Trein kan energieproducent worden

Share Button

Nu al is de trein een energiezuinige manier van vervoer. Het is met de moderne technische mogelijkheden zelfs mogelijk de trein te veranderen in een netto energieproducent. De mogelijkheden.

Trein zuinige vorm van vervoer
Hans van Cassandra Club stelt, niet geheel onterecht, dat ook treinvervoer schaarse fossiele brandstoffen en kernenergie kost. Uiteraard is dit reden voor Visionair om eens even aan het rekenen te slaan met als vraag: kunnen we het spoor geheel zelfvoorzienend maken?

Op dit moment kost een reizigerskilometer met de trein om en nabij de 0,08 kWh. Dit maakt de trein (niet de energieverslindende hogesnelheidstrein) een zuinige vorm van vervoer. Het totaal aantal reizigerskilometers met de trein is 17,2 miljard, wat het totale energieverbruik op 1,3 miljard kWh brengt. Dit betekent dat het in verhouding veel makkelijker is om de trein zelfvoorzienend in energie te maken dan om dat met personenauto’s te doen.

De trein kan veel zuiniger dan nu. Het spoorwegnet kan zelfs netto een energieleverancier worden.

De trein kan veel zuiniger dan nu. Het spoorwegnet kan zelfs netto een energieleverancier worden.

Energiebronnen op en in de trein en stations
Nederland kent bijna vierhonderd treinstations, waarvan de oppervlakte varieert van vier hectares tot de kleinste stations met enkele honderden vierkante meters. De totale oppervlakte van alle Nederlandse treinstations samen ligt daarom vermoedelijk rond de vierkante kilometer. Als het totale dakoppervlak hiervan bekleed zou worden met zonnepanelen, zou dit ongeveer veertig miljoen kilowattuur opbrengen. Niet gek, maar slechts drie procent van het totale energieverbruik. De daken van plattelandstations kunnen eveneens voorzien worden van enkele windgeneratoren. Een windturbine van acht meter hoog levert ongeveer twintigduizend kilowattuur. Deze kunnen ook tussen de sporen in winderige gebieden, zoals de kustprovincies, geplaatst worden. Ook dit zou enkele procenten of meer van het stroomverbruik opbrengen en, heel belangrijk, vooral in de seizoenen dat er veel minder zon is. In principe biedt het spoor in gebieden met gunstige windsnelheden ruimte voor ongeveer twintigduizend kleine windmolens, voldoende voor vierhonderd miljoen kilowattuur: dertig procent of meer van het energieverbruik.

Remenergie terugwinnen
Ook de treinen zelf kunnen enige energie opwekken, zij het uiterst beperkt: elk treinstel (er zijn, de locomotieven meegerekend, iets minder dan duizend in Nederland) is ongeveer honderd vierkante meter groot, wanneer volledig benut levert dit per jaar vier miljoen kilowattuur, drietiende procent. Voordeel is wel dat deze energie direct in de trein beschikbaar is.
De rememergie terugwinnen via bijvoorbeeld vliegwielen of elektrostatische rem levert vele malen meer energie (tot 30% besparing op tractie) op. Nadeel van de elektrostatische rem is dat de energie alleen aan een andere trein die op hetzelfde baanvak rijdt, geleverd kan worden. Gezien de korte tijd dat treinen op stations stoppen is een vliegwiel een betere, maar mogelijk gevaarlijke oplossing. Ook een ultracondensator kan, maar is erg duur.

Zonnepanelen tussen de rails en de wegbermen
Een veelvoud aan oppervlakte is beschikbaar tussen de rails en op de spoorbermen. Nederland kent 2809 km spoorlijn, voor tweederde uitgevoerd als dubbelspoor of meer. Als we een gemiddelde spoorbreedte  inclusief spoorbermen aannemen van tien meter, komen we op rond de dertig miljoen vierkante meter. Hier zonnepanelen plaatsen (noodzakelijkerwijs een lagere opbrengst wegens ongunstige plaatsing en vandalismebestendige uitvoering, zeg 50% minder) betekent een energieopbrengst van zeshonderd miljoen kilowattuur: vijftig procent van het energieverbruik.

Conclusie: duurzaam spoor is haalbaar
In principe is het dus mogelijk om het spoor qua energie zelfvoorzienend te laten worden. Als de treinen wat langzamer gaan rijden neemt de luchtweerstand verder af, die is immers kwadratisch afhankelijk van de snelheid. Waarschijnlijk zijn er nog veel meer systemen te bedenken om extra energie uit de trein te peuren. Laat jullie ideeën horen!

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

28 reacties

  1. Twan schreef:

    Onzin. Ik werk voor een spooraannemer. De ruimte tussen de sporen is een grote wirwar van kabels en leidingen. Deze zijn nodig voor de energievoorziening, beveiliging, afvoer van overtollig water, telecom wisselverwarming, etc.
    Deze ruimte vol leggen met zonnepanelen betekent dat je in geval van veel voorkomende storingen er niet meer bij kunt komen.

