Elektrisch Rijden én de Toekomst

Bron plaatje: FluxEnergie.nl

We hebben allemaal wel het gezeik meegekregen over hoe de uitstoot van koolstofdioxide (CO₂) de aarde opwarmt. Het is ook nog uw schuld, want u rijdt waarschijnlijk in een auto die op benzine of diesel rijdt en u consumeert onvermijdelijk stroom, wat weer van kolencentrales komt. Voorts stookt u uw huis warm met gas, want dat is nou eenmaal de goedkoopste optie.

Maar goed, een deel van de CO₂ uitstoot komt dus van het verkeer. Naast CO₂ stoot het ook roetdeeltjes en schadelijke stoffen uit. We willen er best vanaf. Moet ook ooit wel een keer natuurlijk, want er komt een moment dat alle fossiele brandstoffen op zijn.

Normaliter worden publicaties rond dit onderwerp alleen door zwaar bevooroordeelde schrijvers aangehaald. Dit is dan omdat ze bijvoorbeeld fan zijn van het milieu of een zekere technologie, ze hebben belang in de verkoop van bepaalde technologie of bijvoorbeeld olie, omdat ze bijvoorbeeld de olie-industrie zijn, of ze zijn gewoon (extreem) politiek links of rechts. Met dit artikel doe ik een poging dit nou eens zonder vooroordelen te doen; de conclusie stond eens een keer niet van tevoren vast. Ik heb zelf een goedkope benzineauto, want een ‘alternatief’ kan/ga ik niet betalen. Ik beschouw mijzelf niet politiek links of rechts. Ik ben niet gek met auto’s of het milieu. Niemand betaalt mij om dit te schrijven. Iedereen mag het mij zeggen wanneer iets feitelijk onjuist of bevooroordeeld zou zijn, graag zelfs!

Eerst maar eens het verhaal omtrent fossiele brandstoffen in vogelvlucht.

Wat hebben we nu?

Alles waar nu niet continu een snoer aan te hangen is, zoals vliegtuigen, auto’s, bussen, vrachtwagens, boten en niet-geëlektrificeerde treinen halen nu uiteindelijk hun energie uit fossiele brandstoffen. Voorts wordt er ook nog verwarmt op bijvoorbeeld gas waar elektriciteit gewoon beschikbaar zou zijn. Dit is blijkbaar allemaal haalbaar en betaalbaar, want we doen dit nu en betalen ervoor. En het is blijkbaar nu een dusdanig goed / goedkoop alternatief dat er geen rede is geweest om op een andere over te stappen. Dit gaat al 100 jaar zo, dus we hadden al lang op een ander alternatief overgestapt kunnen zijn.

De brandstoffen en de energie daarin voor voertuigen zijn snel genoeg aan te spreken. Tankstations staan normaliter niet droog en vliegvelden zitten zelden zonder kerosine. Auto’s halen snel genoeg energie uit benzine om de maximumsnelheden van de wegen te halen of om een berg op te rijden. Vrachtwagens en schepen komen op hun bestemming aan nog vóórdat de lading verrot is. Vliegtuigen kunnen zelfs supersonisch.

Fossiele brandstoffen worden meegenomen in tanks en met één inhoud is een goede afstand af te leggen. Vliegtuigen en schepen kunnen in één keer de stille oceaan overvliegen of -varen. Dieseltreinen en bussen kunnen een hele dag pendelen zonder ook maar één keer tussentijds bij te tanken! Auto’s en vrachtwagens hoeven pas een tankstation op te gaan zoeken wanneer de tank wat leeg raakt; de reis wordt niet van tankstation naar tankstation geplant.

Als laatste hebben we nu dat de tijd die nodig is voor het (bij)vullen van de tanks met fossiele brandstoffen nooit echt een probleem is. Vliegtuigen hebben al kerosine getankt voordat alle passagiers uit- en ingestapt zijn. Ik heb nog nooit iemand horen klagen dat het tanken met een (vracht)auto te lang duurt.

Naast deze voordelen hebben we nu ook nadelen zoals uiteraard de uitstoot van CO₂, fijnstof, roetdeeltjes en schadelijke stoffen in de lucht, maar ook geluidsoverlast. Vliegtuigen maken sowieso een tyfusherrie. Wegvoertuigen maken ook extra herrie, maar dit wordt bij snelheden boven de, zeg, 50 km/h al overstemt door het geluid van de banden op de weg en het geluid van aerodynamica. Herrie van boten speelt volgens mij alleen bij iets als speedboten en jetski’s en is een marginaal probleem.

Waar willen we naartoe?

Uitgangspunt is nu dus dat we van het belangrijkste nadeel af willen: de uitstoot. Als we ook van geluidsoverlast af kunnen komen zou dat uiteraard ook mooi zijn. Anderzijds willen we uiteraard zo veel mogelijk van de voordelen behouden. Verder moeten de alternatieven haalbaar zijn in die zin dat ze op grote schaal gebruikt moeten kunnen worden. Ook moet het betaalbaar zijn; we willen uiteindelijk van de haalbare alternatieven kunnen kiezen uit de goedkoopste paar.

Alternatieven

Om in vervoer van de uitstoot en wellicht ook de herrie af te komen zullen bestaande technieken moeten worden aangepast of alternatieve moeten worden gebruikt. Het is niet nodig om één technologie te gaan aanwijzen en gebruiken voor alles waar we nu fossiele brandstoffen gebruiken. Zelfs voor een specifieke vorm van vervoer is dat niet nodig. Er kan van geval tot geval gekeken worden wat het beste gaat werken.

Technologie

Het is overigens niet eens nodig hier dat we met z’n allen gaan zitten wachten tot de wetenschap iets nieuws uitvindt. De technologie om van fossiele brandstoffen af te stappen is er al! Het is niet een kwestie van wetenschap maar wil en geld.

Technologie wordt altijd wel beter en goedkoper naarmate het meer gebruikt wordt. Als mensen massaal een product met een bepaalde technologie gaan kopen, gaan (potentiële) concurrenten vanzelf geld zien in het ontwikkelen van een betere.

Energiebronnen

We hebben de wet van behoud van energie; het moet altijd komen van een bron, maar dat wist u al anders las u dit niet. Er zijn meerdere bronnen. Zonne-energie is wat we op deze planeet weer als bron kunnen zien en komt het meeste voor. Andere bronnen, zoals windenergie en energie uit waterkracht, maar ook fossiele brandstoffen zijn er van afgeleid. Verder zijn er nog wat uitzonderingen zoals getijdenbeweging.

Naast de energie nu verborgen in fossiele brandstoffen is er genoeg te krijgen in een andere vorm. Van alle energie in zonlicht die op de Sahara en woestijnen in het midden-oosten valt, zou Europa nu met 0,3% al genoeg hebben voor de complete huidige energiebehoefte. Stel dat ooit de olie op is, dan hoeven we dus nog steeds niet zonder verwarming en vervoer te zitten.

Het punt met al die bronnen (behalve de geraffineerde fossiele brandstoffen) is dat het nogal verspreid is. Het zit overal, behalve in uw auto. Er kunnen echt heel veel installaties geplaatst worden voor het winnen ervan, zoals windmolens en zonnepanelen, maar daar zijn dan zo veel van nodig, dat schiet vooralsnog nog steeds niet op. Het is met relatief weinig installaties zoals booreilanden en -torens daarentegen mogelijk zo veel en zo goedkoop energie in de vorm van fossiele brandstoffen te winnen dat we daar als mensheid nogal aan gewend zijn en er niet zomaar mee kunnen stoppen.

En geen enkele van de alternatieve bronnen garandeert een continu (minimaal) vermogen. Op bepaalde momenten leveren de bronnen helemaal geen vermogen. Bij nacht is er geen zonne-energie; bij windstilte staan alle windmolens stil; bij vloed is er geen energie uit getijdenbeweging; als het weken niet heeft geregend is er nauwelijks waterkrachtenergie. Er zijn dus ook momenten dat ze het allemaal tegelijk af laten weten. We blijven met die alternatieven voor de elektriciteitsvoorziening dus afhankelijk van energiebronnen die altijd paraat staan en ieder moment aan onze volledige elektriciteitsbehoefte kunnen tegemoetkomen.

Energiedragers

Het is beperkt mogelijk om te verplaatsen in een voertuig wat puur en alleen werkt op de energie die het direct van zijn omgeving onttrekt. Zo kunt u gaan zeilen. Als u fan bent van in een onhandige, oncomfortabele auto zonder airconditioning net wat te langzaam lange afstanden door Australië te rijden, dan moedig ik u zeker aan om met zonnepanelen op uw auto te rijden.

Uiteindelijk willen we ons met voldoende snelheid, in de meeste omstandigheden en bijna overal op deze planeet kunnen verplaatsen. Om onze behoeften in vervoer voldoende te bevredigen blijft het nodig om iets mee te nemen wat energie draagt voor onderweg. Dit zal in grote hoeveelheden geproduceerd moeten kunnen gaan worden en moeten gaan worden.

Tja en dus die world solar challenge… Uitgangspunt is dat er (vrijwel alleen) op direct opgevangen zonlicht wordt gereden. Dit is een uitdaging die compleet niet representatief is voor het ‘probleem’ van het elektrische rijden van de toekomst. Er worden wel wat nieuwe dingen bij uitgevonden, zoals hoe je zonnepanelen op een auto zo effectief mogelijk gebruikt en hoe licht een elektromotor kan zijn. Maar dat is allemaal marginaal gefrunnik en kan ook zonder Australische wegen worden ontwikkeld. Het is puur een mediahype, maar wel een die elektrisch rijden eerder een negatief dan een positief imago geeft. Het wordt wederom anno 2017 weggezet als toekomstmuziek en iets wat nog in ontwikkeling is en wat met veel gezeur van lege accu’s, discomfort en te grote draaicirkels komt. Van mij mogen ze het overslaan!

Accu’s

Mits ze geladen zijn dragen accu’s energie. Ze zijn dusdanig compact en kunnen hun energie (in de vorm van elektriciteit) dusdanig snel afgeven dat er prima op te rijden of varen is. Dit is allemaal inmiddels wel duidelijk, want dat doen we (her en der) ook al. Maar we weten ook al dat de hoeveelheid energie nog steeds te wensen overhoudt: Een auto op accu’s heeft altijd nog een te lage actieradius. En we weten ook al dat het opladen ervan lang duurt. Als dat onder een hogere spanning en stroom plaatsvindt gaat dat weliswaar sneller, maar het laden blijft bij vervoer nog altijd wel iets wat serieus ingepland zou moeten worden. Ze laten voor onze behoeften in vervoer vooralsnog dus te wensen over.

