De hyperloop: binnen een half uur van Amsterdam naar Parijs

Het begon in de Verenigde Staten als een revolutionair idee, dat rechtstreeks afkomstig leek uit een sciencefictionfilm. Inmiddels wordt er, ook in Nederland, keihard aan de ontwikkeling van de hyperloop gewerkt en is de komst ervan niet meer uitgesloten. Mocht het futuristische vervoersmiddel er daadwerkelijk komen, dan krijgt het vliegtuig er een serieuze concurrent bij.

De hyperloop is een soort capsule die in een vacuümbuis wordt afgeschoten en reizigers en goederen moet vervoeren met een maximumsnelheid tot maar liefst 1.200 kilometer per uur, sneller dan een gemiddeld passagiersvliegtuig. Hij rijdt niet over rails, maar zweeft over magneten, waardoor hij minder weerstand ondervindt. Deze techniek bevindt zich momenteel in de testfase. In Nederland heeft het ministerie van Infrastructuur en Milieu onderzoek laten doen naar het economische en maatschappelijke nut en de haalbaarheid van een hyperloopverbinding.

Conclusie: die verbinding is zeker haalbaar en heeft ook nut. Afgelopen oktober werd er zelfs een geschikte locatie voor een testtraject genoemd, Flevoland. Het revolutionaire idee neemt steeds serieuzere vormen aan.

 / Dat kan sneller

Toen in de Verenigde Staten in 2008 de plannen voor het hogesnelheidsproject Proposition 1A werden geaccepteerd, betekende dit dat er eindelijk een hogesnelheidstrein kwam die Los Angeles aan San Francisco zou verbinden met een reistijd van minder dan drie uur. Normaal gesproken staat hier een autorit van zeven uur voor. Zakenman en miljardair Elon Musk, baas van autobouwer Tesla, medeoprichter van betalingsdienst PayPal en tevens van ruimtevaartbedrijf SpaceX, was een van de weinigen die van dit idee niet direct enthousiast werd. Drie uur vond hij nog steeds te lang duren voor een traject van 560 kilometer. Daarom bedacht hij een alternatief: de hyperloop. In 2013 presenteerde hij in meer dan vijftig A4’tjes zijn plannen over wat volgens hem de vijfde manier van transporteren moet worden, na de trein, de auto, het vliegtuig en de boot. Volgens Musk zou met de hyperloop de totale reistijd tussen Los Angeles en San Francisco slechts 35 minuten zijn. Daarnaast zou het milieuvriendelijke systeem - de buis waarin de capsules doorheen razen is bedekt met zonnepanelen - minder dan tien procent van het budget van de 64 miljard dollar van Proposition 1A gaan kosten.

In de plannen van Musk betalen passagiers 20 dollar om in te stappen in de capsuleachtige voertuigen, zogenaamde ‘pods’, die zich met ongeveer de snelheid van het geluid door de buizen bewegen. Het klinkt als sciencefiction, maar het concept is niet nieuw. Het is gebaseerd op een simpele natuurkundige wet: voortbeweging creëert weerstand. Elk voertuig verbruikt het grootste deel van zijn brandstof om deze weerstand te kunnen overwinnen. Daarom vliegen vliegtuigen op grote hoogte, omdat de lucht daar dunner is. Maar de luchtdichtheid kan ook worden verlaagd in een afgesloten ruimte, een vacuümbuis, waardoor de snelheid toeneemt en het energieverbruik afneemt. Door de verlaagde luchtdruk zou het reizen in de hyperloop voor de passagiers moeten aanvoelen als een vliegreis.

Hoe innovatief zijn plannen ook zijn, Musk zei bij zijn presentatie meteen dat hij zelf geen tijd voor dit project had. Hij hoopte vooral dat anderen zijn hersenspinsel verder zouden uitwerken. Die oproep verspreidde zich als een lopend vuurtje. In de jaren die volgden, bemoeiden verschillende bedrijven zich met zijn idee, maar geen van deze bedrijven slaagde erin capsules te bouwen. Criticasters begonnen zich af te vragen of ze ooit van de magische hyperloop gebruik konden maken. Bovendien was er kritiek op de haalbaarheid ervan. Allereerst zouden er technische, niet voorziene mankementen zijn. Als gevolg van temperatuurschommelingen zou de baan tot honderden meters kunnen uitzetten. Daarnaast rezen er ernstige twijfels of het financiële plaatje haalbaar is. Volgens schattingen van Musk zou het traject tussen Los Angeles en San Francisco zo’n zes miljard dollar kosten. Deskundigen vermoeden dat deze schatting veel te laag is. Ter voorbeeld: de 160 kilometer lange Betuwespoorlijn, drieënhalf keer zo klein als het traject Los Angeles-San Francisco, heeft al vijf miljard euro gekost.

