Elektrisch autorijden kan energiebeleid ondersteunen

ROTTERDAM, 16 nov. Introductie op grote schaal in Nederland van elektrisch autorijden kan tot een flinke energiebesparing leiden en een belangrijke bijdrage leveren aan het diversificatie-beleid van de overheid. Het zou de milieuvervuiling sterk verminderen, vooral op leefniveau in steden en voorstedelijke gebieden. De uitstoot van het verzurende SO (zwaveldioxyde) zou echter kunnen toenemen, vooral als de extra elektriciteit door kolencentrales wordt geleverd.

De beperkte actieradius en de hoge prijs van elektrische auto's, die vooralsnog niet in serie worden geproduceerd, houdt introductie van elektrisch rijden voorlopig tegen. Ook een al te strikte uitvoering van het Nationaal Milieubeleidsplan zou de invoering van de elektrische auto kunnen bemoeilijken. Gemeentelijke energiebedrijven zouden, zoals in de VS, Duitsland en Zwitserland, het elektrisch autorijden kunnen stimuleren.

Dat zijn enkele conclusies uit een drietal rapporten dat het Energieonderzoek Centrum ECN in Petten heeft vrijgegeven. De rapporten, een neerslag van bureaustudies die gedeeltelijk in opdracht van de NOVEM en het Gemeentelijk Energiebedrijf van Amsterdam zijn opgesteld, inventariseren de effecten en bezwaren van invoering op grote schaal van het elektrisch autorijden. Voor het energiebedrijf Amsterdam zijn ook de voordelen van het gebruik van aardgas bij het gemeentelijk wagenpark geinventariseerd.

Ongeveer 15 procent van Nederlands primaire energieverbruik komt op rekening van de transportsector. Bijna al die energie wordt onttrokken aan olieprodukten (benzine, diesel en LPG). Dat leidt niet alleen tot luchtverontreiniging, maar schept ook een gevaarlijke afhankelijkheid van ruwe olie, een afhankelijkheid die de overheid met diversificatie (een breed scala van energiedragers inzetten) en flexibilisering (snelle overgang op andere energiedrager mogelijk maken) probeert te verminderen. Daarin schuilt het belang van onderzoek naar alternatieve brandstoffen zoals ethanol en raapolie (plantaardig), methanol (uit aardgas), aardgas zelf en elektriciteit (uit kolen, uranium of gas te produceren).

Het ECN heeft vastgesteld dat het energieverbruik van de elektrische auto, als het gehele traject van elektriciteitsopwekking tot -verbruik (en van benzineproduktie tot benzineverbruik) in de beschouwing wordt betrokken, beter is dan dat van de auto met explosiemotor. In 1983 viel een vergelijkende studie nog niet duidelijk in het voordeel van de elektrische auto uit.

Pag. 15: Elektrische auto wacht op nieuwe acu

Volkswagen, Renault en Peugeot (en later ook General Motors en Fiat) hebben bij wijze van experiment elektrische versies van benzine- of dieselauto's op de markt gebracht. ECN bepaalde het elektriciteitsverbruik van deze auto's aan de hand van gemeten of geschatte weerstandscoefficienten (rolweerstand van band en chassis, de luchtweerstand Cw) in rekenmodellen voor de zogeheten standaardstadsrit (ECE-15 cyclus) en vergeleek de uitkomst met enige in de praktijk gevonden waarden. De goede overeenkomst bevestigde de waarde van de rekenmodellen en stond daarna een vergelijking toe tussen energieverbruik van de 'electric vehicles' (EV's) en gewone auto's.

Elektrisch rijden is energiezuiniger dan rijden op olieprodukten. Het verschil is vooral opvallend voor de benzinemotor die nu eenmaal een laag rendement heeft (met transmissieverliezen maar 18 procent). Het verschil met de dieselmotor (rendement, minus transmissieverlies, 22 procent) is maar marginaal, zeker als een lood-zwavelzuur acu wordt gebruikt. Moderne nikkel-cadmium en nikkel-ijzer acu's (zoals Peugeot en Renault installeren) redden de EV. Worden de acu's tegen betaling van het huidige nachtstroomtarief opgeladen, dan betaalt de EV-rijder voor zijn energiebron maar 3,6 cent per kilometer. De benzinerijder betaalt, met accijns, zo'n 13 cent per kilometer. (Zonder accijns, BTW en heffingen trouwens maar 5,2.) Het prijsverschil stelt de EV-bezitter in staat de hoge aanschafprijs van zijn EV terug te verdienen.

De te verwachten rendementsverbetering van de benzine- en dieselmotoren zullen de balans in 2000 weer in het nadeel van de EV doen omslaan als de lang verbeide natrium-zwavel acu niet op tijd beschikbaar komt. Het Zweeds-Zwitserse ABB heeft inmiddels een proefproduktie van deze batterij in Heidelberg, ook de Britse Chloride Industrial Battery Group werkt, samen met de Rheinisch-Westfalische Elektrizitatswerk, aan de ontwikkeling van deze acu. Helemaal aantrekkelijk zou het gebruik van lithium acu's zijn. Deze, nu nog experimentele, batterijen hebben niet alleen een hoge energiedichtheid (540 kJ per kg, natrium-zwavel heeft maar 430 en lood-zwavelzuur 110, benzine trouwens 43000) maar ook een laad/ontlaad cyclus met zeer hoog rendement (98 procent) en een verwaarloosbare zelfontlading.

De voornaamste bezwaren van de acu zijn, afgezien van zijn lage energiedichtheid die zelfs de natriumzwavel maar een actieradius van hooguit 200 km toestaat, de lange oplaadtijd en, in mindere mate, de noodzaak van een afzonderlijke warmtebron voor de wintermaanden. Daarover spreekt het ECN niet.

Energetisch aantrekkelijk aan de elektrische auto is dat hij geen 'stilstandsverlies' kent (stationair draaien komt niet voor) en dat hij recuperatief ('regeneratief') remmen toestaat: wordt er geremd op de elektromotor dan zou die de acu kunnen bijladen. Beide aspecten spelen juist in stadsverkeer een grote rol.

Het ECN heeft schattingen gemaakt van de mogelijke penetratiegraad van EV's in het jaat 2010. Verwacht wordt dat er in 2010 ongeveer een miljoen gezinnen is dat er een 'tweede auto' op nahoudt. Alle 'tweede auto's' zouden EV's kunnen worden, ze worden immers bijna uitsluitend voor korte afstanden gebruikt. Daarnaast zijn er nog erg veel 'eerste auto's' die altijd maar korte stukjes rijden (en nooit mee gaan op lange vakanties). Het ECN komt, met een zeer natte vinger, tot een maximum in 2010 van wel 4 miljoen. Een probleem is dat het Nationaal Milieubeleids Plan probeert de bezitters van deze auto's op de fiets en in het openbaar vervoer te krijgen. De overheid zal dus op korte termijn enig beleid moet gaan voeren ten opzichte van de elektrische auto.

Het ligt voor de hand acu's 's nachts op te laden. Ook de elektriciteitscentrales komt dat goed uit, in het zogeheten 'nachtdal' van 11 tot 7 uur is in 2010 ruimte voor wel 3,6 miljoen EV's. Het is niet zeker of het distributienet het massale opladen aankan, het ECN ziet zeker problemen ontstaan bij meer dan 4,4 miljoen auto's maar al veel eerder als ze allemaal precies tegelijk op het net worden aangesloten. Het zal speciale aandacht vragen het nationaal opladen gelijkmatig over het nachtdal te spreiden.

Wat het milieu-effect zal zijn van massaal elektrisch autorijden hangt vooral af van het soort centrales dat er tezijnertijd zal staan. (Zeker is natuurlijk dat de lucht op leefniveau in de stad er flink van opknapt.) Wordt de elektriciteit tegen 2010, net als nu, voornamelijk door kolen- en gasverbranding opgewekt dan zou, als 3,6 miljoen elektrische auto's de plaats hadden ingenomen van evenveel zeer zuinige benzine auto's met geregelde drieweg katalysator, de landelijke uitstoot van koolmonoxyde met 17 procent en die van koolwaterstoffen met 12 procent zijn verminderd. Voor NOx is dat 7 procent. Helaas zou de uitstoot van SO met 4 procent stijgen, tenzij meer kernenergie wordt ingezet.