Denk mee over de mobiliteit van morgen

De Capsuletrein: een vederlichte trein die autonoom rijdt en door magneten wordt aangedreven. Lost dit concept de problemen in het openbaar vervoer op? Deel 1 van een serie waarin experts en lezers meedenken over innovatieve (vervoers)ideeën.

 

In de rubriek Toekomstdenken presenteerde De Ingenieur de afgelopen maanden de innovatieve ideeën van ontwerper Erik Terlouw. In vier artikelen schetste hij mogelijke oplossingen voor grote maatschappelijke uitdagingen op het gebied van vervoer en de bouw, en vroeg lezers en experts om mee te denken over de haalbaarheid daarvan. Velen van u reageerden. Bekijk het uiteindelijke resultaat in het bijbehorende dossier Toekomstdenken.

Terwijl de Nederlandse Spoorwegen kortere treinen inzetten en de dienstregeling vanwege een tekort aan personeel hebben aangepast, presenteert De Ingenieur de Capsuletrein. Het is een lichtgewicht trein die op magneten zweeft en elektromagnetisch wordt aangedreven. De capsules moeten frequenter gaan rijden dan bestaande treinen in Nederland. Bedenker van het concept is Erik Terlouw, voormalig artdirector van het dagblad Trouw en ontwerper van oplossingen voor maatschappelijke uitdagingen.

De Capsuletrein heeft geen machinist aan boord en is zelfrijdend. Van personeelstekorten heeft deze nieuwe trein dus in ieder geval geen last. Elke vijf minuten komt er een capsule voorrijden.

‘We moeten de schaarse ruimte in ons land zo efficiënt mogelijk gebruiken’, vindt Terlouw. Hij wil de infrastructuur van de Capsuletrein verbinden met de masten van windturbines die in de middenbermen van bijvoorbeeld het wegenstelsel kunnen worden geplaatst. ‘De duurzaam opgewekte energie voor de treinen komt dan uit de middenberm’, zegt Terlouw.

Op de website deingenieur.nl publiceerden we half november het artikel ‘Denk mee over de mobiliteit van morgen’ over de Capsule­trein, met de expliciete oproep aan lezers om met inhoudelijke feedback te komen. Lezers gaven daaraan massaal gehoor. Hier een selectie uit de reacties.

 

1 Hoe kunnen de cilinders licht maar toch sterk worden gemaakt? Welke ­materialen zijn daarvoor nodig?

Om te beginnen is de cilindrische constructie die ­Terlouw voor de capsules heeft bedacht, een goed concept. Een cilindervorm is inherent sterker dan een doosvorm, mailt lezer Ralph Panhuyzen, reden waarom ook vliegtuig­cabines en tunnels buisvormig zijn. De vorm heeft dan weer als nadeel dat passagiers niet aan de zijkant van de cabine kunnen staan zonder hun hoofd te stoten. Ze moeten dus keurig op de stoelen blijven zitten die Terlouw heeft ingetekend.

Verder kent Nederland genoeg bedrijven die de capsules kunnen produceren uit sterke, lichtgewicht materialen, mailt lezer Martin de Wit. ‘Denk aan Ebusco, fabrikant van elektrische bussen met een zelfdragende carrosserie van kunststof. Ook in de bouw zijn er bedrijven die sterke constructies maken met composieten.’ In de vliegtuigbouw hebben composieten zich bewezen als lichte en toch sterke materialen.
 

2 Is bestaande infrastructuur te gebruiken voor het nieuwe type trein?

Elektromagnetische aandrijving van voertuigen is niet nieuw. In Japan, China en Zuid-Korea rijden enkele treinen rond die zowel op magneten zweven als door magneten worden voortgestuwd. Deze maglev-­treinen (magnetische levitatie) maken gebruik van nieuw aangelegde geleidebanen, schrijft wetenschapsjournalist Rijkert Knoppers, die in 2021 het boek ­Magneetzweeftreinen publiceerde.

‘Maar het is niet ondenkbaar om bestaande spoorbanen zodanig aan te passen dat deze zowel door conventionele treinen als door magneetzweeftreinen zijn te gebruiken. Hierdoor blijven de investeringskosten laag, terwijl het systeem ook gebruik kan maken van bestaande treinstations, bruggen en ­tunnels.’

 

Vind je dit een leuk artikel? Lees dan ook de andere delen van Toekomstdenken: deel 2, de Instapper, deel 3: Bouwen in blokken en deel 4: Luchthaven in zee.

 

In de Verenigde Staten is zelfs al een systeem ontwikkeld dat zowel van een spoor als van de geleidebaan voor ­maglev kan gebruikmaken, schrijft Knoppers. Dit Maglev-2000-systeem is overigens nog niet in de praktijk gebracht, ‘vooral omdat de Amerikaanse overheid weinig steun heeft ­verleend aan de supergeleidende Maglev’.

