Optimale laadplanning voor logistieke dienstverleners met oog voor netcongestie

Emissiewetgeving

Om de klimaatdoelen van het Parijsakkoord en de Europese Green Deal te halen, moeten de transportsector en logistiek op korte termijn verduurzamen om uiterlijk in 2050 volledig CO₂-neutraal te zijn. Ook moeten de voertuigen van vervoerders en verladers voldoen aan de Euro Emissiewetgeving die de luchtkwaliteit moet verbeteren. Naast de laatste Euro7 emissienorm , zijn er steeds meer steden met zero-emissiezones. Regelgeving die de energietransitie voortstuwt.

Maar in de logistiek dreigt die motor te haperen, schetst Jan-Willem Sangers, Business Developer Sustainable Vehicles bij TNO. “In deze transitie naar schone voertuigen wordt elektrisch transport met batterij-elektrische voertuigen cruciaal. Maar opschaling stuit vaak op netcongestie, waardoor een grotere netaansluiting niet beschikbaar is. Met een beperkte aansluiting kunnen voertuigen niet allemaal tegelijk opladen. Verladers en vervoerders moeten dus laadtijd calculeren in hun logistieke planning, die boven alles robuust moet zijn. Een complexe uitdaging waar tot nu toe geen oplossing voor was in bestaande planningssoftware.”

Impasse doorbreken

De Charge Planning Tool kan helpen om een dreigende impasse in de energietransitie te doorbreken. De tool, die TNO samen met partners binnen het Herstelfondsproject Green Transport Delta heeft ontwikkeld, neemt de logistieke planning als uitgangspunt en bepaalt vervolgens met geavanceerde algoritmes een optimale laadplanning voor alle elektrische voertuigen.

“Voor logistieke partijen is het essentieel dat alle ritten gereden kunnen worden zonder vertraging of onverwachte stilstand door een lege batterij”, legt Sangers uit. “Deze tool houdt rekening met jouw aansluiting en optimaliseert naar haalbaarheid en robuustheid van de logistieke planning. Daarnaast optimaliseert de tool – binnen de veilige marges van betrouwbaarheid – ook op Total Cost of Ownership (TCO), waarbij rekening wordt gehouden met energieprijzen, onderhoudskosten en batterijlevensduur. Dit kan zeker bij grotere wagenparken aanzienlijke besparingen opleveren.”

Optimale operatie

Volgens Róbinson Medina Sánchez, Senior Research Scientist Integrator Powertrains bij TNO, gaat de tool ondernemers helpen bij een optimale operatie met elektrische voertuigen. “Huidige fleet planning tools leveren een logistieke planning die aangeeft welke goederen naar welke bestemming moeten op welk tijdstip. Dat werkt prima voor dieselvoertuigen, maar voor elektrische voertuigen komt daar een laadplanning bij. De tool berekent niet alleen welk voertuig op welk moment aan welke laadpaal moet worden aangesloten, maar houdt ook rekening met dynamische veranderingen zoals het batterijverbruik tijdens ritten en eventuele vertragingen in het schema.”

Om het energieverbruik zo nauwkeurig mogelijk te kunnen inschatten, komt het daadwerkelijke gemeten verbruik en informatie over de gereden route beschikbaar als input voor een digital twin van het voertuig.

Medina Sánchez: “Daarmee kunnen we nauwkeurig voorspellen wanneer het voertuig aankomt en wat het gewenste oplaadniveau zal zijn. Dat is een live interactie met het voertuig, en dit wordt gedaan voor elk voertuig in de vloot. Al deze informatie bij elkaar is input voor de Charge Planning Tool om een optimale en robuuste laadplanning te bepalen”.

Vroeg in de markt

Róbinson Medina Sánchez ziet veel interesse vanuit de logistieke sector. “We zijn met deze oplossing behoorlijk vroeg: er zijn nog geen commerciële partijen die iets dergelijks aanbieden. Deze tool kan binnen enkele minuten een laadplanning voor honderden voertuigen over meerdere laders genereren. Het algoritme is flexibel en kan omgaan met onverwachte situaties zoals vertragingen, extra energieverbruik of ritten. Huidige commerciële software biedt nog niet de benodigde integratie voor elektrisch transport. Daarom werken we met deze partijen samen om ons algoritme en onze kennis te integreren in hun tools en zo een commercieel product te realiseren. Op de korte termijn kunnen we vervoerders al ondersteunen met hun dagelijkse laadplanning."

Jan-Willem Sangers vult aan: “Overigens speelt dit probleem niet alleen in de logistiek, maar ook op bouwplaatsen met elektrisch bouwmateriaal, rondvaartboten in Amsterdam, pleziervaart en grootschalige elektrificatie in havens en op vliegvelden. Het begon in de logistiek, maar de toepassingsmogelijkheden zijn zeer divers.”

Tool geeft vertrouwen

Ondernemers kunnen de Charge Planning Tool gebruiken om hun operatie te optimaliseren, maar het helpt hen ook om strategische beslissingen te nemen rond de uitbreiding van hun laadcapaciteit, legt Róbinson Medina Sánchez uit. “Met deze tool wordt het bijvoorbeeld mogelijk om te bepalen hoeveel elektrische voertuigen er voor een bepaalde logistieke planning nog toegevoegd kunnen worden om met de huidige aansluiting nog een robuuste planning te kunnen waarborgen. Maar ook: hoe kan ik optimaal gebruik maken van een industriële batterij op mijn distributiecentrum? Of: wat is het effect op mijn laadplanning en kosten als ik investeer in extra laders?”

“Het geeft ondernemers inzicht en zekerheid in toekomstige investeringen”, vult Sangers aan. “We zien dit als een instrumenteel onderdeel van het vlottrekken van de energietransitie, om de dreigende impasse als gevolg van de netcongestie te doorbreken. Tegelijkertijd zie ik voor de toekomst kansen om onze kennis en algoritmes ook voor andere doeleinden in te zetten, bijvoorbeeld wanneer kosten weer zwaarder gaan wegen dan emissiedoelen.”

Impact maken op energietransitie

Het uiteindelijke doel van TNO is niet om de tool zelfstandig als commercieel product op de markt te brengen, maar om de onderliggende kennis en algoritmes zo breed mogelijk beschikbaar te maken. Dat kan op verschillende manieren, legt
Róbinson Medina Sánchez uit: “In de eerste plaats willen we vervoerders en verladers met een licentie toegang geven tot de tool om er ervaring mee op te doen. Dat kunnen ook partners zijn die samen met ons de tool verder willen ontwikkelen door het probleemdomein uit te breiden. Denk aan toevoeging van een industriële batterij. Daarnaast willen we een webinterface ontwikkelen om ondernemers een beeld te geven van de mogelijkheden. Mogelijk dat ondernemers met kleinere wagenparken direct een laadplanning kunnen laten maken via deze interface.

Tot slot willen we de algoritmes en onze kennis aanbieden aan partijen die logistieke planningssoftware ontwikkelen. Via deze softwarepartners bereiken we in korte tijd een groot deel van de logistieke sector, waardoor we écht impact kunnen maken op de energietransitie.”