Scenarioberekening van het bereik en emissie-effect van de Subsidieregeling Schoon en Emissieloos Bouwmaterieel

Traffic & Transport Anna van Buerenplein 1 2595 DA Den Haag Postbus 96800 2509 JE Den Haag www.tno.nl T +31 88 866 00 00

TNO-rapport

TNO 2021 R12244

Scenarioberekening van het bereik en emissie-effect van de Subsidieregeling Schoon en Emissieloos Bouwmaterieel

Datum 26 november 2021

Auteur(s) D. Tol, R. Verbeek

Exemplaarnummer 2021-STL-RAP-100342595 Aantal pagina's 32 (incl. bijlagen)

Opdrachtgever Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat Projectnaam MaVe ondersteuning SSEB Projectnummer 060.39406/01.01.06

Alle rechten voorbehouden.

Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van TNO.

Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor opdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst.

Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belanghebbenden is toegestaan.

© 2021 TNO

Samenvatting

TNO heeft op verzoek van het Ministerie van IenW onderzoek gedaan naar de potentiële emissiereductie van de in ontwikkeling zijnde Subsidieregeling:

Schoon en Emissieloos Bouwmaterieel (SSEB). Hierbij is de impact op de emissies (NOx, PM en CO2) als gevolg van de mogelijke ingroei van uitstootvrije mobiele werktuigen (zoals graafmachines) en bouwvoertuigen (zoals betonmixers) onderzocht. Naast de optie van uitstootvrij is ook de impact op emissies van het achteraf inbouwen van nabehandelingssystemen (SCR: Selective Catalytic Reduction = katalysator voor NOx reductie) op mobiele werktuigen en

bouwgerelateerde zeeschepen onderzocht. De focus van de emissiereductie is NOx, maar afhankelijk van de maatregel kan SSEB ook tot reductie van andere emissies leiden, zoals fijnstof (PM) en CO2 bij de ingroei van uitstootvrij materieel.

In deze rapportage is, in wisselwerking met de uitgangspunten voor het beschikbare budget van de Subsidieregeling Schoon en Emissieloos

Bouwmaterieel (SSEB), een scenario gedefinieerd voor de ingroei van zero-emissie (ZE) bouwwerktuigen en -voertuigen, en van retrofit SCR-systemen op

bouwwerktuigen en zeeschepen. Volgens dit scenario kunnen over de looptijd van de regeling ca. 10.000 tot 12.000 ZE werktuigen worden gesubsidieerd (incl.

ZE bouwvoertuigen en ZE hulpfuncties op bouwvoertuigen) uit het beschikbare budget voor aanschafsubsidie. Daarnaast is er ruimte voor ca. 2.800 retrofit SCR-installaties voor mobiele werktuigen en 25 voor bouwgerelateerde zeeschepen.

Het is onzeker of in de praktijk deze aantallen gerealiseerd kunnen worden.

Met name is er veel onzekerheid bij ZE werktuigen en retrofit SCR bij werktuigen.

Voor ZE werktuigen ligt dit onder andere aan de aanbodkant en ook bij de praktische toepasbaarheid, met name vanwege het kunnen opladen van accu’s of tanken van waterstof op bouwlocaties. Ondanks de aanschafsubsidie is de investering in uitstootvrij materieel nog steeds hoger voor de gebruiker.

Als de aantallen gerealiseerd worden, dan wordt (op basis van de huidige inzichten) een totale, cumulatieve NOx-reductie verwacht van ca. 12,6 kton over de periode 2022-2031. Daarnaast wordt een cumulatieve fijnstofemissiereductie verwacht van ca. 22 ton en een cumulatieve TTW CO2-emissiereductie van 0,7 Mton. In 2031 komt de jaarlijkse emissiereductie op ca. 1,9 kton voor NOx, ca. 5 ton voor PM en ca. 0,17 Mton voor CO2. De reductie ten gevolge van SSEB zal in de

daaropvolgende jaren langzaam dalen, omdat de ZE werktuigen en

bouwvoertuigen en de werktuigen met retrofit nabehandeling weer uitfaseren. Deze worden dan waarschijnlijk vervangen door nieuwe schone of ZE werktuigen, bouwvoertuigen of schepen, waardoor de emissies op een laag niveau blijven.

SCR-nabehandeling bij zeeschepen leveren een grote bijdrage aan de

NOx-reductie (schepen leveren 55% van de totale NOx-reductie). De elektrische aandrijvingen voor de verschillende typen machines en voertuigen bepalen de fijnstof (PM) en CO2-reductie (SCR heeft geen effect op PM en CO2 reductie).

Een goede keuringsprocedure en handhaving worden noodzakelijk geacht voor retrofit SCR-systemen.

Dit is nodig om te waarborgen dat de NOx-reductie in de praktijk goed is en goed blijft. Niet optimaal werkende systemen kunnen resulteren in een tegenvallende NOx-reductie, alsmede in significante NH3-emissie. Daarom wordt aanbevolen om continue NOx-emissiemonitoring bij mobiele werktuigen en monitoring van AdBlue- en brandstofverbruik bij bouw gerelateerde zeeschepen verplicht te stellen en ook om steekproefsgewijs uitgebreidere metingen uit te laten voeren.

Bij ZE machines wordt aanbevolen om de inzet van de machines goed te monitoren (het aantal operationele uren in vergelijking tot de standaard dieselmachines) en ook de milieu impact die nodig is voor het opladen van ZE machines als er geen (toereikende) netaansluiting beschikbaar is. Dit gaat dan met name om de benodigde transportbewegingen om de energie (accucontainers of waterstof) op de bouwplaats te krijgen.

Inhoudsopgave

Samenvatting ... 2 

1  Inleiding ... 5 

1.1  Scope ... 5 

1.2  EMMA onzekerheid ... 6 

1.3  Methode ... 6 

1.4  Budget ... 7 

1.5  Leeswijzer ... 7 

2  Reductiepotentieel... 8 

2.1  Zero-emissie mobiele werktuigen ... 8 

2.2  Elektrificatie van hulpfuncties op bouwvoertuigen ... 9 

2.3  Zero-emissie bouwvoertuigen ... 10 

2.4  Retrofit SCR voor mobiele werktuigen ... 10 

2.5  Retrofit SCR voor zeeschepen ... 12 

2.6  Invloed van keuring en monitoring op het reductiepotentieel ... 13 

3  Meerkosten en subsidie per aanvraag ... 16 

3.1  Zero-emissie mobiele werktuigen ... 16 

3.2  Elektrificatie van hulpfuncties op bouwvoertuigen ... 17 

3.3  Zero-emissie bouwvoertuigen ... 17 

3.4  SCR retrofitkosten ... 18 

3.5  Retrofit SCR voor zeeschepen ... 19 

4  Ingroeiscenario’s ... 20 

4.1  Zero-emissie mobiele werktuigen ... 20 

4.2  Elektrificatie van hulpfuncties op bouwvoertuigen ... 23 

4.3  Zero-emissie bouwvoertuigen ... 23 

4.4  Retrofit SCR voor mobiele werktuigen ... 24 

4.5  Retrofit SCR voor zeeschepen ... 25 

5  Scenarioberekening ... 27 

5.1  Methode ... 27 

5.2  Gevoeligheidsanalyse ... 27 

5.3  Resultaat ... 28 

6  Conclusies ... 30 

7  Bibliografie ... 31 

8  Ondertekening ... 32 

1 Inleiding

TNO heeft op verzoek van het Ministerie van IenW onderzoek gedaan naar de potentiële emissiereductie van de in ontwikkeling zijnde Subsidieregeling:

Schoon en Emissieloos Bouwmaterieel (SSEB). Hierbij is de impact op de emissies (NOx, PM en CO2) onderzocht als gevolg van de mogelijke ingroei van uitstootvrije mobiele werktuigen (zoals graafmachines) en bouwvoertuigen (zoals betonmixers) onderzocht. Naast de optie van uitstootvrij is ook de impact op emissies van het achteraf inbouwen van nabehandelingssystemen (SCR: Selective Catalytic Reduction = katalysator voor NOx reductie) op mobiele werktuigen en

bouwgerelateerde zeeschepen onderzocht. De focus van de emissiereductie is NOx, maar afhankelijk van de maatregel kan SSEB ook tot reductie van andere emissies leiden zoals fijnstof (PM) en CO2 bij de ingroei van uitstootvrij materieel.

Het totale onderzoek omvat berekeningen naar verschillende scenario-opties.

Van deze scenario’s zijn de emissiereducties en de, kosteneffectiviteit onderzocht.

