Uit WikiMobi
Inhoud |
Beschrijving van het pad
Onderdelen van het pad: Biomassa land > Vergisten > Biogas > Verbranden > WKK > Elektriciteit > Accu > Elektromotor > Wiel
Extra factoren pad hier buiten beschouwing gelaten: Regeneratie, remenergie
Referentie voertuig is een segment C auto: Compacte-middenklasse. de auto's in dit segment zijn vaak Hatchback-modellen, soms een sedan. Het is een vrij populaire klasse; Het gros van de auto's die verkocht worden komen uit deze klasse. Voorbeelden zijn Ford Focus, Toyota Corolla, Volkswagen Golf, Honda Civic en Opel Astra.
Indicatoren opgenomen in de analyse:
- Klimaatverandering (Emissie)
- Leefomgeving
- Kosten (Economische factoren)
- Tijd (Toekomst)
- Hernieuwbaarheid
- Toelichting
Beschrijving pad: Biomassa is een energiebron gevormd uit natuurlijke stoffen van planten en dieren. Bepaalde biomassa zoals mest en GFT kan in een vergistinginstallatie omgezet worden in biogas. Bij verbranding van het biogas in een warmtekrachtkoppeling (WKK = combinatie van een gasmotor en een gas- of stoomturbine) wordt elektriciteit opgewekt. Deze elektriciteit wordt aan het net geleverd. Elektriciteit is een secundaire bron van energie, ofwel een energiedrager. In een accu wordt deze elektrische energie opgeslagen zodat deze aangesproken kan worden in het voertuig. De elektrische energie uit de accu wordt door een elektromotor omgezet in beweging. In het geval van een auto wordt het wiel in beweging gezet.
Klimaatverandering Well to Wheel
Biomassa: Bij de productie, verwerking en het transport van biomassa komt CO2 vrij. De hoeveelheid CO2 die hierbij vrijkomt kan in sommige gevallen groter zijn, dan de CO2 die bespaard wordt door het niet gebruiken van fossiele brandstoffen.
Vergisting: Bij het vergistingproces komt CO2 vrij. Deze CO2 is volledig afkomstig uit biologisch materiaal. Het levert daarom netto geen bijdrage aan de klimaatverandering. Daarnaast komt er CO2 vrij bij de transport van biomassa naar de vergistingsinstallatie. Vergisters verwerken grote volumestromen. De transportbewegingen zijn daarom aanzienlijk.
Biogas: Biogas ontstaat per definitie uit organisch (biogeen) materiaal. De CO2 in het biogas draagt daarom netto niet bij aan klimaatverandering. Bij de verwerking van het biogas is belangrijk dat er geen lekkages aan methaan (CH4) ontstaan, omdat methaan een veel sterker broeikasgas is dan CO2. Omdat dit methaan ook zou zijn ontstaan door rotting van het organische materiaal op het land, zorgt het gebruik van dit materiaal voor biogasopwekking voor extra vermijding van broeikasgasemissies
Verbranding: Bij verbranding van biomassa komt CO2 vrij, deze is recentelijk door de planten, die de verbrande biomassa vormen, aan de atmosfeer onttrokken. Bij fossiele brandstoffen, maakte de CO2 die vrijkomt geen deel meer uit van de bestaande CO2-kringloop.
WKK: Dankzij de gecombineerde opwekking van warmte en elektriciteit en het feit dat distributieverliezen van energie worden geminimaliseerd kan het rendement van een WKK installatie oplopen tot 85-90%. Dit in vergelijking met een gemiddeld rendement van 42% voor conventionele elektriciteitsopwekking. Nadeel bij biogasinstallaties bij boerenbedrijven is dat vaak de warmte niet goed benut kan worden, waardoor het rendement afneemt. Bron: Senternovem
Elektriciteit: Energiedrager, geen emissie.
Accu: Voor een 30 kWh batterij is de broeikasgasemissie bij productie van de batterij ongeveer gelijk aan 1,7 ton CO2; zo’n 30% meer CO2-emissie dan bij de productie van een voertuig (conventioneel aangedreven) voertuig. Cars21
Elektrische aandrijflijn: De emissie van broeikasgassen is bij de productie van een elektrische aandrijflijn voor een C-segment elektrische auto gelijk aan ongeveer 3 ton CO2-emissie. Voor een conventionele aandrijflijn is dit circa de helft. Bron: Cars21
Voertuig: De CO2-emissie bij de productie van een voertuig zonder aandrijflijn is ongeveer 3,7 ton CO2. Bron: Cars21 en Verkeer en Waterstaat
Wiel: Voor broeikasgasemissie niet direct van belang.
