Milieuvriendelijke auto’s hebben de toekomst. Maar kan de mensheid ooit afstand nemen van brandstofauto’s?

“De wereld staat voor een grote uitdaging op energiegebied,” betoogt Gijs van Breda Vriesman, commercieel manager van alternatieve energie bij Shell. “De verwachting is dat de wereldwijde energievraag tussen nu en 2050 verdubbelt. Alle energiebronnen: olie en aardgas, steenkool, biobrandstoffen, zon en wind en kernenergie zullen hard nodig zijn. Gelijktijdig moeten we ook de groeiende uitstoot van broeikasgassen beteugelen.”

Cijfers
Deze uitdaging blijkt ook wel uit cijfers van het CBS. Per 1 januari 2011 waren er 7.735.547 auto’s in Nederland. Hiervan rijden 6.170.127 auto’s op een benzinemotor en 1.297.113 op een dieselmotor. Het aandeel elektrische auto’s was 55.826. De overheid heeft als doel om in het jaar 2025 één miljoen elektrische auto’s op de weg te hebben. Dat lijkt op dit moment nog onmogelijk, iets wat de overheid ook moet hebben gedacht. Want het oorspronkelijke plan was om dit doel in 2020 te bereiken. Uit de cijfers blijkt ook dat het aantal personenauto’s in 2025 zal stijgen tot meer dan negen miljoen. “Als we aannemen dat de overheid haar doelstelling van 2025 haalt, betekent dit dat er minimaal evenveel auto’s met een verbrandingsmotor op de Nederlandse wegen te vinden zijn als nu het geval is,” zegt dr. ir. Michael Boot, werkzaam als innovatiemanager en parttime universitair docent aan de TU Eindhoven en gespecialiseerd in de auto- en brandstofsector. Wereldwijd zal het aantal personenauto’s naar verwachting zelfs verdrievoudigen in het jaar 2050: van 700 miljoen tot 2 miljard.

Anthony car 1897

Eén van de eerste auto's gebouwd in Los Angeles was elektrisch. De auto werd ontworpen door de 17-jarige Earle C. Anthony. Bron: www.petersen.org

Ontwikkelingen
Van Breda Vriesman ziet moeilijk in hoe de stijging van het aantal voertuigen op de weg kan worden verwezenlijkt zonder benzine- en dieselauto’s. “Veeleer zal er een scala aan aandrijftechnieken ontstaan die allen hun ‘niche’ zullen vinden. Elektrische aandrijving, uit het stopcontact of indirect via brandstofcellen, zal zeker een hoge vlucht nemen.” Dr.ir Igo Besselink, universitair docent voertuigdynamiek aan de TU Eindhoven, denkt ook dat de verschuiving naar auto’s met een alternatieve aandrijving langzaam zal gaan. “De huidige elektrische gezinsauto’s die te koop zijn, zijn relatief duur en hebben een beperkte actieradius van circa 100-120 kilometer (die ‘s winters als het koud is nog eens afneemt).” Ook vinden er nog steeds technische ontwikkelingen plaats op het gebied van benzine- en dieselmotoren. “Bijvoorbeeld het verlagen van het verbruik door het ‘downsizen’ van motoren: dus het kleiner, lichter en aerodynamischer bouwen van een motor,” zegt Besselink. Van Breda Vriesman voegt daar aan toe: “Dat, in combinatie met de flexibiliteit, beschikbaarheid en hoge energiedichtheid van benzine, diesel, LPG, LNG en biobrandstoffen zal er voor zorgen dat de ‘interne verbrandingsmotor’ nog lang geen museumstuk is.”

Range anxiety
De introductie van de elektrische auto wordt daarnaast geremd door ‘range anxiety‘. Dit houdt in dat eigenaren van elektrische wagens bang zijn om onderweg naar een bestemming door een lege accu te stranden. “Deze angst kan worden weggenomen door een kleine verbrandingsmotor (range extender) te monteren. Met andere woorden: de verbrandingsmotor kan wel eens de sleutel tot het succes van de elektrische auto zijn,” zegt Boot. Volgens Besselink hoeft er niet altijd een range extender in een auto te zitten. “Wat mij betreft is ‘fast charging‘ (snelladen) van batterijen de range extender.”

Range extender Opel Ampera

De Opel Ampera maakt gebruikt van een 'range extender'. Klik voor een vergroting. Fotograaf: Opelblog cc via Flickr.com

‘Milieuvriendelijk’
Een elektrische auto lijkt milieuvriendelijk maar dit hangt sterk af van de manier waarop de elektriciteit wordt opgewekt. Als dit zou worden opgewekt door middel van een kolencentrale, lost dit qua CO2-uitstoot niets op. Windenergie zou wel een goede oplossing zijn: de CO2-uitstoot is dan minimaal. Ook moet er worden gekeken naar de milieu-aspecten die bij de productie en sloop van een auto komen kijken, beaamt Besselink. “Hier scoort een elektrische auto slechter dan een benzine- of dieselauto.”