Tot slot zijn er test- en monitoringsprotocollen voorgesteld. Deze rapportage omvat een uitgebreide toelichting op en berekening van de emissiereducties voor het scenario, dat in wisselwerking met de uitgangspunten voor de subsidieregeling tot stand is gekomen.

Mobiele werktuigen worden gekenmerkt door een grote variatie in machinetypen, motorgrootte, leeftijd en inzetprofielen. Deze variaties hebben invloed op de te behalen emissiereductie. In dit rapport is gewerkt met gemiddelde getallen op een hoog geaggregeerd niveau, waardoor individuele effecten en verwachte kosten van machines kunnen afwijken. Daarnaast is een kostenraming van de verschillende machines en voertuigen nodig om een inschatting te kunnen maken van het aantal machines dat binnen het subsidiebedrag past. Prijsontwikkelingen richting 2030 zijn per definitie onzeker.

1.1 Scope

Er is gekeken naar zowel kosten als emissiereductie (PM, NOx en CO2) voor de periode 2021 tot en met 2030 van de volgende categorieën die binnen de subsidieregeling vallen:

 Ingroei zero-emissie (ZE) mobiele werktuigen (inclusief retrofit van bestaande werktuigen).

 Ombouw elektrische ‘hulpfuncties’ op bouwvoertuigen.

 Aanschaf zero-emissie bouwvoertuigen.

 Retrofit SCR voor werktuigen boven 56 kW en Stage IIIB of ouder.

 Retrofit SCR voor werktuigen onder 56 kW van Stage V.

1.2 EMMA onzekerheid

Informatie omtrent emissiecijfers van mobiele werktuigen in deze notitie zijn gebaseerd op het EMMA-model¹. Dit model wordt gebruikt voor de landelijke emissiecijfers (zoals opgenomen in de emissieregistratie) voor mobiele werktuigen.

De cijfers die in deze notitie zijn gebruikt gaan over zichtjaar 2020. Dit zijn de voorlopige cijfers voor de emissieregistratie (vastgesteld in juni 2021). Uit recent onderzoek blijft dat er meer machines zijn dan in EMMA zaten, dat deze machines gemiddeld ouder zijn, maar dat ze bij hogere leeftijden minder draaiuren maken [1] . Uit metingen blijkt ook dat de gemiddelde motorlast lager is. Uit al deze nieuwe inzichten samen is de verwachting dat de NOx emissies voor het totale park substantieel hoger zijn dan eerder ingeschat. De verwachting is dat bijvoorbeeld de aantallen kleinere en oudere machines onderschat worden in het gebruikte

emissiemodel. Dit gaat bijvoorbeeld om lichtmasten, mobiele compressoren en betonpompen.

De nieuwe inzichten worden verwerkt in het EMMA model. Op het moment van schrijven zijn, echter, nog geen vastgestelde nieuwe cijfers beschikbaar waarin de updates zoals hiervoor beschreven zijn verwerkt. De definitieve cijfers worden vastgesteld in december 2021. In deze notitie wordt daarom gerekend met de cijfers die nu beschikbaar zijn (zoals vastgesteld in juni 2021).

Een belangrijke oorzaak voor dit verschil tussen model en werkelijkheid is het gebrek aan registraties van machines en de inzet ervan. Ondanks de nieuwe en verbeterde inzichten zijn er hoogstwaarschijnlijk blinde vlekken, waardoor diverse bronnen buiten beeld blijven. In het kader van het informeren en onderbouwen van beleid en maatregelen om de milieu-impact van mobiele machines te verminderen, is het van belang het inzicht in het machinepark en de inzet daarvan verder te blijven verbeteren.

1.3 Methode

Er zijn 5 stappen nodig om een totaal emissiereductie-effect van de subsidieregeling te berekenen:

1 Reductiepotentieel per machine (in kg/machine/jaar)

2 Meerkosten per machine per aanvraag ten opzichte van een standaard diesel- aangedreven machine

3 Ingroei mogelijk aantal aanvragen per jaar op basis van vlootvernieuwing en machine aanbod.

4 Beschikbaar budget: matching van aantal aanvragen en subsidiebudget 5 Effect inschatting totale emissiereductie

In Figuur 1 is een overzicht te zien van de gehanteerde methode.

1 Het EMMA model bevat een inschatting over de aantallen machines, machinetypen, eigenschappen (motortypen, vermogen, bouwjaar/emissienorm), de inzet (draaiuren, brandstofgebruik, motorbelasting etc.) en emissiefactoren [13]. Het energiegebruik en bijbehorende emissies van o.a. CO₂ en NOx worden berekend aan de hand van de verwachte draaiuren en de emissiefactoren van de machines volgen uit de normen en (beperkt) uitgevoerde metingen.

Figuur 1: Flowdiagram van de gebruikte methode.

1.4 Budget

De jaarlijkse budgetten waarmee gerekend is, zijn weergegeven in Tabel 1.1. Deze budgetten en onderverdeling ervan zijn als werkhypothese aangereikt door het Ministerie van IenW maar kunnen in de komende jaren nog wijzigen.

Tabel 1.1: Verdeling van jaarlijks subsidiebudget in miljoen euro.²

2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Innovatie 14,1 11,3 11,3 10,3 9,4 0,0 0,0 0,0 0,0 Aanschafsubsidie 11,3 14,1 14,1 16,9 23,5 23,5 23,5 23,5 28,2

ZE bouwvoertuigen 3,8 4,7 4,7 5,6 7,8 7,8 7,8 7,8 9,4 ZE hulpfuncties 3,0 4,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 ZE bouwvoertuigen 4,5 5,4 4,4 6,3 10,7 10,7 10,7 10,7 13,8 Retrofitsubsidie 5,6 4,7 4,7 2,8 0,9 0,0 0,0 0,0 0,0

Zeeschepen 1,0 1,0 1,0 1,0 0,9 0,0 0,0 0,0 0,0

Retrofit werktuigen 4,6 3,7 3,7 1,8 0 0,0 0,0 0,0 0,0

Totaal 31,0 30,1 30,1 30,1 33,8 23,5 23,5 23,5 28,2 1.5 Leeswijzer

Hoofdstuk 2 bevat een omschrijving van het emissiereductiepotentieel van de verschillende machinetypen. De aannames rondom de meerkosten van de aanschaf en retrofit SCR zijn beschreven in Hoofdstuk 3. Hoofdstuk 4 bevat een inschatting van een mogelijk ingroeiscenario dat binnen het subsidiebudget

bereikbaar is. Tot slot is in de inschatting van het totale effect dat binnen de looptijd van de subsidieregeling kan worden bereikt in Hoofdstuk 5 gepresenteerd.

2 Omdat de regeling niet per 1 januari 2022 opengesteld wordt zal het te publiceren jaarbudget afwijken.

2 Reductiepotentieel

Het reductiepotentieel per werktuig- of voertuigcategorie is in dit hoofdstuk beschreven. Het reductiepotentieel is niet berekend op machineniveau, maar op basis van gemiddelden per vermogenscategorie.

2.1 Zero-emissie mobiele werktuigen

Voor het reductiepotentieel van ZE mobiele werktuigen is Stage V als referentie gebruikt. Dit is het nieuwste motortype en daarom het meest waarschijnlijke alternatief voor een zero-emissie werktuig in de nabije toekomst. De stationaire werktuigen ‘generatoren’ en ‘bronbemalingspompen’ zijn anders behandeld dan de mobiele werktuigen. De reden hiervoor is dat pompen en generatoren een sterk afwijkend gebruiks- en belastingprofiel hebben ten opzichte van mobiele werktuigen, en omdat er voor generatoren met een constant toerental boven de 560 kW een aparte Stage-klasse bestaat. Daarnaast kan de verschoningsoptie voor deze machines er anders uitzien (een vaste netaansluiting bijvoorbeeld).

De geaggregeerde Stage V draaiuren en jaarlijkse emissies per categorie uit EMMA zijn samengevat in Tabel 2.1. Opvallend in Tabel 2.1 is dat de categorieën tussen de 19 en 56 kW hogere emissies hebben dan de categorieën tussen de 56 en 130 kW. Dit komt omdat de Stage V eisen voor NOx minder streng zijn onder de 56 kW. Voor fijnstof zijn de Stage V eisen minder streng onder de 19 kW, dit is ook terug te zien in de jaarlijkse emissies. Verder valt op dat generatoren en

bronbemalingspompen geen vermogenscategorie tussen 37 en 75 kW hebben in EMMA. In de update van EMMA zijn deze vermogenscategorieën wel opgenomen.

Maar bijvoorbeeld ook de draaiuren zullen worden geüpdatet op basis van de nieuwe inzichten.

