Auto-swap: de accu van je elektrische auto wisselen in plaats van opladen
Stel je voor: je rijdt met een bijna lege accu een station binnen, en een paar minuten later rijd je weg met een volle. Geen kabel, geen wachttijd bij een laadpaal, geen tien minuten scrollen op je telefoon terwijl de auto laadt. Dit is het idee achter batterijwisseltechnologie, in nieuwsartikelen ook wel "auto-swap" genoemd: in plaats van de accu in de auto op te laden, wordt de lege accu volledig vervangen door een al opgeladen exemplaar.
Het principe lijkt op het omruilen van een lege gasfles bij een tankstation. Je levert de lege fles in, betaalt het verschil en rijdt weg met een volle fles, zonder dat je zelf iets hoeft bij te vullen. Bij een elektrische auto gebeurt iets vergelijkbaars met het accupakket: een machine onder de auto tilt de lege accu eruit en schuift er een volle voor in de plaats. De bestuurder hoeft niet eens uit te stappen.
Wat is het precies?
Een wisselstation is in de basis een geautomatiseerde werkplaats. De auto rijdt over of in een soort tunnel of platform, waarna sensoren de positie van de accu onder de auto bepalen. Een mechanisme, vaak een soort robotarm of hydraulisch platform, ontgrendelt vervolgens de bouten of klemmen die de accu vasthouden, laat het lege pakket zakken en schuift een vol pakket op zijn plaats. Bij de bekendste systemen duurt dit hele proces ongeveer drie tot vijf minuten, sneller dan zelfs de snelste laadpalen een auto van bijna leeg naar vol kunnen brengen.
De cruciale voorwaarde is standaardisatie: alle auto's die van een bepaald wisselstation gebruikmaken, moeten een accupakket hebben met exact dezelfde afmetingen, bevestigingspunten en elektrische aansluitingen. Dat is meteen de grote uitdaging, want autofabrikanten ontwerpen hun accupakketten doorgaans als onderdeel van hun eigen, unieke platform. Een wisselstation dat voor het ene merk is gebouwd, werkt daardoor vrijwel nooit voor een ander merk, tenzij fabrikanten bewust afspreken dezelfde accuvorm te gebruiken.
Wat wil men ermee bereiken?
Het belangrijkste doel is snelheid: het tempo van tanken evenaren in plaats van de tien tot veertig minuten die zelfs snelladen nog kost. Voor taxichauffeurs, pakketbezorgers of andere veelrijders kan dat tijdverschil de doorslag geven om over te stappen op elektrisch rijden.
Een tweede doel is het loskoppelen van de accu van de auto zelf, een model dat vaak Battery-as-a-Service wordt genoemd: de accu is een dienst waarop je abonneert in plaats van een onderdeel dat je koopt. Omdat de accu vaak het duurste onderdeel van een elektrische auto is, kan de aanschafprijs van de auto flink dalen als je de accu apart least of huurt.
Daarnaast hopen aanbieders dat accu's langer meegaan als een gespecialiseerd station ze rustig en gecontroleerd oplaadt, in plaats van dat eigenaren thuis of onderweg steeds snel bijladen, wat op termijn de accu kan belasten. Tot slot kan een wisselstation de accu's die het in voorraad heeft geleidelijk en op gunstige momenten opladen, wat het elektriciteitsnet minder zwaar belast dan wanneer duizenden auto's tegelijk aan een snellader hangen.
Voorbeelden uit de praktijk
De Chinese automaker NIO is wereldwijd de bekendste speler. Het bedrijf begon rond 2018 met zijn "Power Swap"-stations in China en heeft dat netwerk sindsdien flink uitgebreid. NIO heeft het concept ook naar Europa gebracht, met stations in onder meer Noorwegen, Duitsland en Nederland vanaf begin jaren 2020, gekoppeld aan zijn eigen modellen die speciaal voor wisselbare accu's zijn ontworpen.
Bij tweewielers is Gogoro uit Taiwan het meest tot de verbeelding sprekende voorbeeld. Sinds 2015 exploiteert het bedrijf een netwerk van wisselstations (GoStations) voor elektrische scooters, waarbij gebruikers een lichte, draagbare accu zelf in een kastje schuiven. Dit systeem is in Taiwan wijdverspreid geraakt en is ook naar andere Aziatische markten geëxporteerd.
In de Verenigde Staten werkt het bedrijf Ample aan een net iets andere aanpak: in plaats van één groot accupakket wisselt het meerdere kleinere, modulaire batterijblokken die passen in de bestaande accubak van diverse automodellen. Ample heeft onder meer samengewerkt met Uber om elektrische ritdienstvoertuigen sneller inzetbaar te houden.
Ook accufabrikant CATL, 's werelds grootste producent van accu's voor elektrische auto's, kondigde rond 2022 een eigen batterijwisselservice aan onder de naam EVOGO, gericht op het aanbieden van gestandaardiseerde, wisselbare accumodules aan meerdere automerken tegelijk.
Hoe ver is de techniek?
Batterijwisselen is geen nieuw idee, maar de doorbraak is tot nu toe beperkt gebleven tot specifieke markten. In China heeft het concept, mede dankzij actieve steun van de overheid, een serieuze voet aan de grond gekregen. Bij lichte elektrische voertuigen zoals scooters in Taiwan en andere delen van Azië werkt het systeem eveneens goed, onder meer omdat kleine, lichte accu's veel eenvoudiger te standaardiseren en te verplaatsen zijn dan de zware pakketten van een auto.
Bij grote westerse automerken is een brede doorbraak echter uitgebleven. Tesla experimenteerde er rond 2013 kort mee met een openbare demonstratie, maar zette daarna vrijwel volledig in op zijn eigen Supercharger-netwerk voor snelladen in plaats van wisselen. Het grootste obstakel blijft het ontbreken van wereldwijde standaardisatie: zolang elk merk zijn eigen accuvorm en -bevestiging gebruikt, kan geen enkel wisselstation universeel worden ingezet. Daar komt bij dat een wisselstation duur is om te bouwen en te onderhouden, en dat de exploitant een kostbare voorraad reserveaccu's moet aanhouden die daar grotendeels stilstaan te wachten.
Een technologische trend maakt het bovendien lastiger: steeds meer fabrikanten kiezen voor structural battery packs, waarbij het accupakket geen los, verwisselbaar onderdeel meer is maar juist verlijmd en structureel geïntegreerd wordt in het chassis van de auto, onder meer om gewicht te besparen en de stijfheid van de carrosserie te vergroten. Zo'n geïntegreerd pakket is per definitie niet meer te wisselen. Kortom: batterijwisselen blijft voorlopig een niche, sterk geconcentreerd in China en bij tweewielers, met onzekere vooruitzichten voor bredere toepassing bij personenauto's elders in de wereld.
Wie werken eraan?
De belangrijkste spelers zijn geconcentreerd in China en Taiwan. NIO en accugigant CATL trekken de kar in China, waarbij CATL zich richt op het leveren van gestandaardiseerde wisselbare modules aan meerdere merken. De Chinese overheid stimuleert batterijwisselen actief als onderdeel van haar bredere beleid voor elektrisch rijden, onder meer door pogingen te doen tot nationale standaardisatie van accuvormen, iets wat op wereldschaal nog altijd ontbreekt.
In Taiwan is Gogoro de dominante partij voor tweewielers, terwijl in de Verenigde Staten vooral Ample opvalt met zijn modulaire aanpak gericht op bestaande automodellen van andere fabrikanten. Buiten deze kern van spelers hebben de meeste grote internationale automerken tot nu toe gekozen om niet in batterijwisselen te investeren en in plaats daarvan volledig in te zetten op snellere laadtechnologie.