Weblog

Blog: De Hyperloop: een game changer die de wereld verandert?

De Hyperloop: als het aan bedenker Elon Musk ligt, schieten we over een tijd met 1.200 kilometer per uur in capsules door een buis op weg naar een verre bestemming. Reizen tussen twee steden die honderden kilometers uit elkaar liggen, wordt net zo eenvoudig als een metrorit van een buitenwijk naar het stadscentrum. Forenzen tussen bijvoorbeeld San Francisco en Los Angeles zal geen probleem meer zijn: het duurt slechts een half uur en een ticket zou maar 20 à 30 dollar kosten.

Ook Nederland loopt zich al een tijdje warm voor de Hyperloop. Studenten van de TU Delft maakten bijvoorbeeld een prijswinnend ontwerp en bedrijven bieden zich aan om de Hyperloop in Nederland te testen. De Tweede Kamer vroeg recent aan de minister van Infrastructuur en Waterstaat om te onderzoeken of er een “haalbare business case” mogelijk is voor een Nederlandse testlocatie. Het zal gaan om een traject van zo’n vijf kilometer lang, tegen geschatte kosten van 120 miljoen euro. De eerste stappen worden dus gezet. Maar welke rol kan de Hyperloop op termijn gaan spelen in de Nederlandse samenleving? Is het de “game changing and potentially super disruptive technology that could greatly change our lives and our world” die sommigen er in zien?

Is de Hyperloop een game changer die de wereld verandert?

Of de Hyperloop in potentie inderdaad een game changer is die de wereld verandert, kunnen we bekijken aan de hand van een vergelijking met de auto. Als er één innovatie op mobiliteitsgebied is die de wereld fundamenteel heeft veranderd, dan is het wel de auto (nou ja, op het wiel na dan!). Van de auto valt dus te leren welke kenmerken een game changer heeft, namelijk ruimte voor verbetering, een groot bereik en aanvullende vernieuwingen.

Ruimte voor verbetering?

De auto van nu heeft nog steeds vier wielen en een stuur. Maar verder lijkt hij weinig meer op de eerste auto die Carl Benz in 1885 maakte. Auto voor auto werd in elkaar gezet, niet te vergelijken met hoe robots dat nu doen. Toen Henry Ford in 1914 de lopende band introduceerde, werd de auto betaalbaar voor grote groepen mensen. Dus zowel de auto zelf als de technologie om een auto te maken hebben in de 130 jaar sinds Benz geweldige verbeteringen doorgemaakt.

…en hoe zit het met de Hyperloop?

Technici zullen nog heel wat obstakels uit de weg moeten ruimen, wil reizen met de Hyperloop net zo gemakkelijk worden als reizen per vliegtuig of hogesnelheidstrein nu. De buis waar de capsules doorheen schieten moet bijna vacuüm zijn om zo min mogelijk weerstand te veroorzaken. Over honderden kilometers mag er geen gaatje in zitten. Dat vraagt een bijzonder constructiemateriaal. Metaal is een optie, maar dat zet uit en krimpt bij wisselende temperaturen. Uitzetten is alleen mogelijk aan het begin en het eind. Bij een buis van zeshonderd kilometer zou het perron dan overdag 300 meter verder liggen dan ’s nachts! Bochten in zo’n buis en de ophanging ervan zijn ook niet triviaal.

Vicieuze cirkel

Een andere uitdaging voor verbetering vormen de zeer hoge kapitaalkosten van het systeem. Ticketprijzen van 20 tot 30 dollar voor een reis van 600 kilometer, zijn berekend met het uitgangspunt dat elke 30 seconden een capsule met 28 mensen vertrekt en de investeringen in de aanleg van het systeem vijf tot tien keer lager zijn dan die van een hogesnelheidstreinverbinding. Met alle genoemde technische problemen lijkt het tienvoudige eerder waarschijnlijk. Maar dan wordt een kaartje veel duurder en nemen minder mensen de Hyperloop, waardoor het rendement nog verder afneemt. Zo wordt de Hyperloop een vicieuze cirkel.

Een groot bereik?

De game changer auto heeft als tweede kenmerk zijn grote bereik. De auto is bijna overal ter wereld te vinden, zowel geografisch als sociaal, onder allerlei groepen mensen. De auto beëindigde de isolatie van het platteland, vooral in de VS. Het bracht daar allerlei voorzieningen uit de stad, zoals gezondheidszorg en onderwijs. Ook veranderde de auto het goederenvervoer, het woon-werkverkeer en het zakelijk verkeer ingrijpend.

…maar de Hyperloop?

Het bereik van de Hyperloop zal zowel geografisch, sociaal als economisch veel beperkter zijn dan dat van de auto. De hoge kapitaalkosten en hoge snelheid maken het systeem alleen geschikt voor langeafstandsvervoer. Op internet is een visionaire kaart van de VS te vinden waarop alle grote steden verbonden zijn via Hyperloops (zie figuur 1). Als het lukt zo’n netwerk rendabel te realiseren, zal dat voor de luchtvaart ‘het spel’ zeker veranderen omdat die er een concurrent bij krijgt. Maar dat op zich is onvoldoende om van een wereldwijde game changer te spreken.

Kaart met hyperloopstations

Figuur 1 Visionair netwerk van Hyperloops in de VS.

Aanvullende vernieuwingen?

Bij de auto ontwikkelde niet alleen de motor – de basisinnovatie – zich over de tijd, er kwamen ook innovaties in de autoproductie (de lopende band, robots) en in de olie-industrie, er werden wegen aangelegd en er kwamen consumentendiensten zoals garages, wegenwacht, verzekeringen, drive-inbioscopen. Hele bedrijfstakken veranderden doordat er specialisatie in de productieketen ontstond, of just-in-time delivery. De auto had gevolgen voor de ligging van bedrijven, voor de verdeling van de productie over landen en voor goederenstromen. Steden veranderden van aanzien, de suburbs in de VS zijn ondenkbaar zonder de auto. De overheid moest zich buigen over zaken als verkeersregels, verkeersveiligheid of congestie.

Hoe stop je een Hyperloop?

De introductie van de Hyperloop zal slechts beperkt om aanvullende vernieuwingen vragen naast de technologie van capsule en buis. Er zijn stations nodig, maar die zullen weinig verschillen van de huidige luchthavens of treinstations. Het instappen in de Hyperloop zelf vraagt wel om innovatie. Een idee is dat mensen op het station al plaats nemen in het zitgedeelte (14 rijen van twee stoelen), waarna een hefmechanisme dat gedeelte de capsule in schuift. Ook zijn voorzieningen nodig om de capsule bij storingen of in noodgevallen tot stilstand te laten komen en de passagiers veilig te laten uitstappen. Dat is geen sinecure als de capsule zich ergens in een bijna-vacuüm buis bevindt met 30 seconden achter zich een volgende capsule die met 1.200 kilometer per uur komt aanstormen.

Met een goedwerkende en goedkope Hyperloop kunnen mensen over langere afstanden gaan forenzen. Dat zou aantrekkelijke woonlocaties nog aantrekkelijker kunnen maken en tot verdere concentratie van wonen kunnen leiden, ten koste van nu minder aantrekkelijke steden, met mogelijk een paar steden die sterk achteruitgaan (‘Detroits’). Een zeer energiezuinige Hyperloop kan gunstig zijn tegen de klimaatverandering. Maar veel meer aanvullende vernieuwingen zijn moeilijk voorstelbaar.

Geen game changer

Game changers die de wereld veranderen, hebben drie kenmerken. Op het criterium ruimte voor verbetering scoort de Hyperloop zeer sterk. Misschien wel té sterk: het vraagt zo veel verbeteringen dat er een gerede kans is dat het systeem niet rendabel in gebruik te nemen valt, hetzelfde lot dat de supersonische Concorde ten deel viel. En zelfs als het lukt de technische uitdagingen te overwinnen, dan nog voldoet de Hyperloop niet aan de criteria groot bereik en aanvullende vernieuwingen. De Hyperloop kan hooguit het spel veranderen voor de lange afstandsspoorwegen en de luchtvaart. Vanuit het perspectief van de samenleving als geheel is de Hyperloop geen game changer. Wel blijft de Hyperloop voor studenten van de TU Delft en andere onderzoeksinstellingen natuurlijk een mooie uitdaging om slim denkwerk op te verrichten en internationale prijzen mee te winnen.

Deze blog is in vrijwel dezelfde vorm verschenen in ‘KiM keurt…’, een jubileumuitgave ter gelegenheid van het tienjarig bestaan van het KiM.