Tabel 2.1: Draaiuren en jaarlijkse emissie voor Stage V mobiele werktuigen (NOx, PM en CO2), op basis van EMMA (Versie juni 2020) als vlootgemiddelde. De nieuwe inzichten omtrent draaiuren en machinetypen zullen leiden tot andere emissiecijfers dan in deze tabel gepresenteerd.

Draaiuren [uur/jaar]

NOx per werktuig [kg/jaar]

PM per werktuig [kg/jaar]

CO2 per werktuig [ton/jaar]

Generatoren en

bronbemaling

19 <= kW < 37 2.302 133 0,2 16 75 <= kW < 130 1.000 90 0,4 34

560-1000 kW 800 364 11,7 138

Mobiele werktuigen

< 19 kW 741 18 1,5 3

19 <= kW < 37 1.045 91 0,1 11 37 <= kW < 56 920 88 0,2 18 56 <= kW < 75 834 54 0,3 22 75 <= kW < 130 890 75 0,4 28 130 <= kW < 300 1.146 194 0,8 70 300 <= kW < 560 1.150 382 1,9 142

2.2 Elektrificatie van hulpfuncties op bouwvoertuigen

Elektrificatie van hulpfuncties gaat om de elektrificatie van de power-take-off (PTO) functie, die standaard gebruikt maakt van de verbrandingsmotor. Hiermee worden bijvoorbeeld betonmolens of kranen of vrachtwagens of trailers worden

aangedreven.

Voor het berekenen van het aantal uur gebruik van de hulpfunctie per jaar zijn in deze studie de volgende aannames gedaan:

 Gemiddelde snelheid voertuig: 50 km/h;

 Aantal werkdagen per jaar: 200 dagen;

 Uren rijden of hulpfunctie gebruik per dag: 7 uur;

 Dieselverbruik voor hulpfunctie: 5 liter per uur;

 NOx-emissie: 13 g/l (op basis van ca 3,3 g/kWh en een gemiddeld specifiek verbruik).

Er is aangenomen dat de tijd die niet gebruikt wordt voor verplaatsing, gebruikt wordt voor de hulpfunctie, min 1 uur marge. Het aantal uren dat de hulpfunctie wordt gebruikt is daarmee geschat op 4 uur per dag, wat een grove inschatting is. Dit kan per voertuig verschillen, voor Kippers is 4 uur aan de hoge kant maar voor betonmixers en kranen wellicht aan de lage kant. Marktpartijen geven aan dat het gebruik per dag kan variëren tussen de 2 tot 8 uur per machinetype. Metingen naar PTO gebruik en emissies tijdens dit gebruik. Meer onderzoek en metingen bij deze groep, naar de uitstoot en de inzet zijn noodzakelijk, wat doorwerkt in het berekende effect.

Voor het gemiddelde jaarkilometrage is het gewogen gemiddelde gehanteerd van een aantal van de meest voorkomende voertuigtypes die eerder door IenW zijn aangewezen als mogelijk subsidiabele bouwvoertuigen, zie Tabel 2.2.

Tabel 2.2: Voertuigen met bouwgerelateerde inrichting [bron: RDW en EKI register].

Voertuig Aantal³ Gemiddelde km/jaar⁴

Kipper 9.778 23.513

Voertuig met haakarm 3.652 56.604

Mobiele kraan 2.565 13.936

Betonmixer 1.153 33.308

Asfaltkipper 566 55.179

Achterwaartse kipper 454 9.521

Betonpomp 264 24.412

Gewogen gemiddelde Ca. 30.000 km/jaar

Hulpfunctie-emissies per voertuig zijn dan als volgt berekend;

𝑁𝑂𝑥 ℎ𝑢𝑙𝑝𝑓𝑢𝑛𝑐𝑡𝑖𝑒 200 𝑑𝑎𝑔𝑒𝑛 ∗ 4𝑢𝑢𝑟 𝑑𝑎𝑔∗ 5 𝑙

𝑢𝑢𝑟∗ 0,013𝑘𝑔 𝑙 52 𝑘𝑔 26 kg tot 78 kg 𝑁𝑂𝑥 𝑝𝑒𝑟 𝑗𝑎𝑎𝑟

3 Bron: RDW

4 Bron: EKI-register

Recente inzichten wijzen erop dat de emissies bij gebruik van de hulpfuncties in de praktijk mogelijk hoger zijn, wat bevorderlijk is voor de kosteneffectiviteit van elektrificatie van deze groep. Meer onderzoek en metingen bij deze groep, naar de uitstoot en de inzet zijn noodzakelijk.

De PM-reductie is voor deze toepassing berekend met behulp van een vaste ratio NOx/PM van 313, gebaseerd op de verhouding tussen de limietwaarden van 19 kW tot 56 kW voor Stage V. Op een EURO V voertuig is de PM winst groter, aangezien daar geen roetfilter geïnstalleerd is. Voor de CO2 uitstoot bestaat een directe relatie met het aangenomen dieselverbruik per uur.

2.3 Zero-emissie bouwvoertuigen

Bij ZE bouwvoertuigen gaat het om de hoofdaandrijving van typische

bouwvoertuigen, zoals de voertuigentypen in Tabel 2.2. Bij de aankoop van een nieuw voertuig is het alternatief voor een elektrische truck op dit moment een Euro VI voertuig. Daarom wordt het reductiepotentieel van een elektrisch bouwvoertuig ingeschat op basis van Euro VI emissiefactoren.

Om tot een referentie emissiefactor te komen (om vervolgens een gemiddeld reductiepotentieel te bepalen) is een gewogen gemiddelde gehanteerd van de huidige Euro VI vloot. De emissiefactoren zijn weergegeven in Tabel 2.3.

Tabel 2.3: Referentie Euro VI emissiefactoren voor een gemiddeld Nederlands zwaar utiliteitsvoertuigen, in gram per kilometer. Gewogen gemiddelde over verschillende wegtypen (stad, binnenweg, snelweg).

NOx PM CO2

Gemiddelde [g/km] 2,6 0,012 989

Bij een gemiddelde jaarafstand van 30.000 kilometer is de referentie NOx-emissie ca. 80 kg als gevolg van rijden. De totale NOx-reductie van de groep

bouwvoertuigen is de combinatie van hulpfunctie en wegkilometers en komt daarmee uit op ongeveer 130 kg NOx per bouwvoertuig per jaar (52 (26 kg tot 78 kg) plus 80).⁵

2.4 Retrofit SCR voor mobiele werktuigen

Door het achteraf plaatsen van een SCR wordt de NOx-uitstoot potentieel vergelijkbaar met de uitstoot van een Stage V werktuig met af-fabriek SCR

katalysator. Het retrofitten op een oude machine met hoge NOx emissies is, echter, geen triviale zaak. De goede werking van de SCR is niet vanzelfsprekend

gegarandeerd. In het bijzonder is het uitlaatgas regelmatig te koud om de SCR te laten werken. Dit is met name het geval als de katalysator ver van de motor vandaan is geplaatst. Het uitlaatgas moet dan verhit worden. In het bijzonder bij lage motorlast is er relatief veel warmte nodig. Elektrische verwarming via een generator is een nieuwe bron van emissies, en de vraag of dan de oplossing een verbetering is ten opzicht van het originele probleem.

5 Er is geen aparte emissiereductiebepaald voor voertuigen zonder hulpfunctie. De aanname is dat voertuigen zonder hulpfunctie meer kilometers maken en minder stilstaan. Als gevolg van de extra kilometers zal de totale uitstoot en daarmee het reductie potentieel in orde grootte gelijk zijn of groter zijn, daardoor is dit een conservatieve schatting.

Een tweede probleem met retrofit-installaties is de compacte vorm, die mogelijk tot een inhomogene werking van de katalysator leidt. Een goede menging van uitlaatgas en de ammoniak uit ureum zorgt voor een homogene werking van de katalysator, en een vergelijkbare reductie door de katalysator heen. Een compact ontwerp en sensoren te dicht op de SCR zelf kan een te rooskleuring beeld geven, op basis van de werking van een deel van de katalysator waar de omzetting van NOx hoog is. Deze is dan niet vanzelfsprekend vergelijkbaar is met metingen aan het einde van de uitlaat waar alles vermengd is tot een gemiddelde uitstoot.

Soortgelijke problemen kunnen ook optreden bij grote systemen voor de scheepvaart.

Ook zal de effectiviteit van NOx reductie, alsook de mogelijke NH3 uitstoot, afhankelijk zijn van de kalibratie rondom ureum injectie. Tot slot is een potentieel risico met retrofit SCR systemen is dat deze makkelijker aan/uit gezet kunnen worden dan af-fabriek systemen. Anderzijds zijn er ook voorbeelden waar wordt ingezet op een lagere emissie dan Stage V.

