Elektrische auto komt zachtjes dichterbij; Sloppen en stegenin met de eerste Aeto

De elektrische auto komt. De vakbladen gonzen van de beschouwingen over auto's die hun energie uit het stopcontact betrekken. Aanleiding is in veel gevallen het bericht dat General Motors een elektrische auto, de 'Impact' (Engels voor 'Botsing') heeft uitgebracht die een maximum snelheid van 160 kilometer per uur en een actieradius van bijna 200 kilometer heeft. Tot nu toe leefden we met de 80/80, hooguit de 90/90 opvatting van een elektrische auto: op accu's kom je nooit verder dan 90 kilometer en nooit sneller dan met 90 kilometer per uur. We bellen het Projectbureau Aeto in Den Haag dat zich al jaren sterk maakt voor een snelle introductie van de accu-elektrische auto, de Aeto zoals men zelf graag zegt. (Trolleybussen en dergelijke blijven buiten beschouwing.) Gaat het nu echt de goed kant op, heren? En wat waren ook al weer de voordelen van elektrisch rijden? Wel, het bureau wil dat wel allemaal door de hoorn naar Rotterdamn roepen, maar we zouden ook even de in januari uitgebrachte brochure 'Accu-elektrische auto - feiten en beleidsaanbevelingen' kunnen inzien. Inderdaad blijkt die al in de boekenkast te staan.

Nu dan: het belangrijkste voordeel van de elektrisch aangedreven auto is, men bedenkt het zelf, de geringe uitstoot van milieubedervende stoffen. De uitlaat van de Aeto is de schoorsteen van de elektriciteitscentrale die zijn accu van stroom voorzag. Daaruit komt maar weinig vuil want veel centrales verbranden schoon aardgas en andere bezitten een goede rookgasreiniging. En wat ze naar buiten blazen waait de wind weg en blijft niet in sloppen of stegen hangen.

Elektrisch rijden scheelt in smog en zure regen. Maar scheelt het ook in het broeikaseffect? Anders gezegd: wordt bij elektrisch rijden per passagier per kilometer minder kooldioxyde (CO) uitgestoten dan bij benzinerijden? Nog duidelijker gezegd: wordt bij elektrisch rijden, alles meegeteld, minder energie gebruikt per passagier en per kilometer dan met de explosiemotor? Het Projectbureau Aeto houdt het erop dat het wel een factor twee scheelt in het voordeel van de Aeto. Het Projectbureau baseert het oordeel op een combinatie van meten en rekenen. Tweemaal achtereen is het bureau betrokken geweest bij een twaalfuurs-race van elektrische auto's in het Belgische Brugge en daarbij is secuur het elektriciteitsverbruik bijgehouden.

Gemiddeld komt men voor een stadsrit op een verbruik van 0,65 kilojoule per kilogram per kilometer. Omdat elektriciteitscentrales globaal een rendement hebben van 40 procent kan een totaal-energieverbruik van 1,6 kJ per kilo per kilometer worden aangehouden. De auto-industrie geeft voor de gestandaardiseerde stadsrit van een 'gemiddelde' benzineauto een energieverbruik op van (omgerekend) 3,2 kJ per kilometer per kilo. Voila: de factor twee, met wat goede wil in de bijgaande tekening terug te vinden. Maar, vraagt de verslaggever, heeft men het energieverlies bij het laden en ontladen van de accu wel in de beschouwing betrokken. Hoe groot is het rendement van de laad-ontlaad-cyclus? 'Daar hebben we inderdaad geen flauw idee van', zegt woordvoerder P. W. van Baarsel. 'Je hoort wel eens dat het maar 50 procent is. Voor ons speelde het geen rol want we maten het stroomverbruik direct achter het stopcontact.'

