schoner en stiller dan de ´conventionele´ aardgas variant.
Vrachtwagens op gas
De ontwikkeling van zwaardere motoren (tot 250 kW/330 pk) die aardgas, groengas of (bio)LNG als brandstof gebruiken is sinds het begin van deze eeuw systematisch ter hand genomen. De grote vrachtwagen- en motorenfabrikanten hebben het vermogen en vooral het koppel bij lage toerentallen weten te vergroten, terwijl de uitstoot is gereduceerd. Gasmotoren zijn vergelijkbaar met benzinemotoren. In het najaar van 2010 is een proef gedaan met dagranddistributie in Rotterdam. Bij deze proef zijn op dezelfde route zowel een dieseltrekker als een CNG-trekker ingezet van min of meer vergelijkbaar vermogen. Bij vergelijking van het brandstofverbruik bleek dat de CNG-trekker beduidend zuiniger was dan verwacht. Omgerekend naar CO2-uitstoot bleek de CNG-trekker voor dezelfde prestatie gemiddeld 17 % minder CO2 uit te stoten ondanks 10% meer energieverbruik.
- 1 liter diesel = 36 MJ, resulteert bij verbranding in 2,66 kg CO2 TTW
- 1 kg gas = 38 MJ, resulteert bij verbranding in 2,13 kg CO2 TTW
Opmerking: de cijfers laten zien dat de diesel nog steeds energiezuiniger is, want 1 liter diesel is gelijk aan 36 MJ en 1 kilo CNG is 38 MJ 50 l/km maal 36 MJ/l = 1800 MJ/km 52 kg/km maal 38 MJ/kg = 1976 MJ/km, dus 10% meer
Elektrisch
Er bestaan vrachtwagens die volledig elektrisch zijn en de elektriciteit voor de elektromotor uit een of meerdere accu´s halen. Vrachtwagens brengen vaak geluidsoverlast en vervuiling met zich mee, zeker in de steden, waar ze veel remmen en optrekken. Een elektrische vrachtwagen is stiller dan een conventionele vrachtwagen en stoot lokaal geen emissies uit. Er worden al elektrische vrachtwagens op de markt gebracht die beschikken over regeneratief remmen en die 98% recyclebaar zijn aan het eind van de levensduur. De vrachtwagens kunnen een snelheid halen van 80km per uur en hebben een ladingscapaciteit van 2 ton. Bron: ModecZEV
Naast een 'gewone' elektromotor kan er ook gebruik gemaakt worden van wielmotoren in de elektrische vrachtwagen.
Waterstofvrachtwagen
De waterstofvrachtwagen maakt gebruik van brandstofcellen. Waterstof is een energiedrager en kan door een chemische reactie worden omgezet naar elektriciteit. De elektriciteit drijft de elektrische motor van de vrachtwagen aan.
Hybride vrachtwagen
Mede door de ontwikkeling van de hybride auto, gaan steeds meer vrachtwagenfabrikanten hybride trucks ontwikkelen. Mede vanwege de invoering van milieuzones in steden waar vervuilende vrachtwagens niet meer mogen rijden zoekt men naar duurzame innovaties omtrent vrachtwagens. De hybride trucks maken gebruik van een parallel diesel/elektrisch systeem. Bron: AT-aandrijftechniek Dus naast een dieselmotor heeft de vrachtwagen de beschikking over een elektromotor die gebruikt wordt bij optrekken en lage snelheden. Bron: Peopleplanetprofit
Dual fuel motoren
Dual fuel motoren zijn motoren die als brandstof 75%-95% LNG gebruiken en 5%-25% diesel. Volvo heeft al dual fuel vrachtwagens gebouwd met 460 pk die bij een mix van 75-25 een afstand (afhankelijk van de rijomstandigheden) van 500 tot 1000km kunnen afleggen. Bron: LNG truck van Volvo
Meer informatie over: Dual fuel motor
Overige interessante technieken
[Draag bij aan het uitwerken van dit onderwerp, deze tekst graag aanvullen met: voor dit specifieke voertuig relevante informatie.]