Om een goede werking te garanderen moet daarom wel gecontroleerd en gemonitord worden op uitstoot, bij voorkeur van zowel NOx als NH3, zie paragraaf 2.6.

In de berekening van het reductiepotentieel door retrofit SCR katalysatoren is uitgegaan van een vergelijkbare prestatie als Stage V machines. Het NOx reductie potentieel is ingeschat op basis van het verschil tussen Stage IIIB en Stage V op basis van AERIUS emissiefactoren⁶. Een correctiefactor is toegepast voor een afname van de jaarlijkse draaiuren naarmate de machines ouder worden (voor 19 – 56 kW niet omdat dit jongere werktuigen betreft (Stage V)). Er is een lineaire afname van de draaiuren – en daarmee de emissies - verondersteld tussen 2020 en 2025. In Tabel 2.4 is het emissiereductiepotentieel per

motorvermogensklasse weergegeven.

Tabel 2.4: Jaarlijkse emissie voor Stage V (tot 56kW) en Stage IIIA & IIIB (>56kW) mobiele werktuigen en aangenomen reductiepotentieel bij de installatie van een SCR systeem.

Voor tussenliggende jaren is een liniear geinterpoleerd. Berekeningen zijn op basis van EMMA (Versie juni 2020), cijfers kunnen daardoor wijzigen.

NOx per werktuig 2020 [kg/jaar]

NOx per werktuig 2025 [kg/jaar]

NOx-reductie- potentieel [%]

19 <= kW < 37 (Stage V) 91 91 82%

37 <= kW < 56 (Stage V) 88 88 72%

56 <= kW < 75 (Stage IIIB) 84 62 71%

75 <= kW < 130 (Stage IIIB) 172 132 81%

130 <= kW < 300 (Stage IIIB) 357 256 64%

300 <= kW < 560 (Stage IIIB) 695 535 64%

560-1000 kW (Stage IIIB) 1.081 904 82%

6 https://www.aerius.nl/nl/factsheets/mobiele-werktuigen-%E2%80%93-eigen-typering- emissiefactoren/15-10-2020-0

2.5 Retrofit SCR voor zeeschepen

De toepassing van SCR-nabehandeling is ook bij de zeevaart al langer een bekende techniek. Het is de meeste gebruikte technologie om dieselmotoren te laten voldoen aan de Tier III NOx-eis (ca. 2 – 3,5 g/kWh afhankelijk van de motorgrootte).

De berekening van de totale uitstoot van werkschepen is gebaseerd op een lijst van type schepen welke gebruikt worden voor bouwen op zee. Deze door de KVNR⁷ aangeleverde lijst bestaat uit diverse categorieën, zoals Offshore supply, special activities en special purpose, heavy load en general cargo schepen. KVNR heeft voor deze scheepstypen generieke gegevens aangeleverd op basis waarvan de potentiële NOx-reductie met SCR-nabehandeling op jaarbasis berekend kan worden. De gegevens omvatten bijvoorbeeld het gemiddeld geïnstalleerd

vermogen, motorbelasting en het aantal operationele uren per jaar. Het gemiddeld totaal vermogen per schip varieert van ca. 3.000 tot 9.000 kW afhankelijk van het schiptype.

Voor de gemiddelde NOx-emissie is uitgegaan van een specifieke NOx-emissie van 10 g/kWh. Dit is representatief voor een mix van IMO Tier I en II motoren voor deze grootteklasse motoren (gemiddeld max toerental van 1000 rpm). Voor de NOx-reductie door SCR-nabehandeling is uitgegaan van 70% van de 10 g/kWh.

In de praktijk zou de NOx-reductie groter of kleiner kunnen zijn, afhankelijk van de precieze eisen & de NOx-uitstoot als functie van de motorbelasting. Ook zou het kunnen zijn dat de eigenaar van het schip inzet op een hogere NOx-reductie dan 70% vanwege een potentieel gunningsvoordeel van opdrachten. Het verdient daarom aanbeveling om dit goed te monitoren, zie ook hoofdstuk 2.6.

Op basis van bovenstaande gegevens is de potentiële NOx-reductie uitgerekend.

De bandbreedte afhankelijk van de categorie is als volgt:

 SCR op hoofdmotoren: ca. 30 tot ca 120 ton NOx-reductie per schip

 SCR op hoofd- en hulpmotoren: ca. 50 tot ca 155 ton NOx-reductie per schip

Rekening houdend met een door de KVNR aangegeven weging tussen de beide categorieën, komt de gemiddelde NOx-reductie per schip uit op resp. 72 en 99 ton per jaar. Deze getallen zijn op basis van een gemiddelde inzet van ca 5000 uur per jaar voor de Nederlandse kust. In de scenarioberekening is uitgegaan van het gemiddelde van SCR op hoofd- en op alle motoren. Daarnaast is het

reductiepotentieel voor Nederland terug geschaald met een aangenomen 50%

omdat waarschijnlijk een deel van uitstoot niet op Nederlandse wateren plaatsvindt.

In de praktijk zou dit hoger of lager kunnen liggen.

7 De Koninklijke Vereniging van Nederlandse Reders

2.6 Invloed van keuring en monitoring op het reductiepotentieel 2.6.1 Zero-emissie mobiele werktuigen

Keuring

Een prestatiekeuring, zoals op energieverbruik is nog niet ontwikkeld voor zover bekend. Hetzelfde geldt voor een veiligheidskeuring.

Aspecten welke hierin aan bod zouden moeten komen omvatten:

 Kwaliteit van de installatie zoals bedrading, accubehuizing, afscherming tegen hoge spanning.

 Consequenties van defecten: kan de machine bij een defect ongecontroleerde bewegingen gaan maken.

 Consequenties van calamiteiten (brand, aanrijding, onderdompeling water).

Deze punten hebben een heel beperkte invloed op het reductiepotentieel, mits de levensduur en inzetbaarheid van de machine voldoende vergelijkbaar is met die van de dieselmachine.

Monitoring en handhaving

Het is vooral van belang dat de inzet van de zero-emissie machine gemonitord wordt op de volgende aspecten:

 Aantal operationele uren per dag en per jaar in vergelijking tot zijn dieselequivalent.

 Laadsysteem. Dit zou via een kabel of een verwisselbare accucontainer moeten plaatsvinden. Het is denkbaar dat de accu opgeladen wordt met een

generatorset. Deze is vrijwel altijd veel vervuilender dan de vervangen dieselmachine zelf omdat in generatorsets vaak oude type motoren worden toegepast (ook in nieuwe generatorsets). Door de emissieklasse en het belastingpatroon kunnen generatorsets vijf tot tienmaal meer NOx uitstoten om de accu op te laden, dan dat een Stage IV of V dieselmachine zou uitstoten.

Verder is de milieu impact van de logistiek voor accu-elektrische of H2

aandrijving van belang. Dus het frequent aanleveren van verwisselbare accu’s of H2 containers. Vaak is dat op dagelijkse frequentie nodig, tegenover wekelijks of tweewekelijks voor dieselbrandstof.

2.6.2 Werktuigen met SCR-nabehandeling Emissiekeuring

De nu gebruikelijk emissiekeuring voor een retrofit nabehandelingssysteem is over algemeen de ‘enkelstukskeuring’. Dit omvat een emissiemeting van het

retrofitsysteem gemonteerd op de machine door een onafhankelijk meetbedrijf.

Het is een uitdaging om een goede meting te doen die representatief is voor de praktijk en daarnaast goed uitvoerbaar en betaalbaar is. De emissiemeting is over het algemeen stationair bij enkele verschillende motorbelastingen. In de praktijk is de belasting daarentegen dynamisch en ook vaak laag (inclusief veel stationair draaien). Onder deze condities is de NOx-omzetting door de SCR veelal lager en is er ook meer risico op NH3-emissie. Hetgeen het positieve effect op stikstofdepositie door NOx reductie grotendeels teniet kan doen.

Voor de enkelstukskeuring moet daarom eveneens een continue NH3-meting plaatsvinden, welke de gehele meting, dus ook tijdens het instellen van de

verschillende stationaire punten, meeloopt. Het is daarnaast belangrijk om lage last condities in de meting mee te nemen. Ook is de optie geboden om de NOx

en NH3 tijdens een minimaal vier uur durende praktijktest te meten. Dit heeft indien haalbaar de voorkeur. Dit kan met compacte sensor-gebaseerde meetapparatuur.

Bij deze praktijktest is de limietwaarde voor NOx op 125% van de limietwaarde voor de stationaire meting gesteld. Voor de NH3-emissie wordt dezelfde limietwaarde gehanteerd.

