Nieuwe Studie Onthult Verborgen Uitdagingen van Elektrificatie van Openbaar Vervoer

Wij mensen houden niet echt van de kou. Immers, onze bloedcirculatie neemt af, het warmteverlies neemt toe, en we hebben minder handvaardigheid.

Maar wat met de machines, met name onze elektrische voertuigen (EV's)? Nou, het blijkt dat zij ook niet van koud weer houden.

Een nieuwe studie¹ heeft aangetoond dat de totale energie die elektrische bussen verbruiken en regenereren gemiddeld met 48 % toeneemt wanneer de temperatuur tussen -4 °C en 0 °C ligt vergeleken met de Optimale Temperatuurzone (OTZ). In de temperatuurrange -12 °C tot 10 °C is de gemiddelde stijging 28,6 %.

Waarom Elektrificatie Het Openbaar Vervoer en Energie Wereldwijd Hervormt

Elektrische bussen maken deel uit van de elektrificatietrend, die het wereldwijde energielandschap snel vormgeeft. Dit betekent een verschuiving naar elektrische voertuigen en energieopslagoplossingen, ter vervanging van fossiele brandstoffen. Deze vervangingen zijn efficiënter, verminderen de energievraag en decarboniseren de energie- en transportsectoren.

Deze transitie verlaagt niet alleen de uitstoot van broeikasgassen (GHG), maar verbetert ook de energiezekerheid, bevordert duurzame economische groei en ondersteunt de ontwikkeling van schonere, veerkrachtigere energiesystemen wereldwijd.

Als onderdeel van deze trend winnen elektrische voertuigen (EV's) veel terrein, met meer dan 4 miljoen verkochte elektrische auto’s in het eerste kwartaal van 2025, wat meer dan een miljoen extra EV's is ten opzichte van dezelfde periode vorig jaar.

Lichte bedrijfsvoertuigen (LDV's) zoals auto’s en bestelwagens vormen het grootste deel van deze EV‑verkopen. Volgens het rapport van het Internationaal Energieagentschap (IEA) hadden elektrische bussen en elektrische LDV's in 2024 ongeveer hetzelfde aandeel in de vloot, maar het verkoop aandeel van de eerste groeit langzamer.

Het aandeel wordt naar verwachting tegen het einde van dit decennium wereldwijd minder dan 20 % bereiken in het Stated Policies Scenario (STEPS), dat een sector‑voor‑sector evaluatie biedt van de geïmplementeerde beleidsmaatregelen om de gestelde energiedoelstellingen te behalen. Als gevolg hiervan wordt verwacht dat elektrische bussen iets meer dan 10 % van de wereldwijde busvloot uitmaken tegen 2030.

Desondanks wordt verwacht dat de wereldwijde markt voor elektrische bussen zal groeien van $17 miljard in 2024 naar $37,5 miljard in 2030, wat een samengestelde jaarlijkse groei (CAGR) van 14,2 % vertegenwoordigt.

In lijn met deze trend heeft Tompkins Consolidated Area Transit (TCAT), een openbaarvervoersmaatschappij in Ithaca, New York, financiering verkregen om zeven volledig elektrische bussen voor een proefproject aan te schaffen, maar de ervaring bleek niet zo goed als verwacht. De bussen hadden moeite met het heuvelachtige terrein van de regio en waren onbetrouwbaar met een verminderde actieradius in koud weer. Daarom heeft TCAT contact gezocht met onderzoekers van Cornell om inzichten uit hun pilotprogramma te verkrijgen.

Cornell-onderzoekers namen deze taak op zich en beoordeelden zorgvuldig de onderprestaties van bussen in koud weer, evenals de implicaties voor fabrikanten, exploitanten, beleidsmakers, scholen, steden en andere groepen die de elektrificatie van hun vloten overwegen.

Waarom Elektrische Bussen Worstelen in Koud Weer: Belangrijkste Uitdagingen

Hoewel batterij‑elektrische bussen (BEB's) veel potentieel hebben laten zien in het verminderen van GHG‑emissies en naar verwachting een sleutelrol zullen spelen bij de transformatie van het openbaar vervoer naar schone energiealternatieven, worden ze geconfronteerd met uitdagingen die hun brede implementatie beperken.