De productie van accu’s is afhankelijk van een aantal stoffen die nogal schaars zijn. Het mijnen en produceren ervan en ook het afwerken als afval gaat momenteel nog niet per se milieuvriendelijk en in rare landen. Voorts zou het spul, als alle vervoer straks met accu’s zou werken, weleens nog veel duurder kunnen gaan worden dan goud. Of ze zijn op laatst gewoon helemaal op. Dit maakt het dus slecht schaalbaar.

Waterstof

Waterstof, of eigenlijk diwaterstof, draagt energie omdat het verbrand kan worden waarbij warmte vrij komt en het daardoor dus ook uit wil zetten. Ook kan er in combinatie met zuurstof (of gewoon lucht) direct elektriciteit mee opgewekt worden met behulp van een brandstofcel.

Waterstof is als energiedrager voor vervoer veel minder bekend dan bijvoorbeeld accu’s. Het heeft geen tot een slechte reputatie. Er is in Nederland alleen wat, vooral, geëxperimenteerd met stads- / lijnbussen. Er schijnen hier ook wat waterstofauto’s rond te rijden.

Toch is waterstof wegens zijn potentieel een hele interessante energiedrager. Per kilo draagt het de meeste energie met zich mee! En dat is het belangrijkste in vervoer, omdat gewicht niet te vermeiden is en onherroepelijk vertraagt.

Het grote nadeel van waterstof is dat het nogal volumineus is. Als het afgekoeld wordt richting bijna het absolute nulpunt wordt het vloeibaar en vlak erna een vaste stof, maar dan nog krijg je nog geen 71 gram in een liter! Het is normaal, bij kamertemperatuur een extreem licht gas, maar dat is uiteraard wel kleiner te krijgen door het onder druk te zetten. Het is zo licht dat het bij kamertemperatuur nooit echt een vloeistof wordt. Bij de laatste technologie wordt ervan uitgegaan dat het de waterstof onder een druk van maximaal 700 bar wordt vervoerd. Bij 700 bar is bijna 40 gram in een liter te krijgen! De tank zelf is vol nog steeds zwaarder dan de waterstof die er in zit. Dus alhoewel waterstof per kilo veel energie heeft, heeft het dan nog per liter heel erg weinig; het is een goede energiedrager, mits er de ruimte voor is.

Andere nadelen heeft waterstof niet. Het is niet giftig. Afgezien van in afgesloten ruimtes is het lastig om er in te stikken of het te laten ontvlammen / ontploffen, omdat het zo vluchtig is. Het grootste gevaar is de druk op een waterstoftank zelf. Ook is het geen broeikasgas en mocht het toch nog in de atmosfeer terechtkomen (wat onwaarschijnlijk onderdeel van een gebruikelijk process zal zijn) dan is het zelfs zo licht, dan “ontsnapt het langzaam maar zeker naar de ruimte“.

Daar waar waterstof in huidige (commerciële) processen nodig is, wordt dit momenteel vooral geproduceerd uit fossiele brandstoffen! Dat is omdat dit het goedkoopste en meest gebruikelijke is op dit moment. Hier komt bovendien ook nog CO₂ bij vrij, ook al zou dat opgeslagen kunnen gaan worden. Toch is dat is geen argument om ‘dan maar geen waterstof te gaan gebruiken’. Als dat wel een argument was geweest, dan was het opladen van accu’s ook niet CO₂ -neutraal, want dat gebeurt met elektriciteit uit kolencentrales. De productie kán ook CO₂-neutraal, zoals uit water d.m.v. elektrolyse en nog met een paar andere methoden.

Fossiele Brandstoffen

Het streven naar het stoppen van uitstoot houdt niet per se in dat fossiele brandstoffen nergens meer gebruikt kunnen gaan worden. Al die olie in de grond draagt uiteraard nog veel energie. Die zijn nog wel te gebruiken in processen (zoals verbranding), mits de schadelijke stoffen die resulteren uit die processen, zoals de CO₂ na verbranding, niet in de lucht / het milieu terecht komen. Alleen als die stoffen weer nergens voor te gebruiken zijn is natuurlijk de vraag: Waar laat je die? Een bekende van de laatste tijd is het opslaan van CO2 in de grond.

We zouden kunnen denken aan voertuigen aanpassen in die zin dat ze een installatie mee gaan krijgen die stoffen zoals CO₂ opvangt en vervolgens moet ook die CO₂ zelf vervolgens meegenomen worden. Die CO₂ zou dan onder druk gezet moeten gaan worden door het voertuig. Dit wordt volgens mij ondoenlijk in het verkeer, laat staan voor (straal)vliegtuigen.

Het rijden op fossiele brandstoffen zonder de voertuigen aan te passen zou ook zelfs nog CO₂-neutraal gemaakt kunnen worden. Hiertoe zou men dan CO₂ uit de lucht moeten halen en bijvoorbeeld kunnen gebruiken voor het synthetisch produceren van brandstoffen, die dan niet meer fossiel genoemd kunnen worden uiteraard.

Tot slot geldt hier ook nog dat als rijden op fossiele brandstoffen CO₂-neutraal gemaakt zou worden, alle andere nadelen van erop rijden blijven. Benzineauto’s blijven even luidruchtig en diesels stoten nog steeds roetdeeltjes uit.

Overigen

Er zijn nog veel meer manieren om energie op te slaan en mee te nemen. Een mooi voorbeeld is nog het rijden op perslucht, in auto’s die standaard komen met airconditioning. Zo zijn er nog wel vormen van mechanisch i.p.v. chemisch opslaan van energie te bedenken, zoals in auto’s met springveren of elastiek die je moet opwinden. Of gaan we weer op stoom rijden? Hoe verwarm je het water dan om er stoom van te maken?

Afgezien van deze manieren ken ik verder nog niet veel manieren om (CO₂-neutrale) energie mee te nemen. Iemand nog een idee? Dit blijft een open onderwerp wat niet op een zeker moment gesloten kan worden! Er komt volgens mij nooit een moment dat we alle mogelijkheden hebben gezien. Ook technologische ontwikkeling staat nooit stil en die kan ieder moment in de toekomst weer iets compleet nieuws brengen!

Elektriciteit

Elektriciteit is voor een systeem wat omgaat met energie als wat geld is voor een economie. Het is een erg handig ruilmiddel. Het is uit veel op te wekken en in veel om te zetten. Voor geld geldt: geld is geld. Dit gaat binnen een elektriciteitsnetwerk ook op: Hoe het ook eenmaal opgewekt is maakt niet uit, het is weer daar te gebruiken waar het ook maar nodig is.

De vergelijking met geld geldt niet overal: Het moet meteen gebruikt worden. Als het ergens wordt opgewekt, dan moet het in exact evengrote hoeveelheid elders ook tegelijkertijd weer gebruikt worden. Het is dus geen energiedrager, alhoewel het wel over een redelijke afstand kan worden getransporteerd. Maar in combinatie met vervoer is het probleem dus: Gebruik een snoer of neem iets mee dat elektriciteit genereert. Een bovenleiding zoals die bij treinen wordt gebruikt is een voorbeeld van een soort verlengsnoer, maar iets dergelijks is volgens mij nooit haalbaar voor een vrij systeem als autoverkeer op een bijna eindeloze hoeveelheid wegen, opritten en terreinen.

Wanneer elektriciteit via leidingen wordt getransporteerd treedt er altijd een verlies op. Hoe groter de afstand via de leiding, hoe meer. Dit verlies kan weer beperkt worden door de leidingen te verbeteren door een beter of gewoon méér materiaal te gebruiken. Ook kan het verlies beperkt worden door met hogere voltages te werken. Uiteindelijk is er altijd een optimum te berekenen tussen kwaliteit van de leiding en voltage, maar een minimaal verlies blijft er altijd.

Aan de andere kant is bij transport over hele lange afstanden het verlies niet voldoende reden om er vanaf te zien! Zo ligt er nu reeds de 580 km lange NorNed kabel tussen Delfzijl en Noorwegen. Deze brengt ons elektriciteit van de Noorse waterkrachtcentrales met een verlies van slechts 4,2%! Met een afstand van 3 van die kabels achter elkaar, bij wijze van spreken, is er nog een efficiëntie te behalen 0,95 * 0,95 * 0,95 = 0,85 = 85% met een leiding tussen het midden van de Sahara en het midden van Europa. Een zonnepaneel is in de Sahara tot wel driemaal zo effectief als in Noord-Europa, dus als zo een kabel er zou liggen, dan is ieder zonnepaneel voor onze stroomvoorziening al beter helemaal in de Sahara te plaatsen dan (met subsidie) op een dak in Europa.

We gebruiken vooral overdag en ’s avonds elektriciteit; we willen dus uiteindelijk dat het ook dan opgewekt wordt. Er is uiteindelijk een compleet intercontinentaal netwerk van elektriciteitsleidingen aan te leggen, alhoewel dit wel heel veel moeilijke internationale politiek en gezeik met zich mee brengt. In zo’n netwerk zullen vooral de noord-zuid leidingen het belangrijkste zijn: tussen de breedtegraad waar de mens voornamelijk leeft (Europa) en de breedtegraat waar de zon goed schijnt (Sahara) én punten met ongeveer dezelfde tijdzones. Als zo’n netwerk er ooit ligt zou stroom overdag wel eens goedkoper kunnen worden dan ’s nachts!

Elektrisch Rijden

Momenteel lijkt iedereen het elektrische rijden als dat van de toekomst te zien. Maar in de eerste plaats was het uitgangspunt dat het verkeer CO₂-neutraal zou worden! Niet bij alle mogelijke alternatieven daarvoor wordt elektrisch gereden, zoals met die Air Car niet. Ook kan niemand uitsluiten dat er in de toekomst iets nog veel beters wordt uitgevonden! En ook heft elektrisch rijden ook niet helemaal alle nadelen zoals herrie en wellicht uitstoot van fijnstof op.

Maar, goed, dus stel dat we straks allemaal elektrisch rijden. Het rijden zelf is stil, comfortabel en gaat traploos zonder te hoeven schakelen als met een benzineauto. De motor zelf ik ook het probleem niet. Deze is in alle sterktes te krijgen en is klein, goedkoop en vergt weinig onderhoud. Bovendien kan die ook nog eens andersom worden gebruikt: met dynamisch remmen kan beweging weer terug omgezet worden in elektriciteit.

Massaliteit

Er is altijd wel een clubje mensen of bak subsidie te vinden om af en toe als een soort experiment een handjevol voertuigen te maken met een bepaalde technologie en ermee te gaan testen. Alleen om iets haalbaar te krijgen voor de grote massa is een compleet ander verhaal. Elektrisch rijden kan al lang, maar veel problemen en uitdagingen komen mee met het feit dat dit op grote schaal moet gaan kunnen. Het hele pad vanaf grondstoffen, via productie, gebruik en afwerking tot aan overblijvende afvalbergen moet hierbij worden bekeken.