Hoewel het combineren van gewoon spoor met elektromagneten dus wel kan, is het een slecht idee, meent Wouter van Gessel van de stichting Freedom of Mobility. ‘Ga maar na, het huidige spoor in ons land wordt al bereden door intercity’s, hogesnelheidstreinen, stoptreinen, goederentreinen en werktreinen. Daarbij is vooral de frequentie van intercity’s en stoptreinen hoog. Het komt geregeld voor dat die twee elkaar in de weg zitten. De intercity moet dan inhouden omdat er een stoptrein voor zit of de stoptrein moet langer wachten op een station omdat er nog een intercity moet passeren. En bij een calamiteit of onderhoud ontstaat een totaal infarct dat uiteindelijk moet worden opgelost met bussen’, zegt Van Gessel. Om een lang verhaal kort te maken: als je op datzelfde tracé ook nog een capsuletrein wilt laten rijden, dan krijgt die met dezelfde problemen te maken.’

Bedenker Terlouw laat desgevraagd weten dat het ook niet zijn bedoeling was dat treinen en capsules van dezelfde sporen gebruikmaken. ‘Nee, er moeten geen oude, zware treinen blijven rijden. Ik denk ook dat we kapitalen kunnen besparen door niet meer steeds de spoor­dijken te hoeven verzwaren.’

 

3 Kan op bestaand spoor een magnetisch veld worden aangelegd dat de capsules voortbeweegt?

Nee, dat is erg lastig, stelt Van Gessel. ‘Tussen bestaande rails ook nog magneetgeleiding aanleggen is nagenoeg onmogelijk. Er lopen al kabels voor voeding, spoor­beveiliging et cetera, en dat gaat gewoon niet samen met het aanleggen van de windingen voor elektromagnetische aandrijving.’

Op de baan van Transrapid, die van de grond af een eigen systeem heeft ontworpen, zou eventueel een gewoon spoor bij kunnen. Dat past qua afmetingen, maar operationeel heeft dat geen zin. ‘Je creëert nieuwe problemen door systemen te combineren die in de basis niet goed samengaan. Scheid het gewoon van elkaar, een snelle maglev en een langzamer spoor.’
 

 

4 De stroomvoorziening: kan het zonnedak op elke capsule voldoende energie leveren voor de aandrijving?

Daarover zijn de reacties eensgezind: nee, het oppervlak is te klein om genoeg elektriciteit op te wekken voor de aandrijving. De stroom zal dus van elders moeten komen. ‘Bij de Transrapid zit de motor in de baan, dus voor de dagelijkse aandrijving is deze vraag niet aan de orde’, vult Van Gessel aan. ‘Maar in theorie zouden zonnecellen batterijen kunnen opladen voor verlichting, verwarming, stopcontacten en voor noodaandrijving.’

 

5 Hoe kunnen de capsules zelfrijdend worden en stipt op tijd rijden?

In het geleide transport is autonoom rijden al vaak genoeg toegepast, zegt Van Gessel. ‘Bij metro’s bijvoorbeeld. Ook de Transrapid in Shanghai rijdt autonoom en dat bij snelheden tot 431 kilometer per uur. Dus dat moet geen probleem zijn. Voorwaarde is wel dat de banen vrij zijn van overig verkeer.’

Hoewel het geweldig klinkt dat er elke vijf minuten een capsule voor komt rijden (of eigenlijk zoeven), zal het concept van Terlouw in deze vorm niet voldoen, denkt Van Gessel. Het systeem vervoert simpelweg te weinig mensen. ‘Elke vijf minuten een capsule met dertig mensen, dat komt neer op 360 mensen per uur in één richting’, rekent Van Gessel voor.

Lezer Bert van Lunteren maakt hetzelfde argument, maar rekent vanaf de andere kant: de capaciteit van de huidige treinen. ‘Als je uitgaat van blokafstanden tussen treinen van drie minuten, en dubbeldekstreinen met maximaal duizend passagiers erin, dan kom je op twintigduizend mensen per uur in een richting. Oké, volgens de norm moet je rekenen met tachtig procent, maar voor zestien­duizend mensen per uur zou je nog steeds 530 capsules nodig hebben, elk met een eigen remafstand en veiligheidsmarge. Het lijkt mij onwaarschijnlijk dat de Capsuletrein ook maar in de buurt komt van de capaciteit die het klassieke spoor nu al biedt.’

 

6 Kortom: is dit een haalbaar concept?

Technisch kan het zeker, denken verschillende lezers en (andere) experts. In Azië hebben diverse bedrijven al laten zien dat treinen op magnetische levitatie goed kunnen functioneren. Ook in Duitsland wordt een systeem getest. In Polen heeft het bedrijf Nevomo, dat voortkomt uit een Hyperloop-team, zelfs een systeem bedacht dat lijkt op Terlouws concept: MagRail.

Belangrijk punt blijft echter dat een magneetzweeftrein niet te combineren valt met conventionele treinen op hetzelfde traject. Die twee zullen elkaar gruwelijk in de weg zitten. Kies toch voor een afzonderlijk systeem, zegt ook lezer Peter Steenmeijer, met Maglev als basis, en gestandaardiseerd in Europees verband. ‘Vanwege de gelijkmatigheid kan de infrastructuur veel lichter zijn en ook los van de grond worden aangelegd. Begin gewoon met een klein stukje, net zoals destijds in 1839. ’s Lands eerste treinverbinding was bescheiden, tussen Amsterdam en Haarlem, maar moet je kijken wat voor enorm netwerk er nu ligt.’

 

Illustraties: Erik Terlouw