Onder deze technische uitdagingen is de beperkte operationele actieradius van BEB's, vooral bij koude weersomstandigheden, een belangrijk probleem.

Het punt is dat, net als elke andere EV uitgerust met hoogspanningsbatterijen, batterij‑elektrische bussen een aanzienlijke daling in energie‑efficiëntie ondervinden wanneer ze onder de optimale temperatuur opereren. Dit geldt vooral voor onder nul temperaturen, wat leidt tot hogere totale operationele kosten en range‑angst.

Met stedelijke transitbussen die gemiddeld 42.940 mijl per jaar afleggen, wat vier keer meer is dan een typische auto, en die op vaste routes en schema's rijden, veroorzaakt de variabiliteit van koud weer in de prestaties van elektrische bussen serieuze uitdagingen bij het voldoen aan de transportbehoeften.

Naast complicaties bij het plannen van het opladen en inzetten van voertuigen, omvatten de uitdagingen moeilijkheden bij het kiezen van de batterijgrootte en het plannen van laadinfrastructuur. Al deze factoren kunnen de economische haalbaarheid van BEB's ten opzichte van dieselbussen nadelig beïnvloeden.

Wat betreft de verminderde operationele actieradius van BEB's in koud weer, is dit te wijten aan een aantal onderling verbonden elementen.

Het belangrijkste zijn de chemische eigenschappen van de batterijcellen, die gevoelig zijn voor temperatuur, wat leidt tot verminderde capaciteit en lagere ontlaadsnelheden. Om de batterijcellen op optimale temperatuur te houden, zijn batterij‑thermomanagementsystemen (BTMS) ontwikkeld, maar zelfs die kunnen energie‑intensief zijn, afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden.

Daarbij komt de verhoogde energielast van het ventilatie-, verwarmings‑ en airconditioningsysteem (HVAC), die aanzienlijk bijdraagt aan een verminderde operationele actieradius.

De effectiviteit van regeneratieve remsystemen, die energie tijdens het remmen terugwinnen, wordt onder koude omstandigheden aangetast door diverse technische en omgevingsfactoren. Bovendien beïnvloeden het gedrag van bestuurders en exploitanten, dat wordt beïnvloed door slecht weer en routekenmerken, de energie‑efficiëntie van BEB's aanzienlijk.

Dus, het begrijpen van al deze menselijke en mechanische factoren in detail is essentieel om effectieve strategieën te ontwikkelen om de negatieve effecten van koud weer op BEB's te mitigeren. Dit vermindert op zijn beurt de operationele kosten voor vlootexploitanten en stelt fabrikanten in staat hun voertuigontwerp te verbeteren voor betere prestaties in koud weer.

Verschillende studies hebben geprobeerd de impact van koud weer op de prestaties van BEB's te kwantificeren door hun energieverbruik te simuleren en de invloed van de omgevingstemperatuur op de realiteit te onderzoeken.

Echter, er blijven aanzienlijke hiaten bestaan in het begrip van hoe die impact wordt beïnvloed onder verschillende, complexere scenario's, zoals stationair en rijdend op landelijke en stedelijke routes, wat cruciaal is voor gerichte regionale operationele strategieën.

Niet alleen zijn de bijdragen van batterijverwarming, regeneratief remmen en andere sleutelcomponenten aan de energieprestaties niet adequaat besproken in complexe routeschema's, er is ook een gebrek aan real‑world studies die aanzienlijke afstanden bij vrieskoude temperaturen bestrijken. Bovendien is informatie beperkt over de haalbaarheid van BEB's in koud weer, en is de begeleiding ontoereikend voor operationele strategieën in koud weer.

Daarom hebben onderzoekers van Cornell University de taak op zich genomen om de impact van koud weer op energieverbruik en regeneratie te analyseren, waarbij ze BEB's onder de loep namen met echte data over twee jaar van de zeven batterij‑elektrische bussen die door TCAT werden geëxploiteerd. Meer dan 40 % van de ritten van deze BEB's vond plaats onder 12 °C.