Voertuigproductie

De productie van alle voertuigen en hun onderdelen zal massaproductie nodig zijn, al is het maar om het betaalbaar te krijgen, maar massaproductie start nooit uit zichzelf uiteraard.

Grondstoffen als staal, aluminium, glas en rubber blijken vooralsnog wel voldoende voorhanden te zijn. Maar voor bijvoorbeeld de productie van accu’s is bijvoorbeeld ook lithium en kobalt nodig en of we die grondstoffen allemaal voldoende hebben voor de komende 40 jaar is nog maar de vraag! Voor de brandstofcellen voor waterstofauto’s is weer platinum en nikkel nodig; zal daarvan genoeg zijn?

Voorts moeten brandstofcellen iets van iedere 85000 kilometer vervangen worden. En zeker als accuauto’s niet altijd goed koud gehouden worden, worden de accu’s na een jaar of 5 al wel heel slecht. Zijn er wel genoeg zeldzame stoffen voor alle extra productie voor de vervanging daarvan? Of zijn al die stoffen goed te recyclen?

Energie

Bij elektrisch rijden zou alle energie die alle voertuigen in het verkeer gebruiken uiteindelijk van andere bronnen moeten gaan komen dan van energie die nu nog in fossiele brandstoffen in de grond zit. Een belangrijke factor van een bepaalde technologie is de efficiëntie. Zo is de efficiëntie vanaf bijvoorbeeld lokale elektriciteit tot bewegingsenergie op de weg, zeg “net-naar-wiel”, met accu’s 86% en met waterstof 41%.

fev-vs-fcv-efficienty
Net-naar-wiel efficiëntie bij rijden op accu’s en waterstof. Bron: Blog van Maarten de Wit.

Waterstofauto’s kunnen ook de de energie die vrijkomt bij het aflaten van de druk op de tank gebruiken; dat is in het bovenstaande plaatje niet opgenomen. Hierbij zouden waterstofauto’s deels een soort Air Cars zijn. Wanneer de waterstof direct in een verbrandingsmotor of straal/turbinemotor zou worden gebruikt zou de efficiëntie vrees ik niet beter zijn.

Als we straks massaal accu’s staan op te laden, waar moet die stroom dan vandaan komen? De consumptie van elektriciteit zou, voor auto’s, gemiddeld tot 20% kunnen gaan stijgen als iedereen accuauto’s zou gaan laden. Dit zou steeds bovendien een piek na iedere ochtend- en avondspits in het stroomverbruik teweegbrengen die daar nog eens (ver) bovenuit komt. Als veel van onze elektriciteit straks uit de Sahara zou komen komt er op neer dat we allemaal het beste / goedkoopste onze auto’s moeten gaan opladen wanneer dáár de zon schijnt! Na de avondspits schijnt de zon alweer voornamelijk boven de Atlantische oceaan en Amerika.

Er is al massale behoefte aan elektrische energie en die behoefte zal alleen maar stijgen, zeker als we straks dus massaal de hele tijd accu’s gaan opladen en ook nog elektrisch gaan verwarmen i.p.v. op gas. Helaas zijn er weinig parate manieren om op een schaal groot genoeg en op elk gewenst moment elektriciteit op te wekken, naast het massaal verbranden van fossiele brandstoffen in bijvoorbeeld kolencentrales. We kennen allemaal de verhalen van de kerncentrales. We hopen nog steeds op iets als kernfusiecentrales.

Als iedereen i.p.v. het laden van accu’s, overal lokaal, elektrisch zijn eigen waterstof zou gaan produceren is, zou het stroomverbruik dus, omdat op waterstof rijden half zo efficiënt is, gemiddeld tot 40% kunnen oplopen. Alleen waterstof heeft een gigantisch voordeel in combinatie met elektriciteit, t.o.v. accu’s: het hoeft niet op hetzelfde moment en dezelfde plaats geproduceerd te worden als waar het wordt gebruikt, ofwel waar een voertuig wordt bijgetankt. Het produceren zou dus geen pieken hebben in het stroomverbruik na spitstijden van verkeer, maar juist eerder stroom gaan gebruiken wanneer het veel beschikbaar c.q. goedkoop is. Ook kan het daar op de plaatsen waar elektriciteit sowieso goedkoper is, zoals in de Sahara bij de zonnecentrales of in IJsland bij de waterkrachtcentrales.

Infrastructuur

Bij het massaal rijden met accuvoertuigen zullen er grote hoeveelheden laadpalen nodig zijn en daar is ook ruimte voor nodig. Hoe meer accuvoertuigen er zijn én hoe langer laden duurt, hoe meer palen er nodig gaan zijn. Voorts is er wellicht ook nog een verbetering van de stroomvoorziening naar (grote) groepen laadpalen nodig. De stroomkabel naar een tankstation van nu ligt er alleen voor de verlichting, de elektromotoren in de pompen, de kassa en de koffieautomaat. Wellicht wordt het in de toekomst wenselijk om hoogspanningsleidingen naar snelwegparkeerplaatsen aan te leggen.

fastned-bv
Deze kennen we nu wel van langs de snelweg, met 0 auto’s en spinnenwebben op de ‘pompen’. U komt er nooit. Bron: el-auto.blogspot.nl

Wanneer er in de toekomst massaal op waterstof gereden zou worden en het tanken daarvan zou ongeveer even lang duren als het tanken van benzine of diesel nu, dan zou de infrastructuur van de voertuigen zoals die nu is weinig aanpassing nodig gaan hebben. Wél zijn er aanpassingen nodig bij de tankstations. Ieder tankstation zal een groot volume aan waterstof als voorraad nodig gaan hebben en deze waterstof moet wellicht ook nog lokaal op druk gebracht worden tot bijvoorbeeld 700 bar. Wellicht gaat het straks om zulke grote volumes aan waterstof dat het bij (bepaalde) tankstations wenselijk of zelfs noodzakelijk gaat worden om er waterstofleidingen naartoe te leggen.

Waterstof tanken kan tot op zekere hoogte ook thuis. Het gas krijgt u al met wat elektrodes, gemeentepils, keukenzout en stroom van Essent. Het lastigste blijft het comprimeren tot 700 bar, maar daar zijn straks weer ‘Made in China’ off-the-shelf producten voor uiteraard. Met de warmte die vrijkomt uit het gecomprimeerde gas verwarmt u dan uw huis!

YuanJu_compressor
Als u in de toekomst teveel geld heeft koopt u wellicht zoiets. Deze LPG-compressor is voor 250 bar bijvoorbeeld goed voor 5 Nm3/h, oftewel 5 ‘normale’ kuub gas per uur. Even rekenen voor waterstof: 5 kuub is 417 gram waterstof. Bij 250 bar gaat er 14 gram in een liter, dus deze maakt 417 / 14 = 30 liter tot 250 bar gecomprimeerde waterstof per uur. Dus een Toyota Mirai, die met een nog 250 bar in de tank 178 km haalt, kan die in 122,4 / 30 = 4 uur die actieradius geven. Maar bij stijgende vraag naar beteren gaat China uiteraard automagisch produceren. En dus met de warmte die het ding onvermijdelijk maakt verwarmt u uw villa. Bron: Facebook

Voertuigafwerking

Het massaal afwerken van afgedankte voertuigen zal denk ik voornamelijk hetzelfde gaan zoals dat nu ook gaat. Hier komt echter één grote uitzondering bij: Wat te doen met oude accu’s? Wellicht doemt dezelfde vraag ook op bij afgedankte brandstofcellen.

Er is heus een beperkte vraag naar oude accu’s “als back-upstroomvoorziening voor ziekenhuisapparatuur, of voor de opslag van duurzaam opgewekte stroom“, maar of dat voldoende gaat zijn voor al onze toekomstige behoefte aan opslag van energie geen idee. En met dit systeem worden accu’s dan dus ook niet gerecycled c.q. de zeldzame stoffen die erin zitten worden niet hergebruikt! Op een lange termijn kunnen de zeldzame stoffen die in accu’s zitten dusdanig zeldzaam c.q. duur worden dat het lucratief gaat worden om de oude accu’s toch maar eens te gaan ontleden en de schaarse stoffen te recyclen.

Is het Duurzaam?

Wanneer alle verkeer elektrisch rijdt geldt dat het belangrijkste punt, de uitstoot van CO₂, uiteraard wel verleden tijd is. Ook andere nadelen t.o.v. op fossiele brandstoffen rijden, zoals smog en geluidsoverlast, worden vermindert. De belangrijkste stromen van stoffen/materie voor zover die nog in verkeer voorkomen leiden niet tot een afvalproduct wat een ophoping veroorzaakt met bijbehorende problemen.

Net zoals met rijden op fossiele brandstoffen komt er her en der nog steeds warmte vrij uit bijvoorbeeld voertuigen. Dit is meestal het restproduct van onvermijdelijke inefficiëntie bij energieomzettingen. Maar die warmte blijft altijd ruim onvoldoende om te resulteren in een ‘warmer klimaat’.

Al met al kan elektrisch rijden dus gedaan worden tot deze planeet om andere redenen zal worden verwoest, dus verdient het het predicaat ‘duurzaam’. Echter is dus niet uit te sluiten dat er op termijn weer problemen ontstaan door bijzaken. Men kan lang doorgaan met het recyclen van accu’s, maar omdat hierbij altijd wel wat materiaal verloren gaat, heeft ook dat maar een beperkte duurzaamheid! I.p.v. smog kunnen er problemen ontstaan met waterstofauto’s zoals een tekort aan zuurstof in de steden? Of juist een overschot aan waterdamp? Wellicht rijgen we last van mistvorming door waterstofauto’s?? Tenslotte is elektrisch rijden ook nog in geen enkel opzicht een oplossing van het probleem van fijnstof wat van autobanden afkomt. Auto’s worden door accu’s alleen maar zwaarder, dus rijden op accu’s vergroot dat probleem op zich zelfs!

Welke Technologie Wint?

Het is volgens mij moeilijk te voorspellen welke technologie binnen het elektrische rijden uiteindelijk precies waar en wanneer zal domineren. Wordt het rijden op accu’s, waterstof of toch iets anders? Het wordt een samenspel tussen externe factoren als in hoeverre bepaalde stoffen gevonden worden op deze planeet, toekomstige verdere ontwikkelingen die nog gedaan gaan worden en schommelingen in prijzen door wel of geen massaproductie en belangrijke spelers op de markt. Tenslotte hoeft ook niet per se één technologie overal de doorslag te geven.