Toch komen we zo aan een andere benaderingswijze: de rendementen-vergelijking. Onderzoeker ir. G. F. Bakema van het ECN in Petten heeft zojuist voor de NOVEM een studie naar het energieverbruik van de elektrische auto verricht. Eind juni zal zijn rapport 'Energiebesparing door elektrische auto's in stadsverkeer' bij het ECN verschijnen. Hij is veel minder optimistisch over de te verwachten besparing. 'Die factor twee is belachelijk, dat moeten ze verkeerd gemeten hebben. Heel globaal gesproken is het eigenlijk lood om oud ijzer. Vergelijk je het energieverbruik van een kleine auto die op benzine rijdt met dat van dezelfde auto omgebouwd voor elektriciteit, dan wint elektriciteit met hooguit 20 procent besparing. Neem je als basis een grotere auto die op diesel rijdt dan is elektrisch rijden juist ongunstiger.' Bakema heeft een compleet overzicht van de verschillende rendementen. Zo heeft de laad-ontlaad-cyclus van de klassieke lood-zwavelzuur accu een maximaal rendement van 79 procent - met het geringe rendement van de elektriciteitscentrales een ellendige handicap voor de Aeto. De Aeto wordt gered door het belabberde rendement van de benzinemotor dat, zegt Bakema, bij stadsgebruik hooguit 15 procent is. (Populair-wetenschappelijke literatuur geeft vaak 20 procent of meer.) Een dieselmotor komt op 20 procent.

Het voornaamste energie-probleem van de Aeto is zijn loodzware loodaccu. Voor een beetje actieradius zal men al gauw 400 tot 450 kilo lood-zwavelzuuraccu installeren. Gedeeltelijk wordt dat gecompenseerd door de lichtere elektromotor maar toch is een Aeto al snel 200 kilo zwaarder dan een overeenkomstige benzine-auto. De loodaccu heeft nu eenmaal een erg lage energiedichtheid van ongeveer 0,11 megajoule per kilogram. Benzine heeft een dichtheid van 43 megajoule per kilogram.

Toch is er wat hoop: de natrium-zwavelaccu, die ABB zegt nu bijna op de markt te kunnen brengen, slaat per kilo vier keer zoveel energie op als de loodzwavelzuur accu. De betreffende accu (die als voornaamste bezwaar heeft pas bij 350 graden Celsius te werken) zou op den duur goedkoper kunnen worden dan de loodaccu, denkt het ECN ('Accumulatoren voor photovoltaische systemen', juli 1989). En er zijn andere accu's in ontwikkeling, zoals de lithium-accu met vast elektrolyt, die een laad-ontlaad-cyclus bezitten met een rendement van wel 98 procent.

Ook van de elektromotor zou het rendement, dat overigens nu al vaak ongeveer 95 procent is, nog wat kunnen stijgen. De winst moet komen van permanente magneten (in plaats van elektrisch bekrachtigde magneten) of van de vervanging van gelijkstroommotoren door elektromotoren. Inderdaad wordt de motor van de 'Impact' (zie Ingenieurskrant, 3 mei) door een driefasen-draaistroom van energie voorzien.

De nieuwe Impact is een van de weinige elektrische personenauto's die speciaal voor elektriciteit zijn ontworpen. (Veel andere Aeto's, zoals de Volkswagen Jetta Citystromer, zie Auto+Motortechniek van maart, zijn omgebouwde Bento's). Daardoor was General Motors in staat ook de onderkant van de auto heel glad af te werken (er is immers geen uitlaat). In combinatie met een optimale aerodynamische vormgeving van de rest van de auto werd een extreem lage luchtweerstandcoefficient (cw) van 0,19 bereikt. Bij stadsritten heb je daar maar weinig aan.

Vermeldenswaard is nog het nuttige hergebruik van de remenergie van de Impact: er is een 'regeneratief remsysteem'. (Ook waard te vermelden is, anderzijds, dat een Aeto een aparte kachel nodig heeft voor de verwarming.)Hoe het zij: de elektrische auto heeft een gunstig energieverbruik, Bakema denkt dat het verschil met de benzine-auto kan oplopen tot 35 procent als de nieuwe accu's beschikbaar zijn.

Het voornaamste probleem van elektrisch autorijden is het tijdrovende opladen van de accu's (door General Motors overigens teruggebracht tot twee uur). De milieubewuste lezer wordt uitgenodigd daar eens over na te denken. Tegelijk kan hij dan nog eens een blik werpen op de speciale positie die de 'mens op de fiets' in de illustratie inneemt.