Om de impact te kwantificeren ontwikkelde het team modellen voor de Optimale Temperatuurzone (OTZ) om het energieverbruik tijdens stationair, rijden en regeneratie voor elke rit te voorspellen, uitgaande van ideale temperaturen.

Na het identificeren van de operationele factoren die verantwoordelijk zijn voor het verhoogde verbruik, bieden de onderzoekers ook aanbevelingen voor het verbeteren van de werking van de bussen.

Kwantificering van de Impact van Koud Weer op de Efficiëntie van Elektrische Bussen

Zoals eerder beschreven, heeft de studie van Cornell University aangetoond dat batterijen in elektrische bussen tot 48 % meer energie verbruiken in koud weer, bij temperaturen van 25 °F tot 32 °F. Deze batterijen verbruikten ook bijna 27 % meer energie in een bredere temperatuurrange van 10 °F tot 50 °F.

Deze drastische toename in energieverbruik, zei senior auteur Max Zhang, de Irving Porter Church Professor of Engineering aan Cornell Engineering, was onverwacht, maar voegde toe dat “elke les een goede les is. Dit helpt ons als samenleving te leren en beter te doen.”

De kwantificering van de verhoogde energieconsumptie van de pilotvloot is gebaseerd op twee jaar aan gegevens verzameld van TCAT, waardoor het de eerste is die de prestaties van elektrische bussen in het noordoosten van de VS evalueert en analyseert.

Op deze manier delen TCAT en Cornell-onderzoekers hun inzichten met elkaar en leren ze van elkaar via data en samenwerking. Zhang’s team ontmoette herhaaldelijk TCAT‑functionarissen naarmate het onderzoek vorderde.

Opmerkelijk is dat de dataset van TCAT een aanzienlijke afstand besloeg, met een totale kilometerstand van 225.837 kilometer in Tompkins County, New York, onder diverse omstandigheden, waardoor het een uitgebreidere dataset biedt dan eerdere BEB-studies.

4,7 % van deze totale afstand werd geregistreerd onder gemiddelde omgevingstemperaturen, d.w.z. onder nul, terwijl ongeveer 50.000 mijl of meer dan 80.000 kilometer werd gelogd bij koude temperaturen, d.w.z. in het bereik van 0 °C tot 12 °C.

We profiteren van het feit dat TCAT een leider is in deze regio, en het is een echt voorrecht om toegang te hebben tot deze data, zodat we de prestaties in realtime kunnen zien. Een van de lessen die we hebben geleerd is dat deze bussen ontworpen moeten worden voor het hele land, inclusief staten met koudere klimaten. We hebben ook ontdekt dat ze verschillen van conventionele dieselbussen, met ander gedrag, wat andere strategieën vereist om hiervan te profiteren.

De onderzoekers modelleerden eerst hoe de voertuigen zouden presteren bij ideale temperaturen om factoren die niet gerelateerd zijn aan temperatuur alleen, zoals variaties in verkeersomstandigheden, te compenseren.

Hiervoor ontwikkelden ze een innovatief OTZ-basismodel dat de BEB-prestaties onder optimale temperaturen simuleert, terwijl de niet‑temperatuursensitieve omstandigheden behouden blijven zoals die tijdens de echte koude‑weeroperatie.

Vervolgens vergeleken ze dit met hun daadwerkelijke prestaties over meer dan 40 complexe routes en schema's.

Onderzoekers ontdekten dat de zelfverwarming van de batterij verantwoordelijk is voor de helft van het verhoogde energieverbruik in koud weer. EV‑batterijen presteren het best rond 75 °F, dus hoe kouder ze bij het opstarten zijn, hoe meer energie nodig is om ze op te warmen.

Het verwarmen van de cabine van de bus is de andere belangrijkste reden. Frequent stoppen, vooral op stedelijke routes, omvatten het openen en sluiten van deuren elke paar minuten, waardoor batterijen harder moeten werken om de cabines te verwarmen.

Bij een volledig elektrisch voertuig is de batterij de enige energiebron aan boord. Alles moet ervan komen.