Accu’s

Als het aan de Rabobank ligt wordt rijden op accu’s het echt helemaal! “De beperkingen van de EV moeten worden opgelost, vooral met betrekking tot de batterij. Ze zijn nog te duur, de capaciteit is te laag en het laden duurt te lang.” Dat dit ook allemaal opgelost gaat worden staat wat hun betreft al vast, de afgelopen jaren waren er immers ook verbeteringen omtrent accu’s. Dat mensen denken dat rijden op accu’s een beperkte actieradius heeft is slechts “range anxiety“, die uiteraard geheel onterecht is, concludeert de bank juichend. De laadtijd is nu nog wel lang, maar dat laden kan thuis, in de straat bij een “openbare” paal of bij uw werk. Hangend aan die palen vormen auto’s ook een “smart grid” waarbij ze ook voor de opslag van elektriciteit zorgen, dus waarbij uw accu’s op bepaalde momenten ook weer leeggetrokken kunnen worden.  Maar dat lange laden gaat u in de toekomst minder doen: “Op de lange termijn, wanneer snelladen ook echt de mogelijkheid geeft om binnen 10-15 minuten een lege batterij geheel vol te laden, zal er meer worden geladen met snelladers bij een snellaadstation.” Rijden op waterstof komt mede niet van de grond op basis van de drogreden: “gebrek aan een tankinfrastructuur” (die uiteraard niet van de grond komt wegens een ‘gebrek aan waterstofvoertuigen’).

“Door de EV [accuauto] te plaatsen in een bredere context van car sharing, connectivity, autonoom rijden, en een ander energie-systeem, wordt de kans op succes groter; het draagvlak wordt sterker, en trends versterken en versnellen elkaar.” U heeft dus maar gewoon te denken dat elektrisch rijden een-op-een gekoppeld is aan het carpoolen en autonoom rijden wat u massaal in de toekomst gaat doen. Dat heeft immers absoluut niets met bijvoorbeeld diesels te maken uiteraard!

De overtuiging dat accu’s het echt helemaal gaan worden is groot: “Zo zijn onderzoekers van Stanford University er bijvoorbeeld in geslaagd om een methode te ontwikkelen waarmee ze de silicium anodes kunnen beschermen tegen breken en chemische reacties met het elektrolyt. Dit kan de capaciteit van Li-ion batterijen met een factor 10 vergroten.” Bij deze kan ik mij dan weer weinig voorstellen.

Als er meer accuauto’s komen moeten er meer laadpunten komen. “Met name in stadscentra zou dit kunnen betekenen dat bijna elke parkeerplaats in de toekomst een elektrisch laadpunt zou moeten worden.” Maar ook: “Simpelweg elke parkeerplaats omtoveren tot een laadpunt is onpraktisch en zal niet goed haalbaar zijn.” Nou, schiet mij maar lek!

Accu’s worden erg slecht bij temperaturen onder het vriespunt. Bij die temperaturen moeten accuauto’s continu met energie uit hun accu’s de accu’s verwarmen. Dit gaat uiteraard van de actieradius af en de auto verbruikt zelfs energie als die stilstaat. Dit kan bij glad, winters, koud weer nog weleens een heel groot feest worden als door een ongeluk een snelweg wordt afgesloten en auto’s in de file erachter massaal 1-voor-1 zonder energie (en verwarming) komen te zitten waarbij uiteindelijk die hele file niet meer op weg te helpen is!

Maar goed, als accu’s goedkoop worden zou voor veel mensen rijden op accu’s een prima optie zijn, zeker als men over een eigen oprit of garage beschikt, en ondanks beperkte laadsnelheid en actieradius. Zo’n auto is al prima geschikt voor woon-werk-verkeer, boodschappen doen, de kinderen van school halen, et cetera. Als accu’s op een lange termijn aan de goedkope kant blijven, dan zullen accuauto’s zeker de basis gaan worden voor de goedkopere auto’s. Accuauto’s kunnen prima thuis of bijvoorbeeld op de parkeerplaats bij het werk opgeladen worden. Bij de openbare palen in de straat wordt het al lastiger, want daar staan uiteraard altijd de auto’s van de buren die te beroerd zijn de reeds volgeladen auto’s daar weg te halen. Vrachtwagens kunnen tot op zekere hoogte ook op bedrijfsterreinen opgeladen worden. Al die plaatsen voor voertuigen zijn er al, dus er is géén extra ruime voor nodig; alleen de palen.

straatlaadpaal
Er is altijd wel ergens ruimte voor een straatlaadpaal (6 x “a”). Hangt de auto van die buurman met die irritante muziek eraan? Het natuurlijk niet de bedoeling en ook niet grappig om even de stekker eruit te trekken! Oh ja, bij het laden ook even netjes parkeergeld aftikken, hè? Bron: ad.nl

Smart Grid

Bij het idee van het massaal elektrisch rijden is ook het idee met het “smart grid” ontstaan, waarbij met slimme technologie wordt geprobeerd in het elektriciteitsnetwerk vraag en aanbod te allen tijde te matchen. Accuauto’s vormen onderdeel van het smart grid wanneer die aan de lader hangen. Ook waterstofauto’s kunnen bijvoorbeeld daar waar ze lang geparkeerd staan eventueel aan een waterstoftoevoer hangen onderdeel van het smart grid worden. Het idee is uiteindelijk dat terwijl energie wordt opgeslagen in de voertuigen van het wegenpark, om ze te laden en voltanken, dat wanneer het nodig is en er ook weer uit onttrokken kan worden wanneer dat nodig is.

Opslaan van Energie

Een smart grid zal vrees ik op termijn toch niet al onze toekomstige behoeften kunnen bevredigen t.b.v. het opslaan van energie. Redenen daarvoor zijn bijvoorbeeld:

  • Van accuauto’s wordt dus verwacht dat die in de loop der tijd steeds sneller opgeladen kunnen worden. Daar gaat men dan uiteraard meer gebruik van maken, maar daarmee vormen die voertuigen dus steeds minder onderdeel van het smart grid waardoor de capaciteit daarvan afneemt.
  • Onze behoefte aan elektriciteit zal (sterk) stijgen. Daarentegen worden juist de altijd parate bronnen (die elektriciteit leveren wanneer dat nodig is) (gebaseerd op fossiele brandstoffen zoals kolencentrales) steeds meer vervangen door onbetrouwbare (zoals windmolens). Of er altijd parate bronnen bijkomen zoals meer kerncentrales of ooit zelfs kernfusiecentrales is nog maar de vraag.
  • Fossiele brandstoffen worden op een gegeven moment zo schaars c.q. duur dat alle vormen van transport (dus niet alleen het wegtransport) de energie die in die brandstoffen is opgeslagen niet meer kunnen gebruiken.
  • Voor bepaalde vormen van transport (zoals zeker vliegtuigen) gaat het waarschijnlijk niet haalbaar worden om opgeslagen energie mee te nemen in de vorm van accu’s.
  • Accu’s kunnen steeds duurder worden wegens het schaars worden van bepaalde zeldzame stoffen.
  • Autoaccu’s degraderen na jaren van gebruik en kunnen in een opslag gebruikt gaan worden om energie in op te slaan. Of hier op een lange termijn voldoende energie in opgeslagen kan gaan blijven worden vraag ik mij af.

Het massaal opslaan van energie zou in de vorm van iets als waterstof kunnen gaan plaatsvinden. Hiermee zou dan de waterstofeconomie ontstaan. Als er vervolgens een steeds grotere voorraad van waterstof beschikbaar wordt, wordt dit steeds goedkoper. En net zoals met geld geldt: geld = geld, geldt hier met waterstof: waterstof = waterstof: eenmaal op welke manier ook geproduceerd, kan het nog op ieder moment voor ieder doeleinde of type voertuig gebruikt gaan worden.

waterstofeconomie.png
De energiestromen binnen een waterstofeconomie. Voor elektriciteit is de nieuwste energie groen; van de altijd parate bronnen is het nog de vraag welke nieuwe we zullen gaan krijgen (kernfusiecentrales?) en welke we willen houden (kolencentrales?). Voor het elektriciteitsnet zijn vraag en aanbod deels losgekoppeld en het verschil ertussen wordt opgevangen met (oude) accu’s, waterstof en eventueel een smart grid. De waterstof wordt gebruikt voor alle vervoer die niet op accu’s kan en eventueel ook voor verwarming via de reeds bestaande gasleidingen. Ook is de waterstof nog zowel bron als afvalstof bij industriële processen.

Waterstof

Bij goedkoper worden van waterstof kan er een kantelpunt komen waarbij het lucratief gaat worden om met wegvoertuigen op waterstof i.p.v. accu’s te gaan rijden. Aanvankelijk gaat dit wellicht alleen lucratief zijn voor bijvoorbeeld bussen, vrachtwagens, schepen en luxe auto’s, maar uiteindelijk kan op waterstof rijden dan op termijn een enorme inhaalslag kunnen gaan maken. Er komt dus wellicht ooit een tijd dat u in een accuauto rijdt en die dubbel parkerende buurman van u met die dikke Porsche zich ineens een fancy, dikke waterstofauto kan permitteren. Hij tankt dan steeds tussen de vrachtwagens en parkeert uiteraard nog steeds dubbel.

Bij op waterstof rijden zou men kunnen gaan twijfelen of het wel veilig is om rond te rijden met tanks met een brandbaar gas onder hoge druk. Maar het is vergelijkbaar met tanks van auto’s die momenteel rijden op LPG. Die staan ook onder druk, maar wel een lagere. Daarentegen, omdat dat de LPG bij het ploffen van de tank zich minder verspreidt, zou het juist weer beter en heter branden. Rondrijden met tanks vol brandbare benzine of diesel hebben we sowieso ook al massaal geaccepteerd. Dus de brandbaarheid kan geen argument zijn tegen rijden met waterstoftanks. Maar de druk van waterstoftanks (700 bar) is wel heel veel hoger dan die van een LPG tank (8 bar), dus de extreem hoge druk is wel een goed punt.

Samenvattend

Rijden op accu’s kan in enkele jaren tot enkele decennia een hoop transportbehoeftes gaan bevredigen, zeker bij autoverkeer. Maar of accu’s op termijn al onze transportbehoeftes zullen kunnen gaan bevredigen is nog maar de vraag. In de verdere toekomst zal er steeds meer behoefte ontstaat in het massaal opslaan van energie voor later gebruik binnen verscheidene vormen van transport en elders. Dit zou met waterstof kunnen, waarmee de waterstofeconomie ontstaat. In die verre toekomst kan op waterstof rijden een enorme inhaalslag gaan maken. Tot die tijd heeft rijden op accu’s het ontstaan van de waterstofeconomie feitelijk alleen maar uitgesteld!

