Uit WikiMobi
Heeft elektrisch rijden zin als de elektriciteit uit kolencentrales komt?
Om het overzichtelijk te houden laten we de CO2 emissie van het maken en weer recyclen van de auto’s buiten beschouwing.
Allereerst de conventionele auto met verbrandingsmotor.
De hoeveelheid CO2 die vrijkomt als een liter benzine of diesel wordt verbrand is bekend: de zogenaamde Tank-to-Wheel (TTW) emissie (2363 gram CO2/liter benzine en 2606 gram CO2/liter diesel) Bron: Well-to-Wheel analysis of future automotive fuels, p. 6 Echter, het winnen en raffineren van ruwe olie en het transport van de brandstof levert ook CO2 uitstoot op. Die uitstoot is afhankelijk van de bron van de ruwe olie. Zo geeft ruwe olie uit teerzanden veel grotere uitstoot tot er een liter benzine of diesel van gemaakt is dan makkelijk winbare olie.
De gemiddelde Well-to-Wheel (WTW) uitstoot is op basis van de huidige winningsmix circa 2766 gram CO2/liter benzine (ca. 17 % meer dan TTW) en 3115 gram CO2/liter diesel (ca. 19,5 % meer dan TTW). Bron: Well-to-Wheel analysis of future automotive fuels, p. 6 Als die processtappen niet in Nederland plaatsvinden, zijn de meningen verdeeld of dit effect wel meegenomen moet worden.
Meer informatie over: Werkelijk brandstofverbruik en CO2 uitstoot per model
Feit is dat de Europese en Nederlandse normen voor het bepalen van de uitstoot van auto’s het winnen, raffineren en transporteren niet meenemen. Voor de vergelijkbaarheid van verbrandingsvoertuigen onderling is dat een goede keuze, maar voor deze vergelijking met een EV nemen we dit deel wel expliciet mee: de elektriciteit wordt namelijk niet in de auto opgewekt maar elders.
De berekening voor de auto met verbrandingsmotor is dan simpel. Bijvoorbeeld een dieselauto die 4 liter per 100 km verbruikt genereert dan 0,04 x 3115 = 125 gram CO2 per km (WTW) of 0,4 x 2606 = 104 gram CO2 per km (TTW). Auto’s die op de Europese markt verkocht worden specificeren hun verbruik bij gebruik volgens een gestandaardiseerde testmethode.
Voor een vergelijking nemen we twee populaire zuinige auto’s en hun uitstoot volgens de EU-normen: de Peugeot 308 1.6 l diesel (120 gram CO2 per km (TTW) of 143 gram CO2 per km (WTW) de Golf Bluemotion 1.6 l diesel (107 gram CO2 per km (TTW) of 128 gram CO2 per km (WTW))
Een elektrische auto rijdt op elektrische energie. Die energie kan op allerlei manieren opgewekt worden: bijvoorbeeld met windenergie, zonne-energie, waterkracht, gasturbines, kolencentrales of nucleaire centrales. Deze opwekkingsmethodes kennen grote verschillen in de hoeveelheid CO2 die per kiloWattuur (kWh) opgewekte elektrische energie uitgestoten worden. De EEA geeft in bijgaande grafiek aan hoeveel dat is.
Voor een land geldt dat er een gemiddelde uitstoot te berekenen valt over de zogenaamde “opwekkingsmix”, de verdeling van opwekkingsmethodes en capaciteiten. Voor Nederland is dat in 2008 ca 581 gram CO2 per kWh. Bron: Protocol Monitoring hernieuwbare energie AgentschapNL Het winnen en het transport van kolen of gas voor elektriciteitsproductie geeft ook een beperkte hoeveelheid CO2 uitstoot maar die wordt in deze vergelijking niet meegenomen.
Het transport van elektrische energie naar de EV geeft ook verliezen, ca 5 % (referentie Protocol Monitoring hernieuwbare energie AgentschapNL) Deze verliezen worden meegenomen in de effectieve hoeveelheid CO2 uitstoot per kWh die aan de auto afgeleverd wordt, voor Nederland in 2008 ca 608 gram CO2 per kWh. Bron: Protocol Monitoring hernieuwbare energie AgentschapNL
Het verbruik van een EV is afhankelijk van het gewicht, de aerodynamica, de rijstijl, enzovoorts, net zo als bij een gewone auto. Er zijn nog geen standaard testen zoals bij gewone auto’s die een vergelijkbaar norm verbruik opleveren (referentie EU testen gewone auto’s). Diverse studies geven wel een indicatie voor een normaal verbruik van een klein EV (0,15 kWh per km) en iets grotere middenklasser (0,20 kWh per km). Bron: Wikipedia
Zowel bij de auto met verbrandingsmotor als de elektrische auto is het nodige aan te merken op de vertaling naar de praktijk van deze cijfers.