– Zhang, die ook senior faculteitsmedewerker is bij het Cornell Atkinson Center for Sustainability

Regeneratief remmen blijkt volgens onderzoekers ook minder efficiënt bij lage temperaturen. Dit energie‑herstelmechanisme vertraagt een bewegend voertuig door zijn kinetische energie om te zetten in elektrische energie die direct kan worden gebruikt of kan worden opgeslagen voor later gebruik.

Dit mechanisme is te vinden in de meeste hybride en volledig elektrische voertuigen. In tegenstelling tot een conventioneel remsysteem, waarbij het voertuig vertraagt door wrijving tussen remblokken en rotoren, waardoor bijna alle kinetische energie verloren gaat, recaptures regeneratief remmen meer dan 70 % van de energie.

Nu wordt dit systeem minder efficiënt in koud weer, waarschijnlijk omdat de batterij moeite heeft om een gelijkmatige temperatuur over de cellen te behouden. De batterij van elektrische bussen is tenslotte ongeveer acht keer zo groot als een standaard EV‑batterij, om langere routes en grotere passagierscapaciteit te kunnen ondersteunen.

Nu is de vraag: wat kan er gedaan worden om de prestaties van batterij‑elektrische bussen in koud weer te verbeteren? Hiervoor raden de onderzoekers aan de bussen binnen op te slaan wanneer ze niet in gebruik zijn om de batterijprestaties te verbeteren. Naast het warmer houden van de omgevingstemperatuur tijdens langere stilstandperiodes, omvatten andere kortetermijnstrategieën die voor exploitanten worden aanbevolen het opladen van de batterij terwijl deze nog warm is, het installeren van zijbeschermingen om luchtconvectie in de cabine te verminderen, en het beperken van de duur van het openen van deuren bij haltes.

Voor fabrikanten adviseerden de onderzoekers geoptimaliseerde ontwerpen voor batterijverwarming en HVAC‑systemen. De studie kan beleidsmakers ook helpen bij het opstellen van stimuleringsrichtlijnen, het evalueren van de haalbaarheid en het vaststellen van routeprioriteiten voor geëlektrificeerd openbaar vervoer.

Op grotere schaal stelde doctoraatsstudent Jintao Gu, de eerste auteur van de studie, dat dit onderzoek de noodzaak benadrukt van beoordeling en grotere aanpassingen in de infrastructuur om elektrische bussen te ondersteunen.

U moet proberen het schema van alle bussen te optimaliseren en rekening te houden met de capaciteit van uw infrastructuur – hoeveel laadstations u heeft, en of u een eigen garage heeft. U moet de chauffeurs, dispatchers en servicewerkers trainen. Ik denk dat er vanuit operationeel en infrastructuurperspectief veel boodschappen zijn voor toekomstige planning van het openbaar vervoer.

– Gu

De landelijke en stedelijke routes van Ithaca, samen met het heuvelachtige terrein, stelden de onderzoekers in staat veel meer inzichten te verkrijgen over de prestaties van de bussen.

Dit hielp hen ontdekken dat elektrische bussen een kleinere toename in energieverbruik lieten zien op landelijke routes vergeleken met stedelijke routes bij koud weer. Volgens hem kan dergelijke informatie vlootplanners helpen weloverwogen strategische beslissingen te nemen bij het toewijzen van routes aan elektrische bussen.

Investeren in de Elektrificatietrend

REV Group zal waarschijnlijk het meest profiteren van de groeiende trend om traditionele voertuigen op brandstof om te zetten naar elektrische voertuigen. Het is een ontwerper en fabrikant van speciale en recreatieve voertuigen en bedient voornamelijk de Noord-Amerikaanse markt met de volgende producten:

• Brandweeruitrusting onder de merken KME, E-ONE, Ferrara en Spartan ER
• Ambulances onder de merken Leader, Horton, Road Rescue, AEV en Wheeled Coach
• Terminaltrucks onder de merken Laymor en Capacity
• Recreatieve voertuigen via American Coach, Lance Camper, Holiday Rambler, Renegade RV, Fleetwood RV en Midwest Automotive Designs

REV Group  

In 2021 introduceerde REV Fire Group een volledig elektrische brandweerwagen genaamd de Vector, met 316 kWh automotive‑grade batterijen. Daarnaast kondigde REV Ambulance Group de eerste volledig elektrische ambulance in de VS aan, met een batterijcapaciteit tot 105 kWh. De dochteronderneming van REB Group, Capacity Trucks, heeft ondertussen een waterstof‑brandstofcel en een batterij‑elektrische terminaltruck geproduceerd met Lithium‑Ion (NMC) batterijen.