    Ten daarbij op dat er dagelijks vele mensen naast het spoor moeten lopen voor inspecties, dan is die ruimte ook niet beschikbaar. Om nog niet eens te denken aan het noodzakelijke spoor onderhouden dat continue moet worden uitgevoerd. Deze machines kunnen onmogelijk werken als de bermen vol liggen met zonnecellen.

  2. Hans schreef:

    Ach jee, zonnepanelen. Dat betekent in de winter op bewolkte dagen veel minder energie dan in de zomer.
    En bij een behoorlijke sneeuwbui vriezen de wissels vast en zijn de zonnepanelen bedenkt door sneeuw. Ik wil best mijn eigen straatje schoonvegen, maar 2800 km. spoorlijn is me iets teveel werk.

    Hoe minder treinen er rijden hoe beter.
    Hoe langzamer ze rijden, hoe beter.
    Hoe voller, ze zitten hoe beter.
    Jullie hebben het nog steeds niet door: de wereld is radicaal en onomkeerbaar aan het veranderen nu de fossiele energie schaarser wordt.

    • Germen schreef:

      Hans, jammer dat je heen bent gelezen over het gedeelte over windmolens.
      Windenergie levert in de winter veel meer op dan in de zomer. Hiermee compenseer je het energieverlies. De rest stook je bij met biogas.

      • Hans schreef:

        Er zijn ook windstille dagen in de winter. En biogas zullen we spaarzaam moeten gebruiken, het liefst voor verwarming.
        Laten we alleen maar elektriciteit opwekken voor dingen die absoluut niet zonder kunnen.
        Treinen horen daar niet bij, want we kunnen immers lopen en fietsen.

        • Germen schreef:

          200 km lopen of fietsen lijkt me wat onpraktisch. Ik heb ooit als tiener 160 km gefietst op een dag en ik kon de dagen erna nauwelijks lopen.
          Dan toch maar liever de trein. Weet je wat, toch maar een artikel op de rol zetten over velomobielen :)

  3. Screenshot schreef:

    Er zijn zeker mogelijkheden. Ik heb zelf toen ik jonger was ook altijd al nagedacht over deze methodes. Tot nu toe werden dingen zoals genoemd in het artikel helaas niet of nauwelijks toegepast in de samenleving.

  4. Twan schreef:

    Beste Germen, De kabels liggen ook allemaal in de grond. En heb je wel eens gezien met hoeveel geweld een spoorvernieuwing gepaard gaat?

    Wat denk je dat een spoorstaaf (rails) van 720 meter doet die je gaat vervangen? Die zwabbert als een elastiekje. Maar wel een elastiekje van 50 kg/m.

    Die cellen hou je nooit heel.

    • Germen schreef:

      Je zult dus taaie, rigide cellen moeten hebben met de nodige schokabsorberende materialen waar deze in ingebed liggen. Polycarbonaat, wat je als dekmateriaal zal moeten gebruiken, is extreem sterk. Hierover wellicht een dun laagje silicium om dat ijzervijlsel te weren. In feite wijst ijzer- en kopervijlsel op een minder dan optimale energiebenutting. De trein als zodanig herontwerpen is denk ik een goed idee, het idee is ontwikkeld begin negentiende eeuw en in essentie nog steeds hetzelfde.
      Je zal denk ik verder een vuilafstotende laag aanbrengen of iets dergelijks.
      Makkelijk zal het niet worden, maar op zich wel technisch haalbaar. Schat ik.

  5. Twan schreef:

    Ik vergeet trouwens nog het aller belangrijkste.

    Heb je wel eens een stuk spoor gezien dat net vernieuwd is?

    De ballast (de stenen onderbaan) is mooi grijs. Een jaartje later is alles bruin. Dat komt door het ijzerslijpsel dat van de wielen en de spoorstaven afkomt. Ook het koperslijpsel van de bovenleiding voegt er zijn deel aan toe. Ik schat dat het rendement van je zonnecellen na een jaartje al is gehalveerd. Als ze al niet kortsluiten.

    Oh ja, denk niet dat je ze dan maar elke week kunt gaan wassen. De Arbowet verbied het werken op en langs het spoor als er treinen rijden. Bijna altijd dus.

    Ik ben geen elektrotechnicus wat wat is het effect van zwerfstromen die lopen tussen het retourbeen (de rails) en de onderstations waar de stroom vandaan komt.

  6. Niek schreef:

    Volgens mij zijn ze op Utrecht centraal al bezig om de nieuwe perronnen van zonnecellen te voorzien. Ik meende dat laatst te zien.