Elektrisch
Toch lijkt de elektrische auto, mits de energie uit duurzame bronnen (zonnepanelen, windmolens en waterkrachtcentrales) wordt gehaald, de toekomst te hebben. Als we kijken naar waterstofauto’s, dan is de vraag hoe efficiënt waterstof kan worden gemaakt. Ook moet de infrastructuur hier nog op worden aangepast. Waterstof kan gemaakt worden uit aardgas maar “kijkend naar de totale CO2-uitstoot van well-to-wheel (van bron naar auto, red.) is het niet beter dan een auto met een verbrandingsmotor op aardgas,” zegt Besselink. Daarnaast is aardgas een eindige bron. Hij denkt dat een auto op elektriciteit veel efficiënter is, maar dan wel op batterijen en niet, zoals nu het geval is, op een accu. “Het is namelijk met een batterijauto mogelijk om met evenveel elektriciteit als waterstof 2 tot 3 keer zo ver te rijden.” Maar de energiedichtheid van op olie gebaseerde brandstoffen zoals benzine, diesel en kerosine is in vergelijking met bijvoorbeeld batterijen nog veel hoger. Besselink legt uit: “Als u bijvoorbeeld dezelfde hoeveelheid energie aan de wielen wilt hebben, is de energieopslag in batterijen circa 40 keer zo zwaar als diesel of benzine.” Hij voegt hier wel aan toe: “Een elektromotor is doorgaans lichter dan een verbrandingsmotor, maar dat is niet genoeg om het verschil te compenseren”.

Groene grondstoffen
Omdat aardolie een eindige bron is, wordt er ook een hoop onderzoek gedaan naar groene grondstoffen. Andries Koops en Luisa Trindale van de Plant Sciences Group in Wageningen denken dat plantaardig materiaal de toekomst heeft, zo is in de Special Groene Grondstoffen te lezen. Planten kunnen water en CO2 met behulp van zonlicht omzetten in biomassa en andere bruikbare moleculen. Hier kan onder meer biobrandstof uit gemaakt. Maar de hoeveelheid bruikbare stoffen die uit planten worden gehaald, is nu nog erg klein. Bovendien zijn de bruikbare stoffen lastig uit de biomassa te extraheren. Besselink ziet hier op dit moment dan ook nog weinig in: “de huidige biobrandstoffen kunnen niet in de totale oliebehoefte van de wereld voorzien, dat heeft voornamelijk te maken met de beschikbare hoeveelheid land en de benodigde hoeveelheid water”. Koops en Trindale denken toch een oplossing te hebben: planten opnieuw veredelen. Zij stellen dat planten eeuwenlang vooral veredeld zijn met het oog op een betere en efficiëntere voedselproductie. Dit zou volgens hen ook moeten gebeuren voor een ‘biobased economy‘.

De korrel van maïs zou gebruikt kunnen worden voor industriële toepassingen. Fotograaf: AgriLife Today cc via Flickr.com

Er zijn dus nog een hoop hindernissen voor de milieuvriendelijke auto en deze zal de weg voorlopig – in ieder geval tot 2050 – dan ook nog niet overnemen. De huidige elektrische auto’s hebben nog te maken met ‘range anxiety‘ en de energiedichtheid van verbrandingsmotoren ligt een stuk hoger. Ook moet er nog gekeken worden naar de manier waarop de energie voor milieuvriendelijke auto’s wordt opgewekt, want sommige methoden lossen uiteindelijk niets op. De auto zelf mag dan wel minder CO2-uitstoot hebben, maar het productieproces is niet zo schoon. Zo is de totale CO2-uitstoot van well-to-wheel bij waterstofauto’s op dit moment niet beter dan die van benzine- en dieselauto’s. Technologisch zijn er een hoop mogelijkheden, maar de mate waarin deze ingezet gaan worden, zal voornamelijk afhangen van politieke en economische ontwikkelingen. U kunt denken aan afbouw van overheidssteun voor fossiele brandstoffen, investering in onderzoek en infrastructuur, de ontwikkeling van de olieprijs en schaarste en meerjarige steun voor transitie naar alternatieven. Als de auto met verbrandingsmotor zich uiteindelijk al richting het museum gaat bewegen dan zal het in ieder geval een lastige en tijdrovende rit worden.

Meer lezen over de toekomst van de elektrische auto en andere energievraagstukken? Neem ook eens een kijkje in MIXX!