Monitoring en handhaving

De opties voor monitoring en handhaving zijn continue online NOx-monitoring op de machine en/of een jaarlijkse periodieke inspectie op het in goede staat verkeren van het retrofitsysteem.

Nabehandelingssystemen zoals een SCR-katalysator en een roetfilter zijn redelijk complexe en ook gevoelige systemen. Een leverancier van deze systemen kan niet alle praktijkomstandigheden voorzien welke mogelijk tot problemen kunnen leiden.

Daarom wordt gebruik gemaakt van On-Board-Diagnose op NOx-conversie en roetfilterwerking en daarnaast ook van telemetrie, het draadloos sturen van emissiegegevens naar een centrale database van de leverancier (te benaderen via een Web-interface). In de praktijk is gebleken dat nabehandelingssystemen in sommige gevallen uitgeschakeld worden of (bij problemen) soms gedemonteerd worden.⁸ Af-fabriek systemen zijn hiertegen beschermd via wettelijke OBD-eisen en via power-de-rating (maximaal vermogen wordt verminderd als het systeem niet goed werkt, al is manipulatie hiervan mogelijk), maar retrofitsystemen niet. Om die reden wordt online NOx-monitoring sterk aanbevolen.

De online NOx-monitoring kan met dezelfde sensor⁹ uitgevoerd worden als gebruikt wordt in het nabehandelingssysteem en is daarom maar beperkt kostenverhogend.

Online monitoring wordt al aangeboden door verschillende leveranciers.

2.6.3 Schepen met SCR-nabehandeling

Emissiekeuring

Degebruikelijke emissiekeuring is altijd een enkelstukstest op het schip, uitgevoerd door een onafhankelijk meetbedrijf. Deze kan uitgevoerd worden volgens het protocol van MARPOL 73/78 Annex VI onboard test procedure. Deze is omschreven in MEPC 2008 [2]. De MARPOL procedure is vergelijkbaar met de ISO8178 procedure, maar is specifieker omschreven voor scheepvaart. Door de grote katalysator en pijpdiameters, kan een minder goede menging en

reagensverdeling over de katalysator optreden. Dat kan leiden tot een foute NOx- meting en ook tot NH3-emissie. Om die reden, is ook een goede NH3-emissiemeting van belang.

8 Zowel retrofit als af-fabriek systemen worden helaas in de praktijk uitgeschakeld en/of

gedemonteerd. Vaak in combinatie met chip tuning. Bij ca 10% van de voertuigen en machines is dat naar schatting van TNO het geval.

9 Er dient wel onafhankelijk gecheckt worden dat deze sensor de juiste gemiddelde waarde aangeeft. Zowel de fysieke locatie als de verwerking naar een (dag)gemiddelde dient gecontroleerd te worden.

Monitoring en handhaving

NOx-sensoren of NOx-analysers zijn niet altijd aanwezig op schepen met SCR, mede in verband met levensduur en betrouwbaarheid van sensoren in deze veeleisende omgeving. NOx-meetinstrumenten worden wel regelmatig gemonteerd omdat de eigenaar zelf wil monitoren of het systeem goed functioneert of dat aantoonbaar wil maken richting zijn opdrachtgever of vergunningverlener.

Emissiemonitoring is heel belangrijk omdat systemen gemakkelijk uitgeschakeld kunnen worden en dan ook direct kosten van ureumreagens (AdBlue) en onderhoud bespaard worden.

De minimale aanbevolen omvang voor emissiemonitoring bestaat uit het verstrekken van de bunkernotes van dieselbrandstof en AdBlue inclusief globale inzetgegevens, zoals draaiuren:

 Dieselbrandstoftype en hoeveelheid in m³ of ton per bunkeractie.

 AdBlue-type (ureumconcentratie) en hoeveelheid in m³ of ton per bunkeractie.

 Bunkerlocatie en bestemming(en), inclusief het aantal uren op zee met motor aan.

 Het brandstofverbruik en AdBlue-verbruik per dag. Bij het brandstofverbruik dient goed aangegeven te worden welke motoren dit betreft. Hierin mogen ook motoren zonder SCR-systeem meegenomen worden.

Voor een verdere toelichting op risico’s bij SCR-systemen op schepen wordt verwezen naar [3]. Voor monitoringopties wordt ook verwezen naar [4].

3 Meerkosten en subsidie per aanvraag

De meerkosten van de aangeschafte of omgebouwde machine zijn onderverdeeld naar de verschillende groepen bouwmaterieel die onder de subsidieregeling vallen.

Omdat er veel diversiteit bestaat binnen de verschillende groepen is er gekozen om het onderscheid te beperken tot motorvermogen op hetzelfde aggregatieniveau waarvoor het reductiepotentieel is ingeschat. Het doel is een globale, gemiddelde kostenschatting voor het bepalen van het potentiële bereik van de subsidieregeling.

In de scenarioberekening is uitgegaan van een subsidiebedrag van 20% van de (meer)kosten van de aangeschafte of omgebouwde machines en 40% bij de zeeschepen, in de praktijk kan het percentage afwijken. Dit is een geschat gemiddelde dat rekening houdt met het gegeven dat er veelal ook milieu- investeringsaftrek voor deze machines mogelijk is.

3.1 Zero-emissie mobiele werktuigen

Voor zero-emissie materieel zijn de gemiddelde meerkosten op basis van een meerkostenformule berekend en geaggregeerd naar motorvermogen.

De meerkosten zijn bepaald aan de hand van een formule met accucapaciteit en motorvermogen. Deze formule is opgesteld aan de hand van meerdere

praktijkvoorbeelden. De meerkosten zijn geaggregeerd naar dezelfde

vermogenscategorie zoals in Tabel 2.1. De meerkosten variëren tussen de circa 30.000 en 500.000 euro per machine afhankelijk van motorvermogen en accucapaciteit. Om rekening te houden met mogelijke ontwikkelingen van

bijvoorbeeld accuprijzen, is vanaf 2024 tot 2030 een lineaire afname tot 40% op de meerprijs aangenomen. Een afname is aannemelijk door o.a. schaalvoordelen en ontwikkelingen in batterijprijzen, de exacte prijsontwikkeling is echter onzeker.

De meerkosten van accusystemen (voor huishoudelijk gebruik en stationair materieel) ter vervanging van generatorsets zijn bepaald als functie van de accucapaciteit. Hierbij is uitgegaan van een maximaal benodigde capaciteit van 24 uur op gemiddeld 40% belasting (equivalent 9,6 uur vol vermogen) bij een accuprijs van 500 euro per kWh. Alternatieve opties zoals aggregaten op basis van waterstof vallen hier ook onder, al zal de prijs in de praktijk afwijken.

Tabel 3.1 geeft de inschatting van de meerkosten voor retrofit SCR. Meerkosten voor de infrastructuur of eventueel AdBlue is hier niet in opgenomen. Retrofit SCR wordt nader toegelicht in paragraaf 3.4. Tot en met 2024 is aangenomen dat de meerkosten contant blijven voor de scenarioberekening.

De kostenschatting per machinetype is nodig om te bepalen hoeveel machines er jaarlijks binnen het subsidiebereik liggen. Door het grove aggregatieniveau kunnen de meerkosten per werktuig of voertuig aanzienlijk van het gemiddelde afwijken. Technische ontwikkelingen gaan snel en daardoor is de

kostenontwikkeling tijdens de looptijd van de subsidieregeling onzeker.

Tabel 3.1: (Meer)-kosteninschatting voor retrofit SCR gebasseerd op een vermogensafhankelijke formule.

Retrofit SCR Retrofit SCR + DPF

Generatoren 19 <= kW < 37 € 17.000 € 25.500 75 <= kW < 130 € 21.500 € 33.000

560-1000 kW € 62.500 € 103.000

Mobiele werktuigen

< 19 kW N/A N/A

19 <= kW < 37 € 17.000 € 25.500 37 <= kW < 56 € 18.000 € 27.000 56 <= kW < 75 € 19.000 € 29.000 75 <= kW < 130 € 21.500 € 33.000 130 <= kW < 300 € 29.500 € 47.000 300 <= kW < 560 € 42.000 € 68.000

3.2 Elektrificatie van hulpfuncties op bouwvoertuigen

De kosten van een ombouw voor elektrische hulpfuncties is afhankelijk van o.a.

motorvermogen en accugrootte. Ten behoeve van de kostenscenario’s is de prijs van een ombouw voor elektrische hulpfuncties geschat en gevalideerd met een marktpartij op gemiddeld 50.000 euro.