  7. Twan schreef:

    Julie, Spoorstaven worden al meer dan een halve eeuw van mangaanstaal gemaakt.

  8. Julie schreef:

    Twan, dat weet ik, dank je, maar weet jij ook of die roestvrij is

  9. dromer schreef:

    Als we nu gelijk eens alle rijkdom van de wereld verdelen over de hele mensheid en eens een vervoers-systeem creeren wat over de hele aarde heen gaat en 1000 jaar meegaat zonder onderhoud, een luxe modulair woonsysteem wat voor de hele mensheid beschikbaar is en, onderhoud, productie en dus tijd en inspanningsenergie scheelt. Een eind aan de wedloop om zoveel mogelijk verschillende onzin te creeren wat ons allemaal veel te veel tijd kost om te onderhouden en dus voor stress zorgt en de ondergang van de mensheid.

  10. Barry schreef:

    Ik begrijp niet waarom jullie denken aan al die ouderwetse troep. Je kan de daken en zijkanten van de treinen beplakken met zonnecellen, en de treinen hoeven helemaal niet op wielen te rijden, gewoon zweeftreinen gebruiken die zweven op een electromagnetisch veld.

  11. Einstein01 schreef:

    “Ook de treinen zelf kunnen enige energie opwekken, zij het uiterst beperkt:”

    Wat dacht je van naafdynamo’s in ieder wiel? Het wiel draait, maak daar gebruik van (incl. vrijloop naaf).
    Ook kan de trein energie ‘terug geven’ aan het stroomnet, zodat niet alleen de rijdende trein er gebruik van kan maken.
    De trein is onderhevig aan luchtweerstand, met slimme windturbines die b.v. in het dak zijn verwerkt kan je energie winnen.
    Wrijving verminderen tussen de wielen en rails en zodra de trein afremt, de wrijving weer verhogen zodat je meer remenergie kan opvangen.
    Ook de trein geeft energie af, in de vorm van warmte en een geladen veld (aan de atmosfeer), zou je dit kunnen opvangen, kan je het ook gebruiken.
    De wielen van de trein kan je zodanig construeren, dat er lucht in de wielen kan komen, in de wielen kan je een mechaniek maken wat de ‘opgevangen lucht’ weer omzet in energie (dit teruggeven aan de trein, of aan het stroomnet).

    Ik denk zelf dat ‘de beste’ manier is, gebruik maken van de luchtweerstand.

  12. Barry schreef:

    Je kan ook gewoon het geomagnetisch dipoolveld van de aarde gebruiken, verleg de rails naar de plekken waar de magnetische veldlijnen het sterkst zijn, leg zwaar kwarts en ertshoudende klei onder de rails en bouw een ionenmotor in de trein. Op die manier kan je energie onttrekken aan de aarde, een sterker magneetveld opbouwen onder de trein en gratis zweven.

  13. Marco schreef:

    M’n tip: De laddermolen (*) van Wubbo Ockels. Het duurt nog tot 2020, voor dat deze is uitontwikkeld. Maar door dat deze in luchtlagen op 9 km hoog windenergie vangt, is deze veel efficienter dan conventionele windturbines. Het kan 60 MW leveren. Mooi om er een paar boven grote stations te hangen.

    (*) http://www.energieraad.nl/newsitem.asp?pageid=9042

  14. audionair schreef:

    Op dit moment is het spoorsysteem al te ingewikkeld en vervlochten. De ontwikkeling is juist om dat meer robuust te maken (slimme trein op een dom spoornet i.p.v. andersom).
    Niemand zit te wachten op nog meer extra componenten die gestoord kunnen raken en onderhoud vragen (wat alleen mag plaatsvinden als er geen treinen rijden).

    Overigens kun je onderstations wel degelijk zo engineeren dat ze energie terug leveren aan het voedende net, waardoor je niet afhankelijk bent van stroom consumptie op het zelfde baanvak.

  15. Picobyte schreef:

    Laat het spoor voor wat het is en bouw elders een zooi windmolens of desnoods een kernreactor.
    Dan is er stroom zat,ook als het dak van het station geen zonlicht ziet.
    Zonnepanelen zijn in mijn ogen altijd goed,weinig onderhoud en geen herrie.
     

  16. geldkunjenieteten schreef:

    Wat als je het hele spoorwegnet een overkapping zou geven? Je lost heel veel problemen die sneeuw, ijs en regen veroorzaken of blaadjes op de rails en de daken zou je kunnen bedekken met zonnepanelen. De zijkanten blijven gewoon open, kan iedereen nog steeds fijn uit het raam kijken. Wanneer er 2800 km spoor is in Nederland en je hebt een gemiddelde overkapping van 10 meter…1m2 zonnepaneel levert per jaar +/- 136 kwh…mijn rekenmachine trekt het niet, maar het is een hele hoop ;-)

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger