De lagedrukvoortstuwingsrace

Hamburg Hyperloop: de nieuwste stad in de EU die de liefde voor magneetzweeftreinen toont – maar hoe dicht zijn we echt bij de technologie voor topsnelheden?

Hyperloop
It's Munich's Hyperloop, but is one on the cards for Hamburg?

Ligt er een Hamburg Hyperloop in het verschiet? De nieuwe regering van de stad wil een referentieroute in de regio ontwikkelen – net nu Berlijn en Brussel hun steun voor de technologie in het algemeen opvoeren. Maar hoe dicht is Europa bij de lancering van de veelgeprezen, maar nog grotendeels onbewezen Hyperloop, temidden van groeiend politiek enthousiasme en vage tijdschema’s?

In het meest recente regeerakkoord van de nieuwe deelstaatregering van Hamburg is een belofte opgenomen om de ontwikkeling van een Hyperloop-referentieroute te steunen – een eerste corridor waar het futuristische trein-in-een-buis-concept kan worden getest onder echte omstandigheden. “Hamburg is geïnteresseerd in Hyperloop-technologie”, staat in het document. En Hamburg is niet de enige.

De federale regering in Berlijn heeft zich ook gecommitteerd aan het idee – niet per se in Hamburg, maar ergens in Duitsland. In hun eigen regeerakkoord hebben de CDU, CSU en SPD beloofd om “een nationale Hyperloop-referentieroute te bouwen”. Zelfs de voorzitter van de Europese Commissie, Ursula von der Leyen, heeft haar commissaris voor transport, Apostolos Tzitzikostas, opgedragen een strategie te ontwikkelen om de technologie in de hele EU te ondersteunen.

De Hyperloop – een emissievrije, bijna geruisloze magnetische trein die ontworpen is om met vliegtuigsnelheid door vacuümbuizen te rijden – blijft tot de verbeelding spreken van beleidsmakers en het publiek. Maar hoewel het concept verleidelijk is, is de realiteit nog ver weg. Wereldwijd bestaan er slechts een handvol korte testbanen en er is nog geen commercieel systeem op ware grootte online. China lijkt de race te leiden, maar in Europa zijn belangrijke onderdelen van het systeem nog niet bewezen, ondanks recente proefprojecten en politiek momentum. Dus hoe dicht is Europa, en de wereld, bij de realisatie van de Hyperloop-droom?

Van raketten naar rails: de oorsprong en belofte van de Hyperloop

De Hyperloop is geen uitvinding van de 21e eeuw. De Amerikaanse raketgeleerde Robert Goddard schetste het idee van een vacuümtrein al in 1904. Maar het was Elon Musk die het concept in 2012 nieuw leven inblies met zijn voorstel voor een zwevende passagierscabine die snelheden tot 1.200 kilometer per uur kan bereiken in lagedrukbuizen. Musk beweerde dat het sneller zou zijn dan vliegtuigen, goedkoper dan hogesnelheidstreinen en volledig emissievrij.

China’s T-Flight hyperloop timmert aan de weg. © China Aerospace Science and Industry Corporation

In technische termen voegt de Hyperloop twee gevestigde technologieën samen. Magnetische levitatie – al in commercieel gebruik voor systemen zoals de Shanghai Maglev sinds 2004 – vervangt het conventionele wiel-op-spoor contact. De voortstuwing gebeurt door lineaire inductiemotoren, vergelijkbaar met de motoren die worden gebruikt in people movers op luchthavens of het Transrapid-systeem. Nieuw en veel experimenteler is de tweede component: een lagedrukomgeving of bijna-vacuümbuis, ontworpen om de luchtweerstand te minimaliseren.

Het resultaat is een theoretische transportmodus met minimale rolweerstand en drastisch verminderde luchtweerstand, waardoor topsnelheden van meer dan 1000 km/u mogelijk worden. Vanwege de lage luchtdichtheid vereist het systeem een extreem nauwkeurige drukregeling en luchtdichte infrastructuur – uitdagingen die bij de meeste huidige pilots nog niet zijn opgelost.

Musks eigen poging om het idee te commercialiseren eindigde in 2023, toen zijn ontwikkelingsbedrijf, de Hyperloop-divisie van The Boring Company, ophield te bestaan nadat hij er niet in slaagde contracten binnen te halen. Maar het onderliggende concept is blijven bestaan, met engineeringteams over de hele wereld die blijven werken aan prototypes. Hoewel de fysica in theorie klopt, is de sprong van gecontroleerde labomgevingen naar echte, schaalbare passagiersdiensten veel moeilijker gebleken.

Vliegende treinen en zwevende pods in Azië

Op dit moment loopt China voorop. Eind 2024 voltooide het T-Flight maglev systeem, dat samen met de grootste rakettenfabrikant van het land is ontwikkeld, een hogesnelheidstest in de provincie Shanxi, waarbij een prototype pod 623 kilometer per uur haalde op een vacuümspoor van 2 kilometer. De test deed meer dan een wereldsnelheidsrecord voor treinen vestigen: het bevestigde China als het enige land dat momenteel in staat is om magnetische levitatie, lagedrukinfrastructuur en hogesnelheidscontrolesystemen te integreren in één enkel werkend prototype.

Ingenieurs danken de prestaties van het systeem aan een triade van magnetische technologieën – elektromagnetische ophanging, elektrodynamische stabilisatie en lineaire inductievoortstuwing – die samen zorgen voor lift, balans en stuwkracht binnen een gedeeltelijk geëvacueerde buis. Maar wat China onderscheidt is niet alleen de technische competentie, maar ook de schaal en samenhang van de aanpak.

Hyperloop-technologie wordt binnenkort getest in India. © Ashwini Vaishnaw/Twitter

Het project wordt gesteund door zowel de sterk gecentraliseerde lucht- en ruimtevaart- als spoorwegsector, met een staatsplanning die een snelle proefopstelling en integratie met nationale transportdoelen mogelijk maakt. Ambtenaren zeggen dat het systeem is ontworpen om uiteindelijk megasteden als Beijing en Shanghai-een reis van 1200 km in minder dan 90 minuten met elkaar te verbinden en om als model te dienen voor toekomstige intercitycorridors.

Het zal niemand verbazen dat andere landen in Azië ook voor deze technologie kiezen. Ook India doet mee: ingenieurs van het IIT Madras hebben onlangs een testbaan van 400 meter in de buurt van Mumbai voltooid. De VAE, Zuid-Korea en Japan hebben allemaal pilootprojecten in verschillende stadia van limbo, maar deze inspanningen zijn vaak gehinderd door financieringstekorten, hiaten in de regelgeving of technische impasses. En Europa blijft, ondanks politieke steun, grotendeels in de demonstratiefase.

Voorzichtige sprint van Europa

Maar er is beweging. De Europese Commissie heeft Hyperloop officieel erkend als onderdeel van haar prioriteiten voor het trans-Europese vervoersnetwerk (TEN-T) en financiert een Hyperloop Development Programme (HDP), een publiek-privaat initiatief dat is opgezet om onderzoeksinstituten, regelgevende instanties en technische bedrijven uit de hele EU samen te brengen.

Een van de meest actieve spelers is het in Nederland gevestigde Hardt Hyperloop, dat afgelopen september zijn prototype 90 meter liet rijden in de 420 meter lange testbuis van het European Hyperloop Centre (EHC) in Veendam. Terwijl de pod op lage snelheden en onder atmosferische druk reed, is de locatie sindsdien geüpgraded om vacuümtesten mogelijk te maken, en slaagde erin om met succes te testen. Demonstraties met volledige snelheid en de allereerste test met high-speed lane-switching zijn gepland voor 2025 – een kritieke mijlpaal in het mogelijk maken van netwerkachtige infrastructuur.

Hardt Hyperloop heeft zijn eerste test in het European Hyperloop Centre met succes afgerond. © Hardt Hyperloop

Ondertussen hebben studenten van de TU Delft al bijgedragen aan dat doel. In de zomer van 2024 testten ze met succes wat zij ’s werelds eerste functionele Hyperloop lane-switching systeem noemen. Hun pod zweefde op een 42 meter lange stalen baan, hing magnetisch aan de grond en kon halverwege van richting veranderen – een essentiële mogelijkheid voor een flexibele route in de echte wereld. De test was weliswaar kleinschalig en zonder passagiers, maar toonde aan dat er van onderaf aan belangrijke infrastructurele uitdagingen wordt gewerkt.

Swisspods en een magneetzweeftrein in Valencia

In Zwitserland hebben onderzoekers van het bedrijf Swisspod en de EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) pod-voortstuwing en vacuümsysteemcomponenten getest. In 2023 bereikte een testpod naar verluidt 100 km/u op een korte buis met gecontroleerde interne druk. Maar de faciliteit in Lausanne moet nog grootschalige, geïntegreerde tests uitvoeren met snelheden die vergelijkbaar zijn met die in China. Ook het Spaanse Zeleros Hyperloop, gevestigd in Valencia, richt zich op de ontwikkeling van schaalbare capsuleontwerpen en zeer efficiënte aandrijfsystemen, hoewel de meeste tests in het lab zijn gebleven.

Ondanks deze ontwikkelingen blijft veel van de Europese vooruitgang gericht op componenten en proof-of-concept in plaats van aantoonbaar geïntegreerde systemen. Zelfs topvoorstanders als Klaus Rudischhauser, directeur-generaal van de HDP, zijn openhartig geweest: certificering van volledige systemen wordt niet verwacht voor 2030 en geen enkel EU-land heeft al groen licht gegeven voor een toepassing op commerciële schaal.

Wat houdt de zaken tegen? Gedeeltelijk is het de technische complexiteit: het bouwen en onderhouden van een vacuüm over lange afstanden is duur en niet bewezen; het waarborgen van de veiligheid van passagiers en evacuatieprotocollen in een afgesloten buisomgeving brengt nog meer uitdagingen met zich mee. Er is ook een regelgevingsvacuüm – hoewel de Commissie een geharmoniseerd wettelijk kader heeft beloofd, is dit er nog niet. Ondertussen blijft de financiering versnipperd en zijn de meeste Europese initiatieven nog steeds afhankelijk van overheidssubsidies, academische beurzen of aanloopinvesteringen.

Hoe serieus is de Hamburg Hyperloop?

Hoe serieus is het idee van de Hamburg Hyperloop? De formulering in het regeerakkoord van de stad is veelbelovend, maar voorzichtig: “Hamburg is geïnteresseerd in Hyperloop-technologie en zal samen met zijn partners aan de federale overheid voorstellen doen voor de bouw van een eerste technische referentieroute die systeemintegratie van alle componenten mogelijk maakt.”

Dat is meer dan vaag enthousiasme – het is een uitgesproken intentie om bij te dragen aan het testen van het systeem. Maar het is ook zorgvuldig geformuleerd. Hamburg verplicht zich er niet toe om de referentieroute te financieren of te hosten, waardoor het een gebaar van afstemming is en geen sprong in de toekomst.

En op dit moment vindt het meest geavanceerde Hyperloop-werk in Duitsland niet plaats in Hamburg, maar in Beieren, waar de Technische Universiteit van München (TUM) een vacuümgeschikte testbuis en een pod op passagiersschaal heeft gebouwd. Het TUM-project wordt algemeen beschouwd als de meest volwassen Hyperloop-opstelling in de EU en een meer waarschijnlijke gastheer voor een nationale referentieroute als die er komt.