Toch hield Musk het volste vertrouwen in zijn ideeën. Vorig jaar schreef hij de SpaceX Hyperloop-competitie uit, een wedstrijd waarin studenten over de hele wereld onderzoek deden naar de haalbaarheid van de hyperloop. ‘De bedoeling van deze competitie was om innovatie in transportatietechnologie aan te moedigen,’ zei Musk. ‘Om mensen aan het denken te zetten over nieuwe manieren van aanpak die niet simpelweg een herhaling zijn van het verleden, maar juist de grenzen van de natuur opzoeken om te kijken wat er allemaal mogelijk is. Ik denk dat dat nog indrukwekkender is dan dat we ooit hadden gedacht.’ 

Op 29 januari 2017 kwamen zo’n 800 studenten, verdeeld over 27 teams, bijeen op het hoofdkwartier van SpaceX in Californië voor de finale van deze eerste Hyperloop-competitie. De finalisten waren gekozen uit meer dan 1.200 aanmeldingen van over de hele wereld. Slechts vijf teams doorstonden de nodige veiligheid- en ontwerptests. Uiteindelijk mochten drie teams met hun zelfgemaakte capsule een proefrit maken op de testbaan die rond het complex van SpaceX was gebouwd. Eén van die teams was van de TU Delft. Door middel van sponsoren hadden de studenten uit Nederland hun dure reis naar de Verenigde Staten bekostigd. Hun 149 kilo wegende capsule van 4,5 meter lang en één meter hoog bereikte in de pijpleidingachtige buis, die een diameter van bijna twee meter heeft, een snelheid van zo’n 90 kilometer per uur. 

/ TU Delft

Dat is nog lang niet de 1.200 kilometer per uur die Musk voor ogen heeft, maar op de baan die slechts 1,2 kilometer lang was, werd dat ook onmogelijk geacht. Desondanks bereikte het team van de TU Delft niet de hoogste snelheid van de drie finalisten; die eer ging naar de technische universiteit van München. Maar vanwege de efficiëntie bij de bouw, de veiligheid van de capsule en het voordelige kostenplaatje, ging de TU Delft er uiteindelijk toch met de hoofdprijs vandoor. Een prachtige prestatie, zeker wanneer je het immense deelnemersveld in ogenschouw neemt. 

Vier leden van het winnende team geloven heilig in hun visie en richtten na hun overwinning het eerste Europese hyperloopbedrijf op: Hardt Global Mobility, kortweg Hardt. Hardt stort zich met behulp van enkele investeerders volle dig op de ontwikkeling van de hyperloop. De Nederlandse Spoorwegen en het investeringsfonds UNIIQ investeerden ieder € 300.000 in de start-up, die tevens wordt ondersteund door het ministerie van Economische Zaken. Het bedrag van zes ton is te laag om alle grootse plannen te kunnen waarmaken, maar Hardt blijft ambitieus. Het bedrijf stelt zichzelf ten doel om in 2021 alle technologie getest te hebben, zodat kan worden begonnen met de bouw van het eerste traject tussen twee steden. In samenwerking met het Europese bouwconcern BAM heeft Hardt inmiddels op de campus van de TU Delft een dertig meter lange testlocatie van drie meter doorsnee gebouwd, bedoeld om de technologie te testen. Deze eerste hyperloopttestfaciliteit van Europa is afgelopen juni door minister Melanie Schultz van Haegen (Infrastructuur) geopend. ‘In Nederland willen we de Europese proeftuin zijn voor deze innovatieve en duurzame transportvorm. De hyperloop is snel, stil en duurzaam en daarom erg interessant voor de transportbehoeften van de toekomst’, zei Schultz van Haegen toen. 

/ Eerste testritten

Enkele maanden geleden liet Hardt weten dat het aan het eind van dit jaar begint met het uitvoeren van de eerste tests in deze buis. Die kan dan hermetisch worden gesloten, zodat hij vacuüm kan worden gezogen. 

Het is een stap in de richting van de eerste verbinding tussen twee of meerdere steden. Nederland heeft aangegeven dat de hyperloop in het ideale scenario uiteindelijk moet worden aangelegd tussen Amsterdam, Rotterdam, Eindhoven, Den Bosch, Arnhem en Lelystad. Dit rondje van 428 kilometer zou volgens de plannen in een recordtijd van veertig minuten kunnen worden afgelegd. Zover is het nog lang niet, maar Nederland kan wel een testtraject voor de hyperloop aanleggen, zo wees het onderzoek uit dat onlangs in opdracht van het Ministerie van Infrastructuur en Milieu is uitgevoerd. 

