Economische haarbaalheid van de elektrische binnenvaart

Om van Europa het eerste klimaatneutrale continent ter wereld te maken, zal de transportsector zich moeten richten op zero-emissie initiatieven. Hoewel de binnenvaart reeds als relatief duurzaam wordt aanzien, zal de toekomst van deze sector ook emissievrij zijn. Eén van deze initiatieven is een binnenschip dat wordt voortgestuwd door een batterij-elektrische aandrijving. De technologische haalbaarheid van dit concept is reeds aangetoond. Het is echter nog onduidelijk wat de economische impact op een binnenvaartonderneming bedraagt. Om dit te onderzoeken, is het essentieel om een passende onderzoeksvraag te formuleren. De onderzoeksvraag van de masterscriptie luidt als volgt: "Wat is de economische rendabiliteit van batterij-elektrisch varen in de binnenvaart?".

Een elektrische aandrijving van de schroefas door middel van een elektromotor is een vereiste om batterij-elektrisch te varen. De aandrijving van de elektromotor gebeurt door één of meerdere batterijen. Deze batterijen kunnen zowel verplaatsbaar zijn als een vast onderdeel van het schip vormen. Een veelbelovend project is MEC. Dit project ontwikkelt Modulair Energy Containers met als doel het mogelijk maken van flexibele en schone energie voor de industrie en de transportsector. Modulair Energy Containers zijn 20-voet containers gevuld met lithium batterijen. Het ontwerp van de container laat een eenvoudige verplaatsing van de batterij toe. Daardoor kunnen de batterijen verwisseld worden in de haven. Dit concept is gebaseerd op een pay-per-use model. Dit betekent dat schippers enkel een vergoeding betalen voor het gebruik van de batterijcontainer. Ze zijn dus geen eigenaar van de container en hoeven geen hoge investeringskost te betalen. Schepen die geschikt zijn om van dit concept gebruik te maken, varen meestal via lijndiensten en worden gekenmerkt door een voorspelbaar vaarprofiel, een hoogfrequent reizenpatroon en een lage energievraag per reis.

Het rekenmodel beschrijft een basisscenario waarbij uitgegaan wordt van een binnenschip dat vaart op het traject tussen Antwerpen en Gent. Het binnenvaartschip is een MVS met een lengte van 110 meter dat droge bulklading vervoert. Er wordt een vergelijking gemaakt tussen het schip met een conventionele dieselmotor van het type CCR II en een batterij-elektrische variant van de aandrijving. Om de investeringen te beoordelen worden twee economische parameters berekend: de Net Present Value (NPV) en de Internal Rate of Return (IRR). Indien de NPV van het batterij-elektrisch schip hoger is dan de NPV van het conventionele dieselschip, zal het interessant zijn om te investeren in een batterij-elektrische voortstuwing. Hetzelfde principe geldt voor de IRR.

Om via een batterij-elektrische aandrijving te varen, moet geïnvesteerd worden in een elektromotor. Deze elektromotor is duurder in aanschafwaarde dan een dieselmotor met nabehandelingssysteem. Dat doet ook de kapitaalwaarde van het batterij-elektrisch schip stijgen. De verzekering en eindwaarde zijn rechtstreeks afgeleid van de kapitaalwaarde waardoor deze ook stijgen.
De onderhouds- en herstelkosten zijn goedkoper bij het batterij-elektrisch vaartuig. Dat komt grotendeels doordat er geen onderhoud aan het nabehandelingssysteem plaatsvindt. Batterij-elektrisch varen wordt door bepaalde havens gestimuleerd met een korting op de havengelden. Dat is echter afhankelijk van de haven en de opbrengst die de korting met zich meebrengt is gering. Loon- en inspectiekosten ondervinden geen invloed van het type aandrijving. Loonkosten zijn echter wel een significant onderdeel van de kostenstructuur van een binnenvaartonderneming.

Naast loonkosten vormen brandstofkosten een andere belangrijke uitgave bij de exploitatie van een binnenschip. Hier is echter wel een duidelijk waarneembaar verschil tussen beide aandrijftypes. Om een batterijcontainer te gebruiken, moet een gebruiksvergoeding betaald worden. Deze gebruiksvergoeding omvat de elektriciteitsprijs en enkele vaste kosten. Op deze manier kan de eigenaar van een batterijcontainer de dure investering terugverdienen. De gebruiksvergoeding van de batterij ligt echter hoger dan de dieselprijs. Dat maakt dat de brandstofkost van het batterij-elektrisch vaartuig zeer hoog is. Tenslotte wordt uitgegaan van een langdurig vervoerscontract met een vaste vrachtprijs die voor beide schepen gelijk is. Momenteel willen verladers geen hogere prijs betalen om hun goederen te vervoeren via een duurzamere aandrijving.

De resultaten van het basisscenario geven weer dat het schip aangedreven door een dieselmotor een positief resultaat bekomt. De investering in een batterij-elektrische aandrijving blijkt echter verlieslatend te zijn. Dit negatieve resultaat is vooral te wijten aan de hoge gebruikskosten van de batterijcontainer. Naast de resultaten van het basisscenario worden verschillende assumpties gemaakt. Deze nieuwe scenario's worden verkregen door enkele parameters aan te passen. Zo wordt bijvoorbeeld gekeken naar de impact van een daling van de elektriciteitsprijs. Dit heeft een positief effect op de batterij-elektrische investering. Het resultaat is echter nog steeds negatief en is minder dan het resultaat van de dieselaandrijving, waardoor de investering niet de moeite waard is. De NPV en IRR zijn positief voor het batterij-elektrisch schip als er naast de daling van de elektriciteitsprijs ook een stijging van de vrachtprijs is. Een stijging van de dieselprijs heeft geen direct effect op de investering. Enkel in combinatie met andere factoren, zoals een daling van de elektriciteitsprijs en een stijging van de vrachtprijs, kan dit het investeringsgedrag beïnvloeden.

Een aanpassing van de lening zal slechts een kleine invloed hebben op het eindresultaat. Ook een subsidie om het batterij-elektrisch varen te stimuleren heeft een kleine impact op het resultaat.

Bovendien willen schippers niet afhankelijk zijn van een subsidie. Ook een verlaging van de kapitaalkosten van een elektromotor heeft weinig invloed op het resultaat. Tot slot is een geheel nieuwe situatie onderzocht. Het schip vervoert containers van Rotterdam naar Alphen aan den Rijn. Het betreft een kleiner schip met een lager vermogen. Ook hier blijft dieselaandrijving de meest economische optie.

Alle onderzochte scenario’s zijn in het nadeel van het batterij-elektrisch vaartuig. Dat is voornamelijk te wijten aan de hoge gebruikskost van de batterijcontainer. De lage economische voordelen wegen niet op tegen de hoge gebruiksvergoeding. De enige manier waarop batterij-elektrisch varen rendabel kan zijn, is een stijging van de dieselprijs in combinatie met een daling van de elektriciteitsprijs. Gegeven de huidige oliecrash en de bijhorende daling van de dieselprijs, is deze stijging niet voor de komende jaren. Wil batterij-elektrisch varen op korte termijn winstgevend worden, moet de gebruiksvergoeding sterk dalen. Daarvoor is het cruciaal dat de batterijcontainer veelvuldig gebruikt wordt zodat er schaalvoordelen optreden.