3.3 Zero-emissie bouwvoertuigen

Het aanbod van ZE bouwvoertuigen is nog beperkt en de (ontwikkeling) van de kosten is daarmee ook onzeker. De verwachting is dat de meerkosten van deze groep initieel aanzienlijk kan zijn, waardoor het subsidiebeslag van deze groep groot is. Zeker omdat deze groep in vergelijking tot de mobiele werktuigen veelal in de hogere vermogenscategorie valt. Daarmee zijn de meerkosten vooral

te vergelijken met de grotere mobiele werktuigen. Voor de ZE bouwvoertuigen is daarom maximaal 1/3 van het aanschafsubsidiebudget beschikbaar.

Meerkosten voor batterij-elektrische trucks zijn op dit moment nog hoog in vergelijking met trucks met een verbrandingsmotor, zie Tabel 3.1. De verwachting is, echter, wel dat de aanschafprijs zal afnemen in de komende jaren. Er is bij deze berekening uitgegaan van trekker-opleggers, daarbij is aangenomen dat voor specifieke zware bouwvoertuigen met opbouw de meerprijs bij ZE voertuigen ook voornamelijk uit de meerkosten van het voertuig zelf bestaan en in mindere mate afhankelijk zijn van de specifieke opbouw.

Tabel 3.2 geeft een overzicht van verschillende bronnen ter onderbouwing van deze ordegrootte. Ter referentie: een nieuwe Euro VI dieseltrekker heeft een aanschafprijs in de ordegrootte van ca. 85.000 tot 105.000 euro.

Tabel 3.2: Referentieprijzen vanuit de literatuur voor FCEV¹⁰en BEV¹¹ trekker-opleggers.

Bijzonderheden FCEV BEV

TNO [5] 2020 – 400 kWh - € 350.000

2030 – 460 kWh - € 180.000

Transport & Environment [6]

2020 € 391.802 € 417.225

2025 € 209.572 € 200.006

2030 € 157.096 € 145.346

ING [7] 2020 - € 300.000

2025 - € 250.000

2030 - € 150.000

Topsector logistiek [8] Trekker-oplegger 200 kWh - €290.416 Trekker-oplegger 320 kWh - €330.416 Trekker-oplegger 440 kWh - €370.416 Trekker-oplegger 300 kW € 464.216

Rekening houdend met de prijzen in 2020 en 2025 voor BEV-vrachtwagens en een prijs voor een standaard dieselvrachtwagen van € 85.000 komt de meerprijs uit op

€ 223.000. In de scenarioberekeningen is voor deze categorie gerekend met een constante meerprijs van € 225.000 euro per voertuig ten opzichte van een traditionele truck. Initieel kan de meerprijs een onderschatting zijn, maar over de loop van de regeling wanneer het aanbod toeneemt is de verwachting dat de meerprijs per voertuig afneemt. Er is in de scenarioberekening geen rekening gehouden met een afname van de meerprijs, de verwachting is wel dat aanschaf prijzen van ZE voertuigen in de komende jaren ook zal afnemen.

3.4 SCR retrofitkosten

TNO heeft in eerste instantie een kostenfunctie gedefinieerd met verschillende kostenposten, waaronder vaste ontwerp- en testkosten, vaste installatiekosten en een prijs per kW voor de SCR-katalysator en het roetfilter. Als input op de kostenfunctie is gebruik gemaakt van Prominent [9] en eigen ervaring met toepassing van nabehandeling op HD voertuigen. Uitgaande van een seriegrootte van vijf stuks (voor de overhead kosten), zijn de resulterende prijzen per

vermogenscategorie voorgelegd aan enkele leveranciers. De feedback daarop was dat de prijzen wat hoger zouden moeten liggen, vooral omdat een seriegrootte van vijf stuks in de praktijk waarschijnlijk niet haalbaar is.

Daarop is de kostenfunctie als volgt aangepast:

- SCR-systeem: 15150 + 47,35 * P [kW] € - SCR + DPF-systeem: 22540 + 80,5 * P [kW] €

De resultaten zijn samengevat in Tabel 3.1. De kosten voor de retrofitsystemen zijn inclusief de installatiekosten en inclusief een online monitoringsysteem (ca. 600 euro per stuk) voor NOx en voor roetfilterparameters.

10 Fuel Cell Electric Vehicle: Waterstof in combinatie met brandstofcelsysteem

11 Battery Electric Vehicle

3.5 Retrofit SCR voor zeeschepen

De kosten voor SCR-nabehandeling zijn eenvoudig uitgerekend aan de hand van een gemiddeld investeringsbedrag per kW geïnstalleerd motorvermogen. De KVNR gaf hiervoor een bovengrens aan van 70 €/kW.

In het PROMINENT binnenvaartproject zijn deze kosten eveneens gespecificeerd voor zowel high-speed als medium speed motoren. De bedragen zijn resp.

25 en 52,5 € per kW plus een vaste post [9]. Voor medium speed motoren is feitelijk de SCR-katalysator veel groter gedimensioneerd (ca. 2x), hetgeen resulteert in de vereiste lage tegendruk voor deze motoren, en ook in een veel langere levensduur (60.000 in plaats van 30.000 uur). De medium speed motoren zijn ook

representatief voor de zeevaart. Vanwege de strengere installatie- en keuringseisen voor zeevaart is desalniettemin uitgegaan van de door KVNR opgegeven

bovengrens van 70 €/kW. Bij dit bedrag worden de totale installatiekosten van SCR op de hoofdmotoren, afhankelijk van de scheepscategorie, berekend op een range van ca. 170.000 tot 650.000 € per schip. Het gewogen gemiddelde komt uit op

€ 455.000 per schip. Er wordt uitgegaan van een subsidiebedrag van € 200.000 per schip (ca. 40% van de kosten), gelijk aan het maximale bedrag voor een individuele aanvraag onder de subsidieregeling. Dat geeft ruimte voor 5 schepen per jaar tot en met 2026.

4 Ingroeiscenario’s

Prognoses van ingroeiscenario’s zijn per definitie onzeker en hangen van veel factoren af (o.a. betaalbaarheid, beschikbaarheid, benodigde infrastructuur, toepasbaarheid en beleid). Desalniettemin is ernaar gestreefd om realistische scenario’s op basis van technisch potentieel voor een mogelijke ingroei tot 2030 van de verschillende sectoren te beschrijven in dit hoofdstuk. Hier komen twee methoden samen, aan de ene kant een mogelijke verwachting van vraag en aanbod uit de markt en aan de andere kant wat mogelijk is binnen het subsidiebudget.

4.1 Zero-emissie mobiele werktuigen

4.1.1 Ingroeipad op basis van EMMA 2020

Het ingroeipad voor zero-emissie mobiele werktuigen is berekend als een aandeel van de verwachte jaarlijkse nieuwverkoop. Daarbij is wederom onderscheid gemaakt naar motorvermogen en tussen mobiele of stationaire machines (de laatste betreffen bronbemaling en generatorsets). Dit zijn enkele voorbeeld van stationaire machines, in de praktijk zijn er ook andere machines die niet in EMMA zitten, zoals lichtmasten. Hierbij is voor deze berekening aangenomen dat de leeftijdsverdeling van de verschillende machines uniform (in de praktijk is dat niet zo) is en dat elk jaar de ingroei gelijk is. Er is voor deze scenario’s uitgegaan van een jaarlijkse nieuwverkoop van ca. 7.500 reguliere machines. Deze nieuwverkoop is gebaseerd op het EMMA model waarbij de nieuwe inzichten nog niet zijn

verwerkt (zie inleiding). Met de nieuwe cijfers kunnen de aantallen voor de jaarlijkse nieuwverkoop wijzigen. Eerste inzichten wijzen erop dat met name het aantal oude machines groter is dan eerder aangenomen.

De ingroei van ZE machines is enerzijds gelimiteerd door de verwachting van een ingroeipad en anderzijds gelimiteerd door het beschikbare subsidiebudget.

Vervolgens is een aanname gedaan voor het aandeel van de nieuwverkopen dat zero-emissie is. Hierbij zullen de kleinere motoren eerder een transitie naar zero-emissie doormaken gebaseerd op het huidige marktaanbod. De prognose van het ingroeipad is vermenigvuldigd met de schatting van de nieuwverkopen per jaar.

De ingroeiprognose is weergegeven in Figuur 2. Deze ingroeiprognose is een ingeschat technisch potentieel. De ingroeicurve is een grove inschatting. Het betreft immers een voorspelling van iets wat er nog beperkt is, grootschalige

serieproductie is nog niet aan de gang.

