We gebruiken onze auto voor ons werk, boodschappen te doen, vakantie, onze kinderen naar school te brengen of voor vriendenbezoek. De auto is voor velen een onmisbaar apparaat geworden, comfortabel en veilig, maar een energieslurper, eigenlijk niet meer dan een rijdende kachel. Wereldwijd wordt ongeveer een kwart van ons energiegebruik in deze rijdende kachels verstookt.
Wat is de energie-efficiëntie om ons in onze auto van A naar B te verplaatsen?
Een kleine berekening. De benzinemotor heeft een rendement tussen de 15 en 20%, waarbij benzine wordt omgezet in een draaiende beweging. De rest van de energie in de benzine wordt omgezet in warmte, dus 80-85% van de energie-inhoud van benzine moet worden weggekoeld. Nu moet die draaiende beweging via de versnellingsbak overgebracht worden op de wielen, dat gebeurt met een efficiëntie van 50%. Dus dan zitten we op ongeveer 7-10%. De auto ondervindt weerstand van de weg en van de lucht, die overwonnen moet worden en dit leidt weer tot energieverlies en zitten we op een efficiëntie van 3-5%. Veel analyses houden hier op, maar het is nog erger, want we verplaatsen ons in een auto van 1000 kilo om in mijn geval iemand van 100 kilo van A naar B te verplaatsen. Dus uiteindelijk komt de energieefficiëntie uit op minder dan 0,5%. Treurig toch!
Kan dat beter? Ja, en dat betekent elektrisch rijden. We zien nu de introductie van de elektrische auto die bestaat uit een elektromotor en een groot batterijpakket waar stroom in wordt opgeslagen. De rest van de auto is nog steeds hetzelfde. Maar zelfs dat geeft al een efficiëntieverbetering. De elektromotor heeft een efficiëntie van 95%, het op- en ontladen van de batterij een efficiëntie van 80% en het gemiddelde elektriciteitsopwekrendement in Nederland is 40%. Dus het gemiddelde motorrendement komt daarmee op 30% in plaats van de 15-20% van de benzinemotor. Dat is al een stuk beter, maar die elektromotoren kunnen uiteindelijk ook in de wielen worden geplaatst en dan heb je het verlies van de versnellingsbak niet meer. En als we dan ook nog in een auto van bioplastic gaan rijden, die de helft lichter is, komen we op een totale energie efficiëntie van zo’n 5%. Dit klinkt nog steeds niet veel, maar is uiteindelijk een factor 10 beter en betekent dus ook 10 keer minder energiegebruik.
Maar het kan met dat elektrisch rijden nog mooier: we kunnen er ons niet alleen veel energie-efficiënter in verplaatsen, maar we kunnen in de toekomst de elektrische auto met brandstofcel ook gebruiken om onze stroom mee op te wekken. De brandstofcel als automotor produceert elektriciteit uit waterstof met 60% rendement. Dat waterstof moeten we maken, bijvoorbeeld uit aardgas of biogas met een rendement van 75%. Maar dan hebben we nog steeds een elektriciteitsprodutierendement van 45%. Dat is beter dan het gemiddelde rendement van 40% van de Nederlandse elektriciteitscentrales. Als we dan in onze auto’s zo’n efficiënte centrale hebben, zou die dan niet, als de auto stil staat, onze elektriciteit kunnen produceren? Eens even uitzoeken, we gebruiken onze auto maar zo’n 5% van de tijd, de rest van de tijd staat die stil. Het vermogen van een automotor is tegenwoordig zo’n 100 kW. Hé, een auto kan makkelijk de elektriciteit produceren voor wel 100 woningen en dan kunnen we er ook nog gewoon in rijden. Wat als we nu een parkeergarage bouwen, waar we automatisch onze auto parkeren, aansluiten op een waterstofnet, het elektriciteitsnet en een warmtenet. We maken aan de poort van de parkeergarage uit aardgas of biogas waterstof, tanken onze tank vol zodat we met een volle tank uit de parkeergarage rijden. Maar als de auto toch stil