Totaal: Het verbranden van biomassa is een CO2 neutraal proces. De CO2 emissie in de hele keten is sterk afhankelijk van oorspong van de grondstof en de afstand tot de vergistingsinstallatie.
Een C-segment elektrische auto verbruikt momenteel ongeveer 1 kWh per 6 km. Een voertuig gaat naar schatting gemiddeld 150.000 km mee en verbruikt dan 25.000 kWh. Met de Nederlandse energiemix levert dat (405 gr CO2/kWh; Bron: IEA p.101 10,1 ton CO2-emissie. Bij gebruik van duurzame energie is dit vrijwel 0. Bron: ZERAuto.
Leefomgeving Well to Wheel
Biomassa: Productie van biomassa kan bijdragen aan een verlies aan biodiversiteit (ontginning van veengebieden, regenwoud en savanne met ingebruikname van braakliggende landbouwgrond). Er is veel water nodig. De productie van biomassa zou kunnen concurreren met de productie van voedsel (food versus fuel). Bij het verwerken van mest in een (co-)vergister worden methaanemissies uit de mestopslag vermeden.
Vergisting: Bij vergisting kan geuroverlast plaats vinden. Het overgebleven digestaat wordt als meststof afgezet. Sommige reststoffen zijn ongewenst en worden daarom door sommige partijen niet als duurzaam beschouwd. Bovendien redeneert de milieubeweging dat energieopwekking uit mest de grootschalige landbouw onterecht legitimeert.
WKK: Bij de verbranding van biogas kan in kleine mate NOx vrij komen.
Elektriciteit: Transport met behulp van hoogspanningsmasten.
Accu: Afhankelijk van het soort accu en de benodigde materialen zijn (soms schaarse) grondstoffen nodig, zoals lithium voor li-ion batterijen. Deze grondstoffen worden vaak gewonnen in mijnen, die voor kaalslag en vervuiling kunnen zorgen.
Elektromotor: Ook voor de productie van elektromotoren zijn bepaalde grondstoffen nodig. Een voorbeeld hiervan is neodymium (voor magneten) en koper. Ook dit wordt gewonnen in mijnen en afgravingen.
Wiel: Bij de slijtage van banden komt fijn stof vrij. Dit heeft een negatief effect op de luchtkwaliteit.
Totaal: Er is veel discussie over de productie van biomassa ten behoeve van biobrandstoffen. Discussies spitsen zich o.a. op ‘food versus fuel’ en aantasting biodiversiteit. Mijnbouw voor de winning van de grondstoffen van de accu en elektromotor geeft mogelijk kaalslag en vervuiling.
Kosten Well to Wheel
Biomassa: De kosten van de verschillende biomassa vormen verschilt en fluctueert sterk. Op jan. 2010: Bermgras / GFT - 20 euro/ton
Vergisting: De investeringskosten bedragen circa € 4.500 per Nm3/h_ ruw biogas. Voor productiekosten zie biogas.
Biogas: De productiekosten voor het biogas liggen ongeveer tussen de 29 ct/m3 biogas (GFT vergisting) en de 48 ct/m3 biogas (mest co-vergisting).
Verbranding: Zie elektriciteit.
WKK: Investeringskosten van een WKK liggen tussen de 400 – 900 per KWe. Bron: Senternovem
Elektriciteit: De kostprijzen voor verschillende vormen van variëren van ruim 13 ct (GFT-vergisting) tot ruim 20ct (Mest co-vergisting) /kWh geproduceerde elektriciteit. In deze kostprijs zijn de kosten voor elektriciteitsopwekking (verbranden/stoomturbine) verdisconteerd.
De transportkosten zijn afhankelijk van hoe de netbeheerder zijn organisatie heeft ingericht. De overheid (NMa) bepaalt daarom de hoogte van de aansluit- en transporttarieven.