Transrapid: de vergeten Duitse magneetzweefbaan

Hyperloop-technologie zal altijd fascineren, maar in Duitsland kun je je afvragen waarom er zoveel politieke aandacht is voor speculatieve magneettechnologie als het hier en nu van het spoor er zo slecht aan toe is. In 2023 reed slechts 63 procent van de langeafstandstreinen van het land op tijd, een bedroevende prestatie naar EU-normen. En Deutsche Bahn heeft gewaarschuwd dat er tot 2027 45 miljard euro extra geïnvesteerd moet worden om het huidige netwerk te onderhouden en te verbeteren.

De Shanghai Maglev trein komt uit Pudong International Airport, Shanghai. © Alex Needham/WikimediaCommons

En dan is er nog de vraag waarom Duitsland een nog steeds theoretische Hyperloop najaagt terwijl het ooit zelf een volledig operationeel magneetsysteem had. Het Duitse Transrapid was een pionier. Het werd decennialang ontwikkeld met steun van de overheid en de privésector, haalde 500 km/u, had geen motoren aan boord en gebruikte magnetische levitatie en lineaire motoren om boven het spoor te zweven – net als moderne Hyperloop-ontwerpen. In feite heeft het veel kenmerken gemeen met Hyperloop: wrijvingsloze voortstuwing, weinig onderhoud nodig en een hoge energie-efficiëntie. Het verbruikt ongeveer 40 procent minder energie per zitplaats dan een ICE en het gebrek aan contact met het spoor betekent veel minder slijtage.

In tegenstelling tot de Hyperloop werkt Transrapid in de open lucht, niet in een vacuümbuis. En hier komt de clou: de enige plek waar Transrapid ooit commercieel werd gebruikt is Shanghai. De Shanghai Maglev, die in 2004 werd geopend met behulp van in Duitsland gebouwde Transrapid-technologie, rijdt al meer dan 20 jaar en verbindt de stad met 430 km/u met Pudong Airport. Ondanks het feit dat het systeem meer dan 30 miljoen kilometer heeft gereden, is de technologie in Duitsland zelf nooit ingevoerd. Hoge infrastructuurkosten, een noodlottig ongeval op de testbaan in 2006 en verschuivende politieke prioriteiten speelden allemaal een rol in de stille stopzetting.

Maar nu Duitsland speelt met onbewezen Hyperloop-piloten, zijn de bewezen prestaties van Transrapid opvallend afwezig in het debat. Toch hebben ideeën de neiging om hun eerste mislukkingen te overleven. Zoals Roel van de Pas, commercieel directeur van Hardt Hyperloop, zei met een citaat van Victor Hugo: “Niets is krachtiger dan een idee waar de tijd rijp voor is.” Laten we eens kijken wat dat betekent voor Hamburg, en Europese Hyperloops in het algemeen.

Lees meer:

  • Nederlandse hyperloop krijgt tractie met eerste succesvolle test
  • Hyperloop-race versnelt nu China ‘vliegende trein’-systeem test
  • Delft Hyperloop realiseert eerste baanwissel ter wereld
  • RailTech Europe`24: Delft Hyperloop dream-team maakt zich klaar voor Zürich

Abonneer nu voor toegang tot al het nieuws

Heeft u al een abonnement? Log in.

Kies uw abonnement

Interesse in een bedrijfsabonnement? Neem contact met ons op voor de mogelijkheden.


Of

Dit artikel gratis lezen?

U kunt gratis een artikel per maand lezen. Vul uw e-mailadres in en we sturen u een link waarlangs u het volledige artikel kunt lezen. Geen betaling benodigd.

Auteur: Thomas Wintle

Bron: RailTech.com

Abonneer nu voor toegang tot al het nieuws

Heeft u al een abonnement? Log in.

Kies uw abonnement

Interesse in een bedrijfsabonnement? Neem contact met ons op voor de mogelijkheden.


Of

Dit artikel gratis lezen?

U kunt gratis een artikel per maand lezen. Vul uw e-mailadres in en we sturen u een link waarlangs u het volledige artikel kunt lezen. Geen betaling benodigd.