Het bedrijf was ook actief in de busproductie, maar besloot de markt vorig jaar te verlaten door zijn Collins schoolbusmerk te verkopen aan Forest River in 1Q24 voor $303 miljoen en zijn El Dorado National (ENC) transitbusdivisie aan Rivaz in 4Q25 voor $52 miljoen, als onderdeel van een initiatief om de operaties te stroomlijnen en de winstgevendheid te verbeteren.

Wat betreft de marktprestaties van REV Group, heeft het bedrijf met een marktkapitalisatie van $1,9 miljard een sterke opwaartse trend ervaren. Op het moment van schrijven worden REVG‑aandelen verhandeld tegen $37,49, een stijging van 17,63 % dit jaar tot nu toe. De aandelenkoers handelt rond zijn all‑time high (ATH) van $38,50, die enkele weken geleden werd bereikt.

Het heeft een EPS (TTM) van 1,76, een P/E (TTM) van 21,26 en een ROE (TTM) van 20,13 % terwijl het een dividendrendement van 0,64 % biedt.

Wat betreft de bedrijfsfinanciën rapporteerde REV Group netto-omzet van $525,1 miljoen, een nettowinst van $18,2 miljoen of $0,35 per verwaterde aandeel, en een record aangepaste EBITDA van $36,8 miljoen voor het eerste kwartaal van 2025. De kapitaalinvesteringen daalden ook aanzienlijk van $10,5 miljoen in 1Q24 naar $4,9 miljoen in 1Q25.

Deze recordstart in 2025, zei CEO Mark Skonieczny, toont de “sterkte van onze operationele uitvoering en gedisciplineerde aanpak. Deze prestatie versterkt ons vertrouwen in het momentum dat we opbouwen en positioneert ons goed voor het komende jaar.”

Met haar sterke financiële positie hervatte het bedrijf de aandeleninkoop, die Skonieczny noemde: “we beschouwen dit als een aantrekkelijke kapitaaltoewijzing bij de huidige waardering.”

In Q1 van 2025 kocht REV Group ongeveer 0,6 miljoen van haar gewone aandelen terug voor $19,2 miljoen tegen een gemiddelde aankoopprijs van $33,09 per aandeel. Per 31 januari 2025 rapporteerde het $290,2 miljoen aan handels-werkkapitaal, $108,4 miljoen aan netto‑schulden en $31,6 miljoen aan contanten.

Laatste REV Group (REVG) Aandelen Nieuws en Ontwikkelingen

Conclusie: Overwinnen van Koude Klimaatbarrières in EV Openbaar Vervoer

Naarmate de wereld overgaat op elektrische voertuigen, bieden batterij‑elektrische bussen een veelbelovend pad naar duurzame massatransport. Hun prestaties in koudere klimaten vormen echter kritieke uitdagingen die hun bredere adoptie belemmeren.

Het aanpakken van deze uitdagingen is essentieel voor het decarboniseren van de transportsector, wat vereist dat men de complexiteit van energiegebruik, operationele omstandigheden en klimaateffecten begrijpt. Het nieuwste uitgebreide onderzoek van Cornell biedt de broodnodige inzichten in deze factoren, waardoor exploitanten, fabrikanten en beleidsmakers de beloften en valkuilen van elektrificatie beter kunnen navigeren, wat de weg vrijmaakt voor een soepelere en veerkrachtigere overgang naar een schoner openbaar vervoersysteem.

Klik hier voor een lijst van EV‑aandelen om in te investeren

Gerefereerde Studies:

^{1. Gu, J., Liao, Q., & Zhang, K. M. (2025). Assessing the cold weather impact on battery electric transit buses. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 127, 104809. https://doi.org/10.1016/j.trd.2025.104809}