Accu: Bij een segment C auto met een actieradius van 150 km is de benodigde nuttige elektrische opslagcapaciteit 25 kWh (150 km is de minimaal gangbare actieradius en het verbruik is 6km/kWh). Een segment C auto verbruikt momenteel ongeveer 1 kWh per 6 km. Omdat de batterijcapaciteit maximaal voor 90% wordt benut hoort hier een batterij bij van 27,5 kWh. Met de huidige kosten van de accu van rond de 1000 euro per kWh, zijn de investering meerkosten voor een elektrische auto ongeveer 27.500 euro. Groenopweg
Elektromotor: De kosten voor een elektromotor zijn op de lange termijn vergelijkbaar met de kosten van een conventionele verbrandingsmotor. NREL
Wiel: 15 kWh per 100 km.
Voertuig: De meerkosten van elektrische voertuigen worden met name bepaald door de kosten van de batterij/accu.
Totaal: Investeringskosten meerkosten volledig elektrisch voertuig t.o.v. conventioneel voertuig: De meerprijs wordt bepaald door de prijs van de accu. Op dit moment zijn deze kosten nog erg hoog; zo’n 25.000 euro voor een auto in het C-segment. Dit loopt naar verwachting bij massaproductie terug tot ongeveer 7.500 euro.
Gebruikskosten: Voor een consument kost een kWh ongeveer 21 ct. Een segment C auto verbruikt momenteel ongeveer 1 kWh per 6 km. Hiermee komen de kosten per 100km op 3,50 euro. Bij openbare laadpalen kan de prijs lager worden als aanbieders deze stroom als grootverbruiker inkopen. Dan moeten de kosten van de laadpalen wel worden terugverdiend.
Onderhoudskosten: De kosten van een elektrische auto voor onderhoud zijn zeer laag en komen met name neer op het vervangen van interieurfilters. De kosten van het onderhoud van de verbrandingsmotor vervallen. Bij een benzine auto komt dit ongeveer neer op 1 ct/km en voor een diesel 2 ct/km voordeel. De kosten voor reparatie carrosserie en slijtage delen (banden en remmen) blijven bestaan bij een elektrische auto, deze worden geschat op 2 ct /km (de remmen slijten iets minder, de banden iets meer).
Tijd Well to Wheel
Biomassa: Biomassa kan potentieel in 2030 30% van de Nederlandse vraag van energie en ruwe materialen voorzien. Met dit aandeel kan in 60% van de transportvraag (324 PJ) voorzien worden. Of dit potentieel ook behaald wordt is afhankelijk van hoe de discussies rondom biomassa tbv biobrandstoffen verlopen en of er bijvoorbeeld criteria aan biomassa gesteld kan worden.
Vergisting: Vergisting is een volwassen uitontwikkelde techniek.
Biogas: De groeimogelijkheden voor biogasproductie zitten vooral bij de categorieën landbouwbedrijven (covergisting van mest en energiegewassen of reststromen) en overig (GFT, reststromen uit voedsel- en genotsmiddelenindustrie = “VGI”). Er is volgens ‘Vol Gas Vooruit’ potentieel om in Nederland in 2020 8-12% aardgasvraag te vervangen door gezuiverd (opgewerkt) biogas en synthetisch aardgas SNG uit biomassa, waarvan 1-3 %-punten door vergisting. Het Rijk heeft vermeld dat in 2050 50% van het aardgas is vervangen door groen gas. Hiervan zou dan 10 % door vergisting zijn ontstaan. Verbranding: Verbranding wordt al zeer lang op verschillende praktijkschalen toegepast voor energieopwekking.
WKK: WKK’s zullen op termijn nog efficiënter worden. Elektriciteit: Door grote gelijkstroomnetwerken kan de duurzaam opgewekte elektrische energie bijvoorbeeld in de vorm van water op hoogte in landen als Noorwegen worden opgeslagen en meer gelijkmatig over Europa verdeeld worden. Door grootschalig gebruik van accu’s verbonden aan het netwerk kan mogelijk een deel van het duurzame energieopslag probleem worden opgelost (Smart grids).
Accu: De accu technologie wordt steeds beter, de prijs per kWh gaat naar beneden. Momenteel zijn de batterij kosten ongeveer 1.000 euro per kWh. Door schaalvergroting en optimalisatie van het productieproces is de verwachting dat dit kan dalen naar 250 euro per kWh. Bron: Groenopweg Ook wordt de energiedichtheid beter. Accu’s zullen mogelijk vervangen worden door supercondensatoren.