De bevindingen zijn afgelopen oktober gepresenteerd en de meest geschikte locatie voor een testtraject van in totaal vijf kilometer bleek de Vogelweg in Flevoland, een provinciale weg langs een agrarisch gebied. Het uitvoeren van de tests moet leiden tot meer duidelijkheid over de haalbaarheid van de hyperloop. Daarnaast moet worden onderzocht hoe voertuigen en stations het beste ontworpen kunnen worden. Tot slot moet blijken of het systeem voldoende veiligheid, capaciteit en comfort kan bieden en hoe de kosten zich zullen ontwikkelen.

/ Hyperloop One

In de strijd om de ontwikkeling van de hyperloop loopt Hardt echter wel achter op zijn grootste concurrent, Hyperloop One. Dit Amerikaanse bedrijf, waarbij Elon Musk niet betrokken is, presenteerde afgelopen maart zijn testbuis al, een 500 meter lange baan in de woestijn in Nevada. In augustus werden enkele testresultaten naar buiten gebracht. Er was een snelheid van 309 kilometer per uur bereikt en de verwachtingen waren dat snel de 400 kilometer per uur zou worden gehaald. Om het toekomstige transportsysteem verder te ontwikkelen, is Hyperloop One momenteel op zoek naar een locatie waar daadwerkelijk een lijn kan worden aangelegd. Het bedrijf heeft een wedstrijd uitgeschreven voor projecten die eventueel in aanmerking komen. Daaruit zijn tien winnaars geselecteerd. Het bedrijf, dat sinds de oprichting in 2014 al meer dan 200 miljoen euro via investeerders binnenharkte en onlangs nog een enorme kapitaalinjectie kreeg van niemand minder dan Richard Branson, gaat de winnaars helpen bij het verder vercommercialiseren van het project. 

Ook Nederland had zich aangemeld, maar wij horen niet bij de winnaars. Hyperloop One, dat sinds kort door het leven gaat als Virgin Hyperloop One, wil zich eerst richten op het grotere werk: de Verenigde Staten, India, Mexico en Groot-Brittannië. Het probleem van Nederland is vooral dat de hyperloop pas over grotere afstanden rendabel wordt. Het is realistischer dat het futuristische vervoersmiddel eerst voor de langere afstanden wordt gemaakt en pas later wordt doorontwikkeld naar Nederlandse verhoudingen. De grootste uitdaging van de hyperloop is waarschijnlijk niet eens zozeer de technologische ontwikkeling. Het probleem is vooral de buis waar de capsule doorheen zweeft. Allereerst is het een dure grap om de kilometerslange buis aan te leggen en daarnaast zal er in de steden weinig ruimte voor zijn.

En precies op dat punt komt Elon Musk weer om de hoek kijken. Waar hij jarenlang heeft geroepen dat hij geen tijd had om zich met de uitwerking van zijn eigen bedenksel bezig te houden, lijkt hij nu op die uitspraak terug te komen. Volgens hem kan de hyperloop beter ondergronds gaan. Musk heeft inmiddels een nieuw (graaf)bedrijf met de toepasselijke naam The Boring Company. Hij werkt aan een technologie die het graven van tunnels tot tien keer goedkoper en sneller zou moeten maken. Officieel bedoeld om tunnels onder de stad te kunnen graven om files te vermijden, maar Musk zegt nu ook de rechten te hebben gekregen om een tunnel tussen New York en Washington D.C. te graven. Daarmee lijkt hij zich ook op de ontwikkeling van de hyperloop te storten. ‘We willen de ontwikkeling van deze technologie zo snel mogelijk op de markt brengen. Wij stimuleren en ondersteunen alle bedrijven die hyperloops willen bouwen. Ook zullen we ze niet stoppen de hyperloop-naam te gebruiken, zolang ze eerlijk zijn.’ Wat hij met dat laatste precies bedoelt, is niet duidelijk. Duidelijk is wel dat Musk het merkenrecht op de naam Hyperloop heeft, waardoor hij het in de toekomst lastig kan maken voor zijn eventuele concurrenten, zoals Hardt en Hyperloop One, aan wie hij in 2013 nota bene zelf het startschot heeft gegeven. ‘Just received verbal govt approval for The Boring Company to build an underground NY-Phil-Balt-DC Hyperloop,’ tweette Musk afgelopen juli. ‘NY-DC in 29 mins.’

Tekst: Marco van Nugteren