Het betreft een snelle ingroei, vooral in vergelijking met bijvoorbeeld elektrische personenauto’s. Voor het kleinere materieel begint het aanbod momenteel wel te groeien, groter materieel (>56 kW) is nog nauwelijks beschikbaar. Het jaar van opschaling verschilt daarom per vermogensklassen. Hierbij is ervanuit gegaan dat er gestart wordt met pilots (twee tot vijf jaar), en dat daarna marktontwikkeling plaatsvindt. Pilots zijn benodigd om ervaring op te bouwen (met de machines en infra) en om fabrikanten te overtuigen voor serieproductie. De verwachting is dat ingroeisnelheid van hogere vermogens later op gang komt en minder snel stijgt.

Minimale randvoorwaarden voor deze ingroei zijn:

 Beschikbaarheid voldoende vanuit de markt;

 Infrastructuur beschikbaar (laden op de bouwplaats bijvoorbeeld);

 Voldoende ombouwcapaciteit;

 Investeringsbereidheid;

 Meerkosten afnemen voor beter TCO;

 Stroomkosten concurrerend met dieselprijs;

 Praktische toepasbaarheid (hele dag inzetbaar).

Figuur 2: Inschatting technisch potentieel voor mogelijk percentage nieuwverkoop zero-emissie werktuigen per zichtjaar en per vermogenscategorie. Stationaire bronnen omvatten o.a.

generator sets en bronbemaling.

4.1.2 Subsidiebereik

Omdat het subsidiebudget niet onbeperkt is, zijn de aantallen van de potentiële ingroei terug geschaald totdat het subsidiebudget volledig besteed wordt. Dit is een rekenkundige toevoeging om de ingroei te matchen met het beschikbare budget.

Er moet hierbij worden opgemerkt dat een aanname is gedaan over een verdeling van het aanschafbudget tussen hulpfuncties voor bouwvoertuigen en mobiele werktuigen. Deze verdeling is een onzekere aanname voor de scenarioberekening, in de praktijk kan de verdeling tussen deze groepen anders uitpakken. In Figuur 3 is de ingroeicurve per motorvermogen uit Figuur 2 en het aandeel nieuwverkopen dat binnen het subsidiebudget valt samen weergegeven.

Figuur 3: Toegepaste ingroeicurve ZE machines per motorvermogen ten opzichte van nieuwverkopen binnen het subsidiebudget per jaar.

De combinatie van subsidiebudget en een percentage van jaarlijkse nieuwverkopen resulteert in een mogelijk ingroeiscenario zoals weergegeven in Tabel 4.1.

Tabel 4.1: Aantal zero-emissie mobiele werktuigen zoals opgenomen in het scenario.

2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Generatoren en

bronbemaling

19 <= kW < 37 9 10 6 7 11 11 11 11 13 75 <= kW < 130 2 2 1 1 2 2 3 2 3 560-1000 kW - - - - 1 1 1 1 1 Mobiele

werktuigen

< 19 kW 185 205 132 157 245 238 249 267 316 19 <= kW < 37 124 137 88 105 164 159 167 179 211 37 <= kW < 56 78 86 56 66 104 101 105 113 134 56 <= kW < 75 5 10 16 24 47 52 60 69 95 75 <= kW < 130 10 15 20 46 91 101 116 133 184 130 <= kW < 300 - 5 10 10 20 26 32 46

300 <= kW < 560 1 2 2 5 6 7 10

Totaal 413 465 325 418 677 690 744 814 1.013 Daarmee komt het aantal zero-emissie bouwvoertuigen in 2030 dat met het

beschikbare budget gesubsidieerd kan worden, uit op ca. 5.000 tot 6.000 over de looptijd van de regeling. Dat aantal is vergelijkbaar met een het ‘laag’ en ‘midden’- scenario van de verwachte ingroei uit een Outlook-studie van ElaadNL [10]. In deze TNO studie zitten de grootste aantallen zitten in de lagere vermogenscategorieën.

Ondanks het terugschalen zijn de aantallen ambitieus. Het is onzeker of in de praktijk deze aantallen gerealiseerd kunnen worden. Dit ligt vooral aan de aanbodkant en ook bij de praktische toepasbaarheid met name vanwege het kunnen opladen van accu’s of tanken van waterstof op bouwlocaties en energieprijzen op de bouwplaats.

4.2 Elektrificatie van hulpfuncties op bouwvoertuigen

Er zijn ca. 150.000 zware voertuigen in Nederland in totaal, hoe groot het aandeel is dat ingezet wordt in de bouw is onzeker. Op basis van voertuiginrichting zijn er in Nederland ca. 20.000 voertuigen geregistreerd met een opbouw, zoals een haak-arm of een kipper. Niet al deze voertuigen zijn per definitie ‘bouwvoertuigen’.

Daarnaast zijn er ook voertuigen zonder specifieke opbouw die worden ingezet in de bouw. Er loopt op het moment van schrijven een onderzoek om in kaart te brengen wat de omvang van de categorie ‘bouwvoertuigen’ precies is.

In het scenario wordt gerekend met een omvang van ca. 20% van de 20.000 voertuigen met opbouw, die in de periode 2022 tot 2030 voorzien kunnen worden van een elektrische power-take-off om de ‘hulpfunctie’ zonder uitstoot uit te voeren.

De ingroei is aangenomen op 300 stuks in 2022 oplopend tot jaarlijks 500 stuks tot en met 2030. Het totaal komt daarmee uit op 4.200 in 9 jaar.

Wanneer volledig elektrische bouwvoertuigen in grotere mate beschikbaar komen kan dat de ingroei van elektrische hulpfuncties op dieselvoertuigen beperken.

Kippers vormen een groot aandeel in deze groep, kippers zijn wellicht niet de meest geschikte voertuigen voor een elektrische PTO. De ingroei van de deze categorie is vanwege deze redenen onzeker.

4.3 Zero-emissie bouwvoertuigen

Op dit moment zijn er nog nauwelijks elektrische (of waterstof) vrachtwagens en trekker-opleggers beschikbaar. Er stonden eind 2020 omstreeks 220 zero-emissie zware voertuigen geregistreerd in Nederland.

De verwachting is dat verduurzaming van zware voertuigen voor de bouw een vergelijkbaar traject doorloopt als distributie trucks. Truckfabrikanten moeten ook elektrische trucks gaan leveren vanwege de Europese CO2-eisen voor 2025¹² en 2030. Het aanbod zou daarmee in de komende jaren verder op moeten lopen. In 2030 wordt vanuit het Nederlandse Klimaatakkoord ingezet op 15.000 elektrische (of waterstof) vrachtwagens. Volgens een TNO studie [5] wordt een mogelijke bandbreedte van 14.000 tot 36.000 elektrische zware voertuigen geschetst.

Voor de bouw zou het kunnen gaan om ca. 1.500 tot 3.000 voertuigen tot en met 2030, wanneer wordt uitgegaan van ca. 10% (Tabel 2.2) van de vloot. Zoals aangegeven in paragraaf 4.2 is er een lopend onderzoek om de omvang van de deze categorie beter in kaart te brengen.

Omdat de verwachte meerprijs van deze voertuigen relatief hoog is en de verwachte ingroei binnen een aantal jaar aanzienlijk kan zijn, kunnen de zero-emissie bouwvoertuigen een groot aandeel van de aanschafsubsidie opnemen. Een elektrische truck kan door gebruikers ook makkelijker in te passen zijn dan zware elektrische werktuigen vanwege onvoldoende laadcapaciteit op de bouw. Om ook de instroom van de mobiele werktuigen te bevorderen is er een limiet van 1/ 3^de van het jaarlijks beschikbare budget voorzien voor bouwvoertuigen.

Hiermee is het scenario gelimiteerd op basis van beschikbaar budget.

12 https://transportenmilieu.nl/nieuwsarchief/item/daf-1500-elektrische-trucks-in-2025

Daarmee is ruimte voorzien voor ca. 1275 elektrische (of waterstof) bouwvoertuigen over de looptijd van de subsidie.

4.4 Retrofit SCR voor mobiele werktuigen

Het aantal mobiele werktuigen dat voorzien wordt van een SCR-installatie is lastig vooraf in te schatten. Het is waarschijnlijk dat deze optie vooral relevant is voor specialistisch materieel: materieel met een lange levensduur, moeilijk te

verduurzamen materieel, hoge vermogens en materieel dat te duur is om vervroegd af te schrijven (of een combinatie van deze factoren).