Voor verbrandingsmotoren is er de laatste tijd commentaar gekomen op de EU-methode, omdat het normale verbruik in de praktijk belangrijk hoger zou zijn dan in de test. Bron:TNO
Bij elektrische auto’s stijgt het verbruik als de verlichting en de verwarming aangaan, wat in de winter normaal is. Bovendien daalt in de winter het rendement van de accu’s.
En voor beide geldt dat de rijstijl een grote invloed heeft op het verbruik.
Omdat in beide gevallen de praktijk minder goed zal zijn dan de officiële opgaven gaan we in deze vergelijking uit van de wel bekende en verifieerbare getallen.
Dat betekent dat de CO2 uitstoot per km van een EV berekend kan worden uit de combinatie van het verbruik (kWh/km) en de CO2-uitstoot van de opwekking (CO2/kWh). Een bepaalde (constante) uitstoot van CO2 per km voor een EV wordt dan een kromme die allerlei combinaties van verbruik (kWh/km) en opwekkingsuitstoot (CO2/kWh) combineert. Een EV die gemiddeld 0,15 kWh per kilometer verbruikt stoot (indirect) 3,75 gram CO2 per km uit als die gevoed wordt door windenergie. Dezelfde EV stoot (indirect) 90 gram CO2 per km uit bij voeding uit het gemiddelde opwekkingspark van Nederland.
Deze EV kan bijvoorbeeld vergeleken worden met de Polo Bluemotion 1.2 l diesel die volgens de EU-norm (en volgens TNO beduidend meer) 104 gram CO2 per km (WTW) uitstoot.
In de bijgaande grafiek is al die informatie bij elkaar gebracht. Als grenskromme is de EU-norm voor 2015 voor personenauto’s aangegeven, namelijk gemiddeld minder dan 130 gram gram CO2 per km (TTW) of 155 gram CO2 per km (WTW).
Het verwachte aantal kilometers per jaar dat een EV zal rijden is echter veel lager dan het gemiddelde voor dieselauto's. Een vergelijking met benzine-auto's ligt veel meer voor de hand.
Uit deze grafieken blijkt dat een EV in Nederland, zelfs bij de huidige opwekkingsmix, het beter doet dan een vergelijkbare verbrandingsauto. Dat geldt bijvoorbeeld ook voor Duitsland waar de opwekkingsmix iets ongunstiger is (meer bruinkoolcentrales) en het gemiddelde verbruik van een EV per km in de praktijk hoger zal zijn (langere afstanden op hogere snelheden).
Het heeft dus zin om in een EV te rijden om CO2 emissies te reduceren bij de huidige opwekkingsmix van elektriciteit, nog afgezien van de andere emissies (zoals NOx, geluid, fijnstof) die vermeden worden. Het heeft nog veel meer zin als groenere opwekkingsmethodes van elektriciteit gebruikt gaan worden om de auto op te laden.
Een EV die 15.000 km per jaar rijdt á 0,15 kWh per km vraagt om 2250 kWh elektrisch vermogen. Voor 100.000 EV’s is dus 100.000 x 2250 kWh = 225.000.000 kWh aan energie per jaar benodigd.
In 2008 werd circa 5.200.000.000 kWh aan windenergie opgewekt, voldoende om 2 miljoen van deze EV’s van duurzaam opgewekte elektrische energie te voorzien. Bron: WikiMobi Windenergie
Links
Studie Elektroauto's: http://wikimobi.nl/wiki/images/b/b3/Wwf_elektroautos_studie_final.pdf
RAE Electric Cars: http://wikimobi.nl/wiki/images/a/a6/RAE_Eelectric_cars.PDF
Amerikaanse studie van het MIT naar economische haalbaarheid van de inzet van elektrische vrachtwagens in stadsdistributie: driving the green