Andere Vormen van Transport

Naast auto’s zijn er in de wereld van de transport en verkeer uiteraard nog veel meer vormen van transport waar fossiele brandstoffen worden gebruikt en CO₂ wordt uitgestoten. Deze vormen kunnen niet genegeerd worden; ze delen veel technologie met elkaar en met auto’s en ze putten per saldo uit dezelfde energiebronnen. De afhankelijkheid van snel kunnen laden of tanken en een grote actieradius zijn vaak een veel groter punt dan bij het autoverkeer.

Vrachtwagens

Vrachtwagens zijn momenteel goed voor 30% van alle CO₂-uitstoot van alle verkeer. Elektrisch rijden zou op zich kunnen, mits het laden of tanken niet te vaak moet of te lang duurt. Als het met accu’s bijvoorbeeld iedere 300 km een half uur extra duurt is het nog maar de vraag of dat acceptabel is met een lading bloemen uit Aalsmeer of varkens voor een slachthuis.

Chauffeurs hebben zich strikt aan tijden te houden, maar moeten ook verplicht pauzes nemen. Na iedere 4,5 uur (dus met 90 km/h is dat 405 km / 250 mijl) moet een chauffeur een pauze van 45 minuten nemen. Als die iedere pauze ook kan snelladen en dat binnen 45 kan zodat weer een actieradius van 405 km mogelijk wordt, dan kan het wél weer prima op accu’s met de toegestane rijtijden van deze tijd.

Voorts, wanneer chauffeurs massaal autonoom / automatisch gaan rijden in de toekomst, kan de rijtijdenwet daar weleens op aangepast gaan worden. Dit kan weer een wisselwerking krijgen met welke actieradius men bij een vrachtwagen wenst en hoe snel men wenst te kunnen laden.

Om een grote waterstoftank mee te kunnen nemen zou een vrachtwagen langer moeten worden, maar ze zitten nu reeds aan hun maximaal toegestane lengte. Recent kwam Tesla met een vrachtwagen met een actieradius van 640 km (400 mijl) en een laadtijd van 30 minuten. Als we accuboer Elon Musk mogen geloven ziet het er dus goed uit voor vrachtwagens op accu’s!

Bussen

Met bussen geldt het zelfde als voor vrachtwagens: Als het laden of tanken langer duurt dan een rookpauze van de passagiers is dat nadelig. Lijnbussen staan hun hele dienst maar een paar minuten per half uur stil in het busstation, dus extra laadtijden zou inplannen en extra bussen inzetten betekenen.

Dieseltreinen

Veel treinen rijden elektrisch op een bovenleiding, wat op zich uiteraard CO₂-neutraal is. Maar op baanvakken waar weinig treinen rijden is het nog steeds niet rendabel om te elektrificeren en wordt op diesel gereden. Heeft u er weleens bij stilgestaan dat treinen tussen 6 uur ’s ochtends en 1 uur ’s ochtends over een afstand van tientallen kilometer pendelen, waarbij ze in de eindstations soms slechts 5 minuten stilstaan en al die tijd niet tanken? Ze hebben een actieradius van wel duizenden kilometers! Er kunnen en zullen in de toekomst meer spoorlijnen worden geëlektrificeerd, maar voor de overige dieseltreinen zou ooit een alternatief moeten komen waar actieradius een grote uitdaging is en extra gewicht en volume een kleine rol spelen. De accutreinen die er tot nu toe zijn geweest stonden de helft van de tijd te laden en waren te duur.

Superstoomloc-01-1075-komt-naar-Stadskanaal-Foto-Serge-Vinkenvleugel-RTV-Drenthe
Een artist-impression van een waterstoflocomotief in 2050 in het (tegen die tijd) verouderde station van Rotterdam. De ketel bevat waterstof onder een druk van 2 megabar. De cilinders aan de zijkant worden gebruik om energie die zit in de druk op de ketel direct, dus efficiënt om te zette in bewegingsenergie. De uitstoot is slechts koud water, wat deels wordt gebruikt voor de airconditioning. Die laatste is hard nodig omdat het klimaat dusdanig naar de klote is dat het gemiddeld 45 ° C wordt overdag. De overige waterdamp ziet u uit de bovenkant van de locomotief ontsnappen. Deze locomotief wordt gebruikt voor internationale treinen, omdat landen in 2050 immers nog steeds verschillende voltages op de bovenleiding hebben. Bron: Serge Vinkenvleugel, RTV Drenthe

Het baanvak tussen Wierden en Zwolle is net geëlektrificeerd, alleen de stoptreinen die daar rijden, rijden tussen Enschede en Zwolle, waar voor ongeveer 45% wel al bovenleiding was voor die tijd. Het is wellicht een gemiste kans om daar met accutreinen te gaan rijden die de accu’s zouden laden wanneer ze onder de bovenleiding reden.

Vliegtuigen

Bij vliegtuigen draait het voornamelijk om gewicht. Het lijkt met vliegtuigen min of meer hetzelfde verhaal te zijn als bij auto’s: Op accu’s kan wel, maar alleen voor de kortere afstanden. Accu’s bevatten nog steeds te weinig energie per kilo. EasyJet zegt dat ze met accuvliegtuigen nu 20% van hun passagiers zouden kunnen vervoeren.

Per kilo bevat waterstof de meeste energie van alle stoffen of energiedragers, dus is waterstof sowieso erg interessant voor vliegtuigontwerpers. Een kilo waterstof bevat zelfs ongeveer 3,3 keer zoveel energie als een kilo kerosine.

Waterstof kan niet als gas met normale temperatuur worden meegenomen, want dat zou te volumineus zijn. Een tank voor waterstof op 350 bar is vol nog geen 5% zwaarder dan leeg, dus het draait vooral om het gewicht van de tank, en die gaat zo te zien naar de 0,4 kilo per liter inhoud. Een liter kerosine weegt 0,8 kilo. Per liter bevat vloeibare waterstof onder 350 bar slecht maar 30% van de energie van een liter kerosine. Met tank meegerekend bevat waterstof op 350 bar dus al-met-al per kilo ongeveer 60% van de energie per kilo kerosine. In de toekomst worden wellicht tanks ontwikkeld die toch weer lichter zijn.

Tot nu toe werd voor vliegtuigen op waterstof altijd gekozen de waterstof af te koelen zodat het vloeibaar blijft.

Tu-155_3
Vliegtuigen op waterstof toekomstmuziek? Deze, de enige Tupolev Tu-155, vloog al op waterstof in 1988 met een actieradius van 2600 km! Bron: Wikipedia

Om waterstof  vloeibaar te houden moet de tank helaas continu op -253 ° C gehouden worden. Blijkbaar is de installatie die hiervoor nodig is nog steeds lichter dan een tank en is het haalbaar en rendabel om energie te spenderen aan het koelen zelf. Omdat waterstof zo licht is zou het zelfs mogelijk worden om er enorme reservoirs van mee te gaan nemen t.b.v. de actieradius.

airbus_baluga
Een Airbus Beluga dus. Deze werden toch binnenkort afgeschreven? Ze worden vooral gebruikt voor het vervoeren van een hoop volume, vooral lucht en lichte vliegtuigonderdelen, maar daarmee tonen ze dus ook aan dat dat prima kan. Joh, bouw dit ding straks eens om tot een waterstofvliegtuig met een de grootste actieradius ter wereld om een punt te maken! Waar de waterstoftanks kunnen komen te zitten lijkt mij wel evident. Bron: Rasmus Productions, YouTube

Conclusie

Voor alle vormen van vervoer blijven het gewicht tegenover de capaciteit en de laadtijd van accu’s kritische succesfactoren. Als vliegtuigen en schepen steeds tussenlandingen maken of varen via eilanden in de oceanen zou dat een gigantisch prestatieverlies zijn t.o.v. het gebruik van fossiele brandstoffen. Samengevat is het tussentijds laden van voertuigen voor de langere afstanden, gegeven hoe dat nu kan, voornamelijk acceptabel voor autoverkeer. Als snelladen echt heel snel zou gaan worden, dan worden accu’s wellicht een oplossing voor vrachtwagens, bussen en taxi’s. Als de capaciteit groot genoeg wordt, wordt het wellicht ook een goede optie voor scheepvaart. Echter gaan accu’s nooit werken voor alle vliegverkeer of zelfs ruimtevaart  vrees ik. Of accu’s ooit de oplossing voor worden voor al onze vervoersbehoeften blijft nog maar de vraag.

De Weg naar Elektrisch Rijden

Mensen geven geen ene reedt om het milieu of het klimaat. Het mag hier van ons eigenlijk best een beetje warmer. En van die stijging van de zeespiegel zijn we ook nog niet echt onder de indruk. De meerderheid van de mensen zal niet een bepaalde auto gaan kopen puur voor het milieu of klimaat. Een bedrijf zou wel voor bepaalde bedrijfswagens kunnen kiezen die milieuvriendelijker zijn, maar dat zal minimaal gedaan worden om puur en alleen te proberen het imago te verbeteren. Alles draait uiteindelijk alleen maar om het geld. Voordat mensen en bedrijven in grote aantallen uit zichzelf elektrische auto’s gaan kopen moet er eerst een kantelpunt zijn gepasseerd.

Wet van de Remmende Voorsprong

Niemand koopt een waterstofauto als die duurder is dan een ‘conventionele’ auto en er nergens mee te tanken is. Niemand gaat waterstofauto’s produceren als niemand ze kopen gaat. Niemand gaat een tankstation voor waterstof beginnen als niemand een waterstofauto heeft. Niemand gaat op basis van elektrolyse waterstof produceren als men dat nergens kan verkopen (zoals aan tankstations) en als dat ook goedkoper kan door het te winnen uit een fossiele brandstof.

Het punt is hier: Een technologie gaat nooit gebruikt worden als een alternatief ervoor al volledig in de maatschappij is geïmplementeerd én ook nog goedkoper in gebruik is! Toch zegt dit niets over de potentie van die technologie! Dat met een waterstofauto nergens te tanken is kan geen argument zijn tegen op waterstof rijden in het algemeen. Toch komt zelfs een veel geciteerd artikel van de Rabobank met een dergelijk argument aanzetten als nadeel van rijden op waterstof. Er zijn nog meer voorbeelden van dergelijke argumentatie.

Feitelijk hebben we hier een groot voorbeeld van de wet van de remmende voorsprong, waar de technologie (van rijden) op basis van fossiele brandstoffen de (gigantische) voorsprong heeft. Erger nog, het is niet zozeer dat de ‘verleiding’ er niet is om naar andere technologie te kijken (zoals de wet luidt), het is ook gewoon duurder.

Overheidsinvloed

Het verhaal van rijden mét of zonder uitstoot lijkt sterk op het verhaal van kolencentrales versus windmolens. Commercieel gezien ‘draaien windmolens op subsidie’, maar als er over de volle breedte van de maatschappij en de schade daarin gekeken wordt dan is bijvoorbeeld kolenenergie toch weer de duurste energie. Wat die maatschappelijke schade weer is, is altijd een verhaal van appels en peren vergelijken. Iedere politieke partij denkt er weer anders over: de VVD lacht het weg waar GroenLinks er best af en toe een moord om wil plegen.

Het overschakelen naar een (initieel) duurdere technologie zal puur op basis van marktwerking nooit gebeuren: hier is invloed van overheden essentieel. In mijn nederige optiek zijn de middelen van een overheid voornamelijk subsidie, accijnzen en regelgeving. Om de aanschaf van elektrische auto’s of het tanken / laden goedkoper te krijgen dan het conventionele alternatief kan er subsidie bij. Als er waterstof geproduceerd zou gaan worden uit fossiele brandstoffen voor auto’s, dan zou dit met regelgeving verboden gemaakt kunnen worden. Ter compensatie van subsidies kunnen ook accijnzen op bijvoorbeeld benzine en diesel nog verder omhoog gegooid worden.

Keuze Maken

Wanneer een overheid een invloed wil gaan uitoefenen moeten er altijd keuzes gemaakt worden. Een keuze kan vervolgens niet beter zijn dan de kennis van het moment waarop de keuze wordt gemaakt. En ook al is een keuze van een overheid nog zo abstract, het resulteert altijd in een beperking van de vrijheid van burgers en/of bedrijven. Wanneer een overheid een bepaalde wens heeft, maar de vrijheid zo min mogelijk wil inperken, is het het beste om met de invloed zo dicht en concreet mogelijk in de buurt van de wens te blijven.

Omtrent elektrisch rijden was de wens van de overheid om het verkeer CO₂-neutraal te hebben en ook nadelen als smog, fijnstof en wellicht geluidsoverlast te beperken. Een overheid kan onmogelijk burgers en bedrijven direct dwingen om CO₂-neutraal te leven en opereren. Aan de andere kant moet een overheid niet gaan inzetten op één technologie.

Blijkbaar is voor op termijn de keuze geworden: Het verkeer moet op zich emissieloos worden. Dit is uitgewerkt door in Nederland vanaf 2030 te verbieden voertuigen die emissie hebben te verkopen.

Gevolgen van de Keuze

Als in 2030 in Nederland geen voertuigen met emissie meer te koop zijn, maar in bijvoorbeeld Duitsland nog wel. Wat als elektrische voertuigen dan onbetaalbaar zijn? Het laat zich wel raden wat er dan gebeurd: Men gaat massaal auto’s importeren uit andere Europese landen. Ten eerste is dus de houdbaarheid van de voorziene regel van Nederland de vraag. Maar de tendens om op termijn emissievoertuigen te verbieden in Europa blijft zo te zien staan. Na een besluit van een overheid wordt er door de maatschappij uiteindelijk gekozen voor de beste optie uit de nog overgebleven opties van het moment dat de regel ingaat. Het ziet ernaar uit dat het rijden op accu’s wordt.

Er worden onherroepelijk ergens kosten gemaakt voor het schakelen naar een andere autotechnologie. Alle autofabrikanten moeten kosten steken in het ontwikkelen van nieuwe modellen. Ook moeten er nieuwe productielijnen worden opgezet. Dit gaat voor zover ik weet nergens met subsidie gecompenseerd worden. Commerciële bedrijven kunnen deze kosten verder uiteindelijk alleen maar doorberekenen naar hun klanten. Op deze manier wordt het dus in ieder geval betaald door Europese burgers en het MKB van alle Europese landen, oftewel: u betaald en wellicht ook uw werkgever.

Bij het inslaan van de weg naar rijden zonder uitstoot van voertuigen wordt en passant ook de weg naar het rijden op synthetische benzine en diesel onvermijdelijk afgesloten! Bij rijden op synthetische brandstoffen gemaakt van CO₂ uit de lucht, zouden andere vormen van vervuiling, zoals smog en roetdeeltjes, en de geluidsoverlast nog wel doorgaan, dus het is op dit punt nog een weloverwogen besluit te noemen.

Toekomstige technologische ontwikkeling kunnen nog met betere oplossingen aan komen zetten voor vervoer en dat nog vóórdat ‘de olie op is’. Wellicht wordt er in die toekomst nog een alternatief gevonden waarbij auto’s wel CO₂ uitstoten, maar verder ook helemaal niets meer. Als achteraf zodra de olie op is zou gaan blijken dat van alle alternatieven van CO₂-neutraal verkeer die op dat moment beschikbaar zijn, toch niet de beste oplossing is gekozen en bijvoorbeeld de VS overgaat op synthetische olie, dan hebben we in Europa misschien wel iets heel doms gedaan, niet?

Het Begin

Er is reeds in Nederland her en der wat aanschafsubsidie te krijgen voor elektrische auto’s. Bijvoorbeeld wil Amsterdam wil graag benzine- en dieselauto’s weren uit de binnenstad, dus zo konden rijke mensen uit die stad met geld van de staat bijvoorbeeld een dure Tesla kopen. Er reden eind 2016 al 13105 accuauto’s op de weg en hun verkoopaantal groeit hoor! Nou alleen die in totaal ruim 11 miljoen andere voertuigen van het wagenpark nog.

In 2014 is het gelukt 1 miljoen aan subsidie te verdienen met het eerste tankstation voor waterstof in Nederland. Er is één plek in Nederland waar een bestaande waterstofleiding en EU-niveau snelweg elkaar kruisen en daar kwam die: de wijk Rhoon. Er kan ieder half uur een auto waterstof tanken in de smaken naturel, sinaasappel en aardbei. Er werd besloten dat de kosten van 2,5 miljoen euro naar buiten werden gecommuniceerd. Na goed overleg en prijsafspraken concludeerde men: ”We wilden een prijs per kilometer die ongeveer gelijk is aan de gemiddelde brandstofkosten per kilometer van een benzinevoertuig.” Het kan immers ook niet zo zijn dat een dure auto waarmee in Nederland op maar één plaats getankt kan worden aantrekkelijk wordt door goedkoper tanken! Straks staat heel Rhoon en zijn moeder in de rij voor dat ding; kan die ook niet eens aan.

700bar_h
Compressor voor op 700 bar brengen van waterstof. Past op twee bij twee meter. Gewoon nu al te koop in China natuurlijk. Zo te zien is niet alle 2,5 miljoen van het eerste waterstof tankstation hier in gaan zitten: Eerder rond de €10000.

Inmiddels staan er nu (2016) 3 tankstations voor waterstofauto’s in Nederland en een waterstofauto is nog steeds 30 duizend euro te duur.

Nee, ik kan nog niet direct concluderen dat er momenteel spijkers met koppen worden geslagen als het gaat om iedereen praktisch en betaalbaar elektrisch te laten rijden.

Wat als we allemaal Elektrisch Rijden?

Dus wat als in héél Europa straks iedereen rijdt en vaart in elektrische auto’s, vrachtauto’s, bussen en schepen? Gezien de snelheid waarmee dat nu afgedwongen wordt zal het er op neerkomen dat er voornamelijk op accu’s wordt gereden. De auto wordt voornamelijk thuis opgeladen en vrachtwagens bij voorkeur op het bedrijfsterrein. Omdat iedereen die geen garage heeft, steeds ruzie heeft bij de openbare laadpalen in de straat, leidt elektrisch rijden onvermijdelijk tot een socialere samenleving. Het (snel)laden is alleen nog voor wanneer langere afstanden worden afgelegd dan de actieradius van het voertuig, dus dat is typisch alleen gebruikelijk en wellicht ook alleen nog maar mogelijk langs de snelwegen. Het lokale, kleine tankstationnetje in het dorp om de hoek is verdwenen.

Teletubbyland
Een impressie van Europa zonder fossiele brandstoffen. Alléén de horizon is vervuilt. Bron: cstonline.net

Smog hangt in de steden alleen nog in zoverre die van industrie, vliegtuigen, (illegale)(vuil)verbranding en internationaal scheepsverkeer afkomen. Fijnstof komt nergens meer uit een uitlaat, maar wat blijft is dat het verschijnt waar asfalt en rubber van banden en verdwijnt. Voornamelijk daar waar het wegverkeer langzaam rijdt, is geluidshinder daarvan verleden tijd.

Buiten Europa

Waar de landen binnen de EU hun soevereiniteit grotendeels voorgoed hebben ingeleverd bij de EU, zijn alle andere landen nog steeds soeverein. Als er in Europa straks minder vraag is naar olie gaat de internationale marktwerking zijn werk doen: Olie wordt goedkoper! Daar zijn vast heel veel landen erg blij mee en ze hebben nog minder reden om het gebruik ervan te stoppen.

Veel van de olie zit ook nog onder soevereine landen zoals Saoedi-Arabië, Iran, Irak Rusland en de VS, die volgens mij niet zoveel affiniteit met milieu hebben en zelf weinig last hebben van verandering in het klimaat of de indirecte gevolgen daarvan. Die landen zijn niet zonder meer te dwingen het winnen ervan te staken. En zolang er plekken zijn op de aarde waar de olie al uit de grond spuit als je hard stampt, blijft het ook lucratief om daarmee door te gaan. Met het verkopen zijn ze feitelijk ook geenszins ‘vervuilers’ te noemen. Het uit de grond halen van de olie kan nog niet vervuilen. En er wordt vervolgens wellicht iets onschuldigs als plastic van geproduceerd. Die olie gaat dus toch sowieso wel op voor zover het betaalbaar is om het nog uit de grond te halen, hè?

Zelfs de allerarmste landen van deze wereld zijn momenteel afhankelijk van fossiele brandstoffen. Deze landen kunnen het zich zonder geld van buitenaf niet permitteren om op een duurdere technologie over te stappen. Omdat ook die landen ook soeverein zijn, zijn ze daar ook niet zonder meer toe te dwingen; dat wordt wel heel veel politici omkopen.

Stel dat er in de toekomst een moment komt dat fossiele ‘brand’-stoffen alleen nog maar gebruikt worden voor synthese van materialen als plastic, is de wereld dan CO₂-neutraal? Plastic is redelijk te recyclen, maar vroeg of laat belanden alle synthetische stoffen, in de wereld zoals die nu is, ergens in een verbrandingsoven. Met alle koolstofatomen in die stoffen wordt dan uiteindelijk alsnog CO₂ gevormd. Dit kan alleen maar CO₂-neutraal worden wanner die CO₂ wordt opgeslagen of er een compleet andere aanpak van afvalverwerking komt, wereldwijd, right. Alles bij elkaar wordt het in ieder geval wel duidelijk dat van het grootste deel van de koolstofatomen nu nog in de vorm van fossiele brandstoffen in de grond uiteindelijk onherroepelijk in CO₂ in de lucht belandt.