Voor het bereik van retrofit SCR is gekeken naar materieel van Stage IIIA & Stage IIIB. Dit materieel is geleverd tussen 2006 en 2011 (Stage IIIA) en 2011 en 2014 (Stage IIIB). Vanaf Stage IV zijn machines vanaf 56 kW en tot 560 kW al voorzien van een SCR. Stage IV en Stage V machines tot 56 kW zijn niet uitgerust met een SCR (vanwege de zeer milde NOx-eis). Om die reden komen ook nieuwe, af-fabriek Stage V machines tussen de 19 en 56 kW in aanmerking voor retrofitsubsidie. Dit geldt niet voor Stage IV machines omdat retrofit hiervan duur is ten opzichte van de waarde van de bestaande machine. De Stage V (<56 kW) machines hebben een relatief hoge NOx-uitstoot (per kWh) en hebben nog een lange resterende

levensduur (omdat ze nog vrij nieuw zijn). Voor SCR op machines tot 19 kW is geen subsidie beschikbaar om elektrificatie te bevorderen, en omdat de kosten relatief te hoog zouden worden voor retrofit.

Machines van Stage II komen wel voor retrofitsubsidie in aanmerking maar voor het scenario is aangenomen dat deze machines veelal te oud zijn om er nog eens een grote investering in SCR voor te doen. Om tot een conservatieve inschatting te komen van het reductiepotentieel is Stage IIIB als referentie gebruikt voor de effectbepaling. Het aantal retrofit-installaties dat is opgenomen in de

scenarioberekening is enerzijds gelimiteerd door de vraagkant¹³ en anderzijds door de aanbodkant. Er is een maximum aangenomen dat jaarlijks kan worden voorzien van een SCR, zie Tabel 4.2. De categorie SCR op nieuwe Stage V 19-56

kW wordt opgenomen in de regeling t/m 2024. Hiervoor is gekozen zodat deze machines ook weer kunnen uitfaseren om de ingroei van emissieloze machines richting 2030 niet in de weg te zitten. Voor deze categorie wordt immers de snelste ingroei van ZE machines verwacht. Voor deze categorie (19 tot 56 kW)wordt uitgegaan van 1250 machines in totaal verdeeld over 3 jaar, zie tabel 4.6.

Tabel 4.2: Aangenomen jaarlijks maximum aantal retrofit SCR-installaties

Jaar Aantal

19 <= kW < 37 200

37 <= kW < 56 200

56 <= kW < 75 100

75 <= kW < 130 100

130 <= kW < 300 150

300 <= kW < 560 175

560-1000 kW 200

13 Daarnaast is verondersteld dat er maar vraag is voor een klein deel van de machines voor een SCR-inbouw, in het scenario is 10% aangenomen.

Deze aantallen zijn ambitieus, de onzekerheid ligt zowel aan de vraag als aanbodkant. Eigenaren kunnen immers ook nieuwe schone dieselwerktuigen aanschaffen, of indien beschikbaar ook elektrische werktuigen. De verdeling per jaar van 2022 tot en met 2025 is weergegeven in Tabel 4.3. Bij grote machines zijn de aantallen verlaagd t.o.v. Tabel 4.2, omdat de aantallen in het park klein zijn.

Tabel 4.3: Ingroei van aantal retrofit SCR-installaties zoals opgenomen in de scenarioberekening.

Jaar 2022 2023 2024 2025

18 <= kW < 37 200 200 225

37 <= kW < 56 200 200 225

56 <= kW < 75 100 100 100 100

75 <= kW < 130 100 100 100 100

130 <= kW < 300 150 142 128 115

300 <= kW < 560 47 42 38 34

560-1000 kW 6 6 5 5

Subtotaal aantallen 803 790 821 354

4.5 Retrofit SCR voor zeeschepen

De totale NOx emissie van zeevaart op het Nederlandse Continentale Plat (NCP) was voor 2020 volgens de emissieregistratie 81745 ton [11]. De onderverdeling naar de verschillende type schepen is weergegeven in onderstaande tabel. De schepen welke ingezet worden voor bouwen op zee vallen onder de categorie

‘overige schepen’. Deze categorie heeft een totale berekende NOx emissie van 3636 ton voor 2020, hetgeen overeenkomt met 4,4% van het totaal. Het aandeel in het brandstofgebruik van deze groep is ca 65000 ton per jaar hetgeen overeen komt met 5,8% van het totaal, eveneens volgens [11]¹⁴. Als uitgegaan wordt van een gemiddeld verbruik van 2600 ton per jaar per schip, dan zouden gemiddeld ca 25 schepen actief kunnen zijn op het NCP binnen de vloot ‘overige schepen’.

Tabel 4.4: NOx emissie van zeeschepen op het NCP¹⁵ voor 2020, volgens [11].

Ton/jaar - 2020 NOx

RoRo lading/autoschepen 13.347

Passagiersschepen 1.833

Overige schepen 3.636

Olietankers 6.575

Koelschepen 576

Conventioneel stukgoed 6.681

Containerschepen 29.120 Chemie/Gastankers 12.614

Bulkcarrier 7.362

Totaal kton per jaar 81.745

14 Brandstofverbruik berekend op basis van CO2 emissie

15 NOx opgeteld: varend en anker-liggend.

Voor de ingroei van retrofit SCR voor bouw-gerelateerde schepen op zee wordt uitgegaan van een ingroei van 5 schepen per jaar gedurende 5 jaar, van 2022 tot 2026. Het totaal komt daarmee op 25 schepen. De totale groep van schepen voor bouwen op zee wordt geschat op ca 50 schepen van Nederlandse reders.

Bij retrofit van 25 schepen en 50% gemiddelde inzet op het NCP, komt de totale NOx reductie uit in een range van ca 700 tot 1500 ton per jaar. Dit is met name afhankelijk van de grootte van de schepen, maar er zijn ook andere

invloedsfactoren zoals onzekerheden over de gemiddelde belasting en de

daadwerkelijke inzet op Nederlands gebied (NCP). Indien uitgegaan wordt van een gemiddeld schip met een NOx reductie van ca 84 ton per jaar, dan komt de NOx

reductie nominaal uit op ca 1050 ton per jaar. De 1050 ton reductie is relatief hoog in vergelijking met de totale uitstoot van de categorie ‘overige schepen’ van 3600 ton per jaar (Tabel 4.4).

5 Scenarioberekening

In dit hoofdstuk is beschreven hoe een mogelijke ingroei binnen de beschikbare budgetten van verschillende categorieën eruit kan zien richting 2030.

5.1 Methode

De aantallen machines binnen de verschillende ingroeiscenario’s uit Hoofdstuk 4 zijn vermenigvuldigd met de jaarlijkse NOx-reductie per machine om de totale NOx-reductie per jaar te bepalen. Omdat een machine over langere tijd wordt ingezet, wordt de NOx-reductie ook in daaropvolgende jaren bereikt (de totale groep ZE of retrofitmachines groeit ieder jaar). Om de totale NOx-reductie over de looptijd van de regeling te bepalen is de cumulatieve reductie over de jaren bepaald. In deze analyse is de NOx-reductie pas meegeteld in het jaar nadat de machine is ingestroomd, omdat dat het eerste jaar is dat de machine een volledig jaar wordt ingezet.¹⁶

5.2 Gevoeligheidsanalyse

Op drie verschillende aspecten is een gevoeligheidsanalyse toegepast: minder draaiuren van elektrische werktuigen, snelle uitfasering van SCR op mobiele werktuigen en idem op zeeschepen.

Minder draaiuren van elektrische werktuigen

Wanneer elektrische werktuigen minder uren worden ingezet dan vergelijkbare dieselmachines neemt het behaalde reductie-effect af. Hiervoor is een bandbreedte van 50% gehanteerd voor machines tot 56kW.

Vroege uitfasering van SCR op mobiele werktuigen

Vanwege de investeringskosten zullen SCR-installaties doorgaans worden toegepast op machines die nog lang mee moeten gaan. Desalniettemin gaat het over het algemeen over verouderde machines (de uitzondering is Stage V tot 56 kW). De kans neemt dan toe dat de resterende levensduur korter is. In het basisscenario is uitgegaan van een levensduur van 8 jaar van een SCR en in de gevoeligheidsanalyse wordt uitgegaan van 4 jaar.

Vroege uitfasering van SCR op zeeschepen

Voor zeeschepen is dezelfde gevoeligheidsanalyse toegepast maar de

gehanteerde levensduur is de gehele looptijd van de regeling in het basisscenario en 6 jaar als ondergrens in de gevoeligheidsanalyse.

Minder draaiuren van elektrische hulpfuncties

De gevoeligheid van minder draaiuren op de elektrische hulpfuncties is ook weergegeven voor zowel de volledige elektrische werktuigen als voor een elektrische hulpfunctie op een dieselwerktuig.

16 Dat is een conservatieve schatting omdat gemiddeld genomen in het ingroeijaar ongeveer een half effect zou kunnen worden verwacht, aangezien werktuigen verdeeld over het jaar ingroeien.