Uit WikiMobi
Inhoud |
Beschrijving van het pad
Onderdelen van het pad: Zon > Zonnecollectoren > Stoomturbine > 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: Zonne-energie is energie van de zon in de vorm van warmte en licht. Deze energie kan met behulp van zonnecollectoren opgevangen worden en middels een stoomturbine omgezet worden in zonne-energie. 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
Zon: Zon heeft geen broeikasgasemissie.
Zonnecollector: Het produceren van een zonnecollector kost energie en genereert daarmee een CO2-emissie. Daarnaast zijn de systemen geschikt voor gebieden met meer zonneschijn, bijvoorbeeld in woestijnachtige gebieden. Het transporteren van deze energie kost ook energie.
Stoomturbine: Een stoomturbine zelf veroorzaakt geen emissies. Welke emissies vrijkomen bij het proces hangt af van de voeding.
Elektriciteit: Elektriciteit is een energiedrager en produceert dus geen emissies.
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. Bron: 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
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: ZERAuot
Wiel: Voor broeikasgasemissie niet direct van belang.
Totaal: De emissie van dit pad is gering in zonnige landen, als de energie wordt getransporteerd naar bijvoorbeeld Nederland dan neemt de emissie toe.
Leefomgeving Well to Wheel
Zon: Als we de zon gebruiken als energiebron is er geen verandering in de effecten op de leefomgeving (schadelijke UV-straling, droogte).
Zonnecollector: Het spiegelveld van een zon-thermische centrale vergt een enorme hoeveelheid materiaal, vooral glas en staal. Beide materialen zijn praktisch onuitputtelijk. De centrale neemt veel ruimte in. Systemen worden daarom geplaatst in lege gebieden, zoals woestijnen. Systemen zijn verder stil en stoten geen schadelijke emissies uit.
Stoomturbine: De omzet van energie in een stoomturbine leidt niet tot emissies. Wel is koelwater noodzakelijk. Het proces moet namelijk gekoeld worden. Hiervoor moet (oppervlakte)water worden gebruikt dat wordt opgewarmd en vervolgens geloosd. Een belangrijke grondstof voor de productie van een stoomturbine is staal. Ook zijn legeringen nodig om de turbine te beschermen en de levensduur te waarborgen.
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.
Electromotor: 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 vrij veel koelwater nodig bij het gebruik van zonnecentrales. Dat geeft problemen in droge gebieden. Mijnbouw voor de winning van grondstoffen van accu’s en elektromotor geeft mogelijk kaalslag en vervuiling.
Kosten Well to Wheel
Zon: De hoeveelheid zonne-energie is vrijwel elk jaar hetzelfde, in zonnige gebieden is de jaaropbrengst hoger dan in minder zonnige gebieden.
Zonnecollector: De kosten van een kWh zijn afhankelijk van het type centrale en de plek waar de centrale is neergezet. Een kostprijs van 0.175€/kWh, gebaseerd op alleen zon (zonder back-up met aardgas), is momenteel in Zuid-Spanje haalbaar. In Noord-Afrika, voor gebieden met betere instralingscondities en aanwezigheid van koelwater, worden de kosten op 0.15€/kWh geschat. Bron: Gezen
Stoomturbine: De kosten van de stoomturbine bij zonnecentrales zijn meegenomen in de kostprijs voor zonne-energie.
Elektriciteit: 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. Bron: Groenopweg
Elektromotor: De kosten voor een elektromotor zijn op de lange termijn vergelijkbaar met de kosten van een conventionele verbrandingsmotor. Bron: NREL
Wiel: 15 kWh per 100 km uitleg
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 2ct/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
Zon: Constant in de tijd.
Zonnecollector: Als er grootschalig in CSP-centrales geïnvesteerd gaat worden zullen de kosten van de geproduceerde elektriciteit geleidelijk afnemen. Drie factoren spelen hierbij een rol: (1) er zullen technologische verbeteringen plaats vinden, (2) er zullen grotere centrales gebouwd worden (schaaleffecten) en (3) er zullen grotere marktvolumes voor componenten gerealiseerd worden. Dit betekent dat als in de toekomst de zonthermische capaciteit toeneemt met 31 GWe in 2026 (25% groei/jaar), de kosten dalen tot 0.075€/kWh in Zuid-Spanje (uitgaande van 0.175€/kWh nu) en 0.066 €/kWh in Noord-Afrika (uitgaande van 0.15 €/kWh nu). Het wereldwijde technische potentieel van zonnethermische energie is volgens Greenpeace 630.000 MW. Bron: Solarpaces
Stoomturbine: Voor de ontwikkeling in de tijd, zie zonnecollector.
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: De kosten van autobanden liggen gemiddeld tussen de 50 en 250 euro.
Totaal: De toekomst is wereldwijd veelbelovend. De kostprijs van zonnethermische energie zal redelijk snel dalen als de productie van centrales op gang komt. Ook zal de kostprijs van accu’s op termijn omlaag gaan. Er zijn echter nog veel stappen te nemen op het gebied van batterijtechnologie.
Nederland is niet geschikt om grootschalige zonnethermische systemen op te zetten. De kracht van de zon is hiervoor niet groot genoeg. Er zal daarom nooit voldoende energie geproduceerd worden om in Nederland volledig met 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). Wel kan de opgewekte elektriciteit met zonnecollectoren vanuit zonrijke gebieden getransporteerd worden.
Hernieuwbaarheid Well to Wheel
Zon: De zon schijnt nog vele miljarden jaren.
Zonnecollectoren: Alle onderdelen van een zonneveld zijn te recyclen.
Stoomturbine: Zie zonnecollectoren.
Elektriciteit: Elektriciteit is hernieuwbaar zolang er energiebronnen zijn die voor elektriciteitsopwekking kunnen worden ingezet.
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 grotere 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 hernieuwbaarheid is goed, afhankelijk van het type accu dat gebruikt wordt. Het op dit moment meest gebruikte type accu is goed te recyclen. De onderdelen van een zonneveld zijn goed te recyclen.
Uitgelicht Well to Wheel
Zon: Zonne-energie is een constante, onuitputtelijke energiebron.
Zonnecollectoren: Collectoren zijn alleen rendabel in zonnerijke gebieden, zoals Spanje en Noord-Afrika. De daar opgewekte energie zou naar Nederland getransporteerd kunnen worden, maar dan zijn er veel energieverliezen bij het transport.
Stoomturbine: Koelwater is een probleem in droge gebieden.
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 electric cars 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.