Elektromotor: Lichtere motoren zorgen voor lager gewicht van het voertuig.
Wiel: Uitontwikkelde techniek.
Totaal: Zonder eenduidige criteria voor biomassa tbv energieproductie, zal het volledige potentieel van biomassa niet benut worden.
De agrarische sector heeft samen met de Nederlandse overheid de ambitie uitgesproken om tegen 2020 ca. 450 co-vergistingsinstallaties oftewel ca. 1,5 miljard m3 biogasproductie te plaatsen. Dat is 19.173 TJ vermeden verbruik van fossiele primaire energie. Dit aandeel is nog lang niet voldoende (19 PJ = 5,2 TWh) In Nederland zou op de lange termijn bijna voldoende zijn om grootschalig met volledige elektrische voertuigen te gaan rijden. (Er moet in Nederland 17 TWh energie opgewekt worden om 8.5 miljoen personen en lichte bedrijfswagens op elektriciteit te laten rijden).
Hernieuwbaarheid Well to Wheel
Biomassa: Biomassa ten behoeve van energie kan gemaakt worden uit een breed palet van gewassen, bomen en algen. Deze organismen planten zich voort en daarom zijn deze grondstoffen hernieuwbaar. Het is daarbij zaak dat de nutrienten (mineralen) in de planten na gebruik van de biomassa worden teruggewonnen en weer in de kringloop worden gebracht.
Vergisting: Zie biogas.
Biogas: De reststoffen die overblijven bij de productie van biogas kunnen voor een deel weer als bemesting worden ingezet. Zo kan er biogeen materiaal geproduceerd worden.
Verbranden: n.v.t.
WKK: Alle onderdelen van een WKK installatie zijn bij ontmanteling te herbruiken
Elektriciteit: n.v.t.
Accu: Producenten van bijvoorbeeld de Prius claimen accu’s 100% te kunnen recyclen, zonder giftige reststoffen. De hernieuwbaarheid van de accu is wel afhankelijk van het type: nieuwe types lithiumaccu’s combineren verschillende materialen waardoor recycling moeilijker wordt. Accu’s, zeker de grote pakketten, worden gerecycled. Stibat is een door het ministerie van VROM erkende uitvoeringsinstantie die ten doel heeft Nederlandse importeurs/producenten bij te staan met het voldoen aan de wettelijke verplichtingen met betrekking tot draagbare en industriële batterijen. Bron: Stibat
Elektromotor: Metalen in de elektromotor zijn geschikt voor recycling.
Wiel: Materialen voor banden zijn gedeeltelijk recyclebaar.
Totaal: De op dit moment meest gebruikte type accu is goed te recyclen.
Uitgelicht Well to Wheel
Biomassa: Bij de productie, verwerking en transport komen CO2 emissies vrij. Ook kan de biodiversiteit aangetast worden. Er is daarom veel discussie over duurzaamheid van biomassa tbv de energievoorziening. Eenduidige criteria zijn essentieel om het volledige potentieel te kunnen benutten.
Vergisting: Bij vergisting kan geuroverlast plaats vinden.
Biogas: Deze technologie heeft het productiestadium al geruime tijd bereikt en heeft een grote toekomst in Nederland. Er zijn geen emissies als er gewaakt wordt voor methaan lekkage.
Verbranden: Brengt CO2 die eerder werd gebruikt om de planten te laten groeien, terug in de lucht. Er komen ook andere schadelijke stoffen vrij zoals fijnstof, NOx en SOx.
WKK: Installatie heeft een hoger rendement dan bij conventionele elektriciteitsopwekking, maar er blijft wel warmte voor nodig en daarmee is de techniek niet volledig duurzaam.
Elektriciteit: Opslag blijft nog een probleem.
Accu: De vraag is of de ontwikkelingen op het gebied van accu’s snel genoeg gaat om op korte termijn full ev’s een serieus alternatief te laten zijn voor hybrids
Elektromotor: De kosten voor een elektromotor zijn op de lange termijn vergelijkbaar met de kosten van een conventionele verbrandingsmotor.
Wiel: Het wiel bestaat al sinds ruim 3.000 jaar voor Christus/