Op dit moment heeft rijden op fossiele brandstoffen een grote voorsprong en is de “wet van de remmende voorsprong” van toepassing. Wanneer de hele wereld elektrisch rijdt, of op een hele andere manier emissieloos rijdt, heeft binnen Europa het rijden op accu’s een voorsprong en is de wet van de remmende voorsprong wederom van toepassing. Als de hele wereld op accu’s rijdt komt er onherroepelijk een periode waarin de Europeanen de relatief meest verouderde auto’s met bijbehorende infrastructuur hebben. Wederom is het niet alleen dat de verleiding tot innovatie wegvalt, maar ook dat het relatief te duur is iets te vervangen wat op zich zijn taak nog voldoende uitvoert. Of wellicht rijdt straks zelfs de hele wereld op waterstof, behalve Europa! Het komt dan in Europa wederom niet van de grond omdat je dat nergens waterstof kan tanken. Het zou immers te duur zijn om die aan te leggen t.o.v. van die vele laadpalen die we nu al hebben voor accuauto’s die iedereen toch al massaal heeft. En waarom zou je als toch niemand in Europa op waterstof rijdt, hè?

Samenvatting

We hebben nu een vorm van transport die in een zekere mate onze wensen vervult en we willen dat dat zo blijft, maar dan zonder dat het het milieu vervuilt of het klimaat om zeep wordt geholpen. We gebruiken nu vooral fossiele brandstoffen. Er zijn genoeg alternatieven voor deze energie, alleen ze zijn lastig te krijgen en niet geschikt voor een stabiele elektriciteitsvoorziening.

Alternatieven voor autorijden zijn een kwestie van geld, niet van wetenschap. Voertuigen zullen om fatsoenlijk te werken een opslag van energie moeten blijven meedragen voor onderweg. Voor elektrisch rijden kan energie meegenomen worden als accu’s (die zwaar zijn en traag laden) of waterstof (wat nogal volumineus is). Er zijn nog meer alternatieven. Ook rijden op benzine en diesel is zelfs CO₂-neutraal te krijgen mits de uitgestoten CO₂ elders weer uit de lucht gehaald zou worden.

Wanneer massaal elektrisch wordt gereden op accu’s of waterstof zal blijken dat beide zo hun voor- en nadelen hebben. Accu’s zijn goedkoop te laden en efficiënt, maar ze worden gemaakt van te zeldzame stoffen, degraderen snel en daarna weten we niet wat we ermee aanmoeten. Waterstof is minder efficiënt en er is meer infrastructuur voor nodig, maar accu’s hebben één heel groot nadeel t.o.v. waterstof: ze moeten geladen worden met elektriciteit die op die plaats en in dat tijdperk beschikbaar moet zijn! Al-met-al is rijden op waterstof de meest potente en meest duurzame optie.

Rijden op accu’s wordt momenteel door veel mensen gezien als dé oplossing bij elektrisch rijden, met accuboer Elon Musk voorop. Het kan op relatief korte termijn heus al veel wensen van wegvervoer vervullen. Hier wordt momenteel ook al aan gewerkt. Alleen of rijden op accu’s op lange termijn echt al onze transportbehoeften ooit zal gaan vervullen hangt er nog maar vanaf!

De maatregelen die op dit moment worden genomen om elektrisch te rijden stellen geen reedt voor. Toch blijken overheden nu al een keuze te hebben gemaakt: Het wegverkeer moet zelf emissieloos worden. Echter is dat toch een keuze die teveel vrijheid wegneemt, te vroeg wordt genomen en teveel focust op het wegverkeer. Zo wordt de mogelijkheid ooit nog op synthetische benzine en diesel te rijden en passant afgesloten, maar die mogelijkheid zou de problemen met roetdeeltjes, herrie en smog niet oplossen, dus dat is wellicht redelijk. Maar ook eventuele toekomstige ontwikkelingen, die worden gedaan nog voordat de olie op is, worden buiten spel gezet. Omdat er is gekozen voor simpelweg verboden maken van verkoop van auto’s met emissie gaat het erop neerkomen dat zeker u en het MKB gaan betalen.

Op de lange termijn gaan we steeds meer redenen krijgen om energie op te slaan, al was het maar omdat de parate, betrouwbare energiecentrales gebaseerd op fossiele brandstoffen er op termijn niet meer zullen zijn. Dit kan ook opgeslagen worden in de vorm van waterstof. Dit zou ook weer de brandstof kunnen worden voor ander transport dan het wegverkeer, zoals zeker vliegtuigen. Maar uiteindelijk kunnen ook auto’s daar weer op gaan rijden. Zo zou dus vervolgens op een gegeven moment de waterstofeconomie ontstaan. Dat er nu al gekozen wordt voor elektrisch rijden c.q. rijden op accu’s, stelt dat moment alleen maar uit!

Als straks Binnen Europa iedereen elektrisch rijdt zal dit marginale voordelen m.b.t. bijvoorbeeld roetuitstoot, smog en geluidsoverlast brengen. Echter worden klimaatproblemen hooguit alleen wat vertraagt: klimaatverandering door CO₂ is uiteraard een wereldwijd probleem en kan strikt en alléén op die schaal aangepakt worden. Dat gaat volgens mij niet gebeuren in de huidige wereld met allemaal soevereine landen!

Conclusie

Overheden zouden volgens mij breder moeten kijken en meer subtiel moeten aansporen op het, op een langere termijn, ontstaan van een economie waarin bij het elektriciteitsnet vraag en aanbod deels worden losgekoppeld en waarbij energie massaal wordt opgeslagen in een vorm die ook voor veel of alle soorten van vervoer bruikbaar is. Dit kan bijvoorbeeld iets als de waterstofeconomie worden. Het punt is dat vervoer weliswaar een belangrijk onderdeel in de complete economie rond en het stelsel van CO₂, maar lang niet het enige.

De economie op bijvoorbeeld waterstof baseren heeft ook uiteindelijk veel meer de potentie om aan onze huidige vervoersbehoeften tegemoet te komen (aldus autofabrikanten), de groene stroom optimaal te benutten en derhalve CO₂-uitstoot wereldwijd in te perken. Door de langere termijn wordt hierbij ook meer opengestaan voor technologische ontwikkelingen. Er is meer tijd voor nodig, maar op waterstof rijden is over de volle breedte gezien uiteindelijk toch echt de meest duurzame oplossing!

Extra

De recent aangekondigde maatregelen voor het sluiten van kolencentrales zijn, in tegenstelling tot het nu al afdwingen van emissieloos rijden, al wel weer een stap richting het ontstaan van iets als een waterstofeconomie. Dit spoort namelijk aan tot het nuttiger gebruiken van ‘groene stroom’ en maakt het lucratiever dit op te slaan. Alleen dat sluiten zou eigenlijk wel gepaard moeten gaan met het overeenkomstig verminderen van emissierechten uiteraard.

Hoe dan ook, nu u dit gelezen heeft, als u nog wat vertrouwen in de politiek had, zal dat nu wel helemaal verdwenen zijn.

Advertenties

22 gedachtes over “Elektrisch Rijden én de Toekomst

  1. Een goed onderbouwd verhaal met duidelijke verwijzingen. Het kost wel veel tijd om alles te lezen en te doorgronden. Pluspunt: De auteur opereert totaal onafhankelijk. Een zegen!!!

    Liked by 1 persoon

  2. Hoe je na een dergelijk uitgebreid verhaal tot de conclusie kunt komen dat rijden op waterstof toekomst heeft is mij een raadsel. Rijden op waterstof kost 3x zoveel duurzame energie als rijden met accu aangedreven voertuigen. Er moeten dus 3x zoveel windmolens worden geplaatst.
    Om de huidige 720.000 ton grijze waterstof duurzaam te maken zijn al 1.800 windmolens van 10 MW nodig.
    Om de totale mobiliteit en verwarming op waterstof te organiseren, daar zijn ook voorstanders voor te vinden, zijn er meer windmolens nodig dan er op de hele Noordzee kunnen staan.
    En vergeet ook de krankzinnige investeringen in elektrolysers niet. Om maar één kW om te zetten in waterstof is een investering nodig van 700 euro. Elektrolysers op de noodzakelijke industriële schaal gaat tientallen miljarden kosten.

    Like

  3. Dag Jos,
    Je schrijft in je conclusie, ik citeer letterlijk:’Op waterstof rijden is over de volle breedte gezien uiteindelijk toch echt de meest duurzame oplossing!’
    Dat is toch werkelijk volledig onjuist. Juist bij mobiliteit is waterstof onvoorstelbaar verkwistend en zeker niet de duurzaamste oplossing.
    Het verlies van windmolen naar het wiel is meer dan 75%. Dat kun je toch niet de meest duurzame oplossing vinden? Het noodzaakt het bouwen van drie maal zoveel windmolens.
    Ik wil je wel eens voorrekenen wat dat kost. Het rijden op grijze waterstof is al drie tot vier maal duurder dan rijden met accu aangedreven voertuigen. Groene waterstof is nog minimaal vier maal zo duur als grijze waterstof, totaal onhaalbaar.
    En dan komt onvermijdelijk het argument dat waterstof wel voor lange afstanden en zwaar vrachtverkeer de enige oplossing zal zijn. Nee, ook dat is niet het geval. Tesla brengt komend jaar de Tesla Semi op de weg. Deze 40-tons vrachtwagen heeft een bereik van 800 km en kan weer volladen in minder dan de verplichte drie kwartier die de chauffeur moet rusten na 4,5 uur rijden.
    Ik heb niets tegen waterstof, mits ingezet waar het echt zinvol is. De enige zinvolle toepassing is voor het maken van staal. Hoogovens gaat daarvoor mogelijk een waterstoffabriek bouwen.

    Like

    • Ok, Wim, je gaat dus op deze toon beginnen..

      U benadrukt voor de waterstoftechnologie slechts de mindere efficiëntie t.o.v. rijden op accu’s als het slechts gaat om energiegebruik. Vervolgens lijkt u verkapt te stellen dat de meeste efficiënt oplossing (op dit punt) ook automatisch de meest duurzame is. Daarmee is uw stellingname dus voor wat betreft de werkelijkheid “volledig” onjuist, want u snapt niet wat duurzaamheid betekend. Een technologie heeft nog wel wat meer aspecten dan alléén efficiëntie in energiestromen.

      Als u dit artikel goed gelezen had, had ik voor de korte termijn (en die termijn is nog lang niet afgelopen) een opmars in het gebruik van accu’s voorzie. Eerst bij auto’s, later ook voor vrachtauto’s inderdaad. En wellicht daarna ook bij bijvoorbeeld (binnenvaart)schepen, etc…

      Vraag blijft echter of het gebruik van accu’s op de schaal die we uiteindelijk gaan nodig hebben, namelijk waarbij we volledig onafhankelijk zijn van fossiele brandstoffen, nog wel haalbaar en vooral ook duurzaam zal gaan blijken zijn. Pas hierbij stel ik dat de waterstoftechnologie hier meer potentie toe heeft dan rijden op accu’s.

      Like

      • Hallo Jos,

        Helaas eens dat duurzaamheid verder gaat dan enkel well to wheel. Ook cradle to cradle is daarbij cruciaal.
        Helaas Delft ook daarbij waterstof het onderspit. Om te beginnen heb je voor de duurzame productie van waterstof via elektrolyse een anode en cathode nodig. Deze zijn vervaardigd van zeldzame aardmetalen en worden verbruikt. Na verloopt van tijd zijn deze onbruikbaar geworden en daarmee afval en moeten door nieuwe worden vervangen.

        Vervolgens kent de brandstofcel in de auto eveneens een diversiteit aan zeldzame aardmetalen (platinum). Ook deze worden in de brandstofcel verbruikt en niet gebruikt. Een brandstofcel gaat ca 120.000km mee. Daarna moet deze vervangen worden.

        Vervolgens zie je dat de auto’s met brandstofcel altijd nog een accu pakket aan boord hebben.

        Gelukkig zijn deze accu’s net zoals die bij een BEV gewoon te recyclen. Sterker nog, het vergaren van zeldzame aardmetalen uit deze batterijen is goedkoper dan deze uit de grond halen. Overigens zie je dat de benodigde hoeveelheid van deze metalen enorm aan het teruglopen is.

        Tot slot zijn lithium en kobalt zoals gebruikt in ev’s bij lange na niet zo zeldzaam als het platina gebruikt in brandstofcellen.

        Like

      • Wim en Pascal,
        Voor de duurzaamheid van een technologie is het inderdaad relevant te kijken naar:
        – Wat is de uitstoot van het voertuig en de gebruikte technologie, voor zover inherent aan de technologie zelf?
        – In hoeverre is deze uitstoot schadelijk?
        – Welke (schaarse) materialen zijn ervoor nodig.
        – Wat is de levensduur van de onderdelen waar die materialen in zitten.
        – Voor hoeveel procent worden die materialen hergebruikt bij iedere cyclus?

        Ik wil hierbij nog wel opmerken dat een brandstofcel van een FCEV wel kleiner is dan de accu’s van een BEV. Dus hier gaan wel minder schaarse materialen inzitten toch? (Echter heeft een FCEV daarentegen ook wat accu’s.)

        Hoe dan ook is dit een hele moeilijke en moet er verder naar getallen gekeken worden voor vergelijkingen. Bij voorkeur getallen uit (een proef zo dicht mogelijk bij) de praktijk.

        Like

  4. Dag Jos,
    Ik heb niet de bedoeling een toon aan te slaan. En wat duurzaamheid betekent is voor mij glashelder.
    Wij wonen in de duurzaamste stolpboerderij in Noord-Holland. 100% 0-op-de-meter, met dank aan 45 zonnepanelen en inclusief elektrisch vervoer.
    Al 11 jaar geleden installeerden wij een grondwater warmtepomp.

    Accu’s zijn nu al voor 96% recyclebaar. Lithium en kobalt daarin is volledig herbruikbaar. De accu’s in bijv. Tesla’s gaan 500.000 tot één miljoen kilometer mee. En zelfs na die onwaarschijnlijke aantallen kilometers is de capaciteit door degradatie van de accu’s nog niet tot onder 80% gedaald. En daarna kunnen ze nog vele jaren als thuisaccu dienen.

    In brandstofcellen van waterstof voertuigen wordt platina verbruikt. Deze is niet terug te winnen.

    Laten we niet in herhaling vallen. Mijn primaire betoog is dat energie, en helemaal duurzame energie, zo zuinig mogelijk moet worden gebruikt. Waterstof vraagt voor een hetzelfde aantal af te leggen kilometers 4x zoveel elektrische energie.

    Kijk ook eens op:
    https://willemsenolivier.wordpress.com/2018/10/31/hydrogen-passenger-cars-win-or-waste/

    Like

    • Wim en Pascal,
      Voor de duurzaamheid van een technologie is het inderdaad relevant te kijken naar:
      – Wat is de uitstoot van het voertuig en de gebruikte technologie, voor zover inherent aan de technologie zelf?
      – In hoeverre is deze uitstoot schadelijk?
      – Welke (schaarse) materialen zijn ervoor nodig.
      – Wat is de levensduur van de onderdelen waar die materialen in zitten.
      – Voor hoeveel procent worden die materialen hergebruikt bij iedere cyclus?

      Ik wil hierbij nog wel opmerken dat een brandstofcel van een FCEV wel kleiner is dan de accu’s van een BEV. Dus hier gaan wel minder schaarse materialen inzitten toch? (Echter heeft een FCEV daarentegen ook wat accu’s.)

      Hoe dan ook is dit een hele moeilijke en moet er verder naar getallen gekeken worden voor vergelijkingen. Bij voorkeur getallen uit (een proef zo dicht mogelijk bij) de praktijk.

      Like

  5. In de blog van Olivier Willemsen staan alle bronnen. Er wordt zelfs berekend hoeveel 8 MW windmolens er meer nodig zijn voor hetzelfde aantal af te leggen kilometers. Schrik niet, voor direct elektrisch vervoer zijn er 543 windmolens nodig. Voor vervoer met waterstof wordt dat aantal 2.057 windmolens. Dat is een verschil van meer dan 1.500 windmolens.

    Die duurzame energie kun je beter in warmtepompen gebruiken. 1.500 windmolens van 8 MW produceren per jaar 52.560 MW duurzame energie. Dat is 52.560.000 kWh.
    Een warmtepomp in een eengezinswoning verbruikt rond 3.000 kWh per jaar.
    Dit betekent dat je met het meerverbruik door rijden op waterstof ook 17.520 gezinnen een heel jaar van het gas af kunt halen.

    Like

  6. Die hele waterstof hype komt voort uit de Shell lobby die na de overname van British Gas op zoek is naar afzet voor gas.

    De waterstof believers laten zich graag voor dat karretje spannen.

    Maar op basis van eenvoudige cijfers economisch en energetisch kansloos.

    Eenvoudig: Waarom zou je electriciteit in iets anders (in dit geval waterstof) omzetten en daarna weer in elektriciteit? Met enorme verliezen en kosten bij elke omzetting?
    Dat kan een kind toch bevatten?

    No further comment.

    Like

  7. Oops, fout in de bovenstaande berekening. Het gaat om een factor 1000 meer.
    1500 windmolens van 8 MW bij een vollastfactor van 50% leveren per jaar 52.560.000 MW op.
    Bij een verbruik per inwoner van 3000 kWh (3 MWh) kunnen 17.520.000 huizen van een warmtepomp worden voorzien.
    Er zijn in Nederland 7,8 miljoen woningen. Die zouden allemaal van het gas af kunnen met 750 windmolens van 8 MW.
    En let wel dit kan allemaal mits we die molens niet gaan gebruiken voor het maken van waterstof.

    Like

  8. Dit gebeurde tot nu toe alleen in Duitsland. Daar zitten ze nu al op een hoeveelheid duurzame energie die wij in Nederland rond 2030 verwachten. Windmolens worden, in Duitsland, alleen stilgezet als de baseload verkeerd is ingeschat. Als de baseload, meestal kolencentrales die niet snel kunnen worden teruggeregeld, te hoog is, gaat men met andere wel regelbare bronnen, compenseren.

    Die enkele keer dat er in Duitsland meer duurzame energie is dan de Duitsers zelf gebruiken, gaat de stroom naar Nederland. Op dit moment wordt de interconnectie kabel tussen Nederland en Duitsland daarvoor verzwaard.

    Met 10% duurzame energie op het net in Nederland worden windmolens alleen stilgezet voor onderhoud en zware storm.

    Het is een utopie om te veronderstellen dat de intermitterende windstroom voor het maken van waterstof kan worden gebruikt. Elekrolyse is een continue proces dat alleen op een stabiele baseload kan draaien. Bij wisselende opbrengst, er zijn enkele experimenten waar een elektrolyse eenheid aan een windmolen is gekoppeld, wordt het elektrolyseproces heel snel verstoord.
    Ook commercieel zou het niet uit kunnen om alleen incidenteel overschotten duurzame energie om te zetten in waterstof. Het kost maar liefst 700 euro aan investering om één kW elektriciteit om te zetten in waterstof. Op industriële schaal gaat het om miljarden euro’s.

    Like

    • “Die enkele keer dat er in Duitsland meer duurzame energie is dan de Duitsers zelf gebruiken, gaat de stroom naar Nederland.”
      Begrijp ik het goed dat Nederland (in tegenstelling tot Duitsland) wél snel kan overschakelen naar groene stroom?

      Like

    • “Windmolens worden, in Duitsland, alleen stilgezet als de baseload verkeerd is ingeschat. Als de baseload, meestal kolencentrales die niet snel kunnen worden teruggeregeld, te hoog is, gaat men met andere wel regelbare bronnen, compenseren.”
      Hoe kunnen kolencentrales nou juist bij de ‘load’-kant gerekend worden? Of gaat het om de ‘supply’ van (bij wijze van spreken) kolencentrales en windmolens bij elkaar? Die leveren samen teveel wanneer er minder stroom afgenomen wordt dan verwacht of het juist harder waait dan minimaal op gerekend. Kan het dus ook in het laatste geval niet gesteld worden dat windmolens stil worden gezet als het te hard waait?
      Hoe werd het net geregeld in de tijd dat er nog geen windmolens waren?

      Like

    • Over: “Bij wisselende opbrengst, er zijn enkele experimenten waar een elektrolyse eenheid aan een windmolen is gekoppeld, wordt het elektrolyseproces heel snel verstoord.”
      Leuk, interessante experimenten. Link? Bron?

      Like

    • “Ook commercieel zou het niet uit kunnen om alleen incidenteel overschotten duurzame energie om te zetten in waterstof. Het kost maar liefst 700 euro aan investering om één kW elektriciteit om te zetten in waterstof. Op industriële schaal gaat het om miljarden euro’s.”
      Het is allemaal duur. Ook kerncentrales, om maar eens wat te noemen.
      Wat kosten windmolens per uiteindelijk opgeleverde kW?

      Like

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit /  Bijwerken )

Google photo

Je reageert onder je Google account. Log uit /  Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit /  Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit /  Bijwerken )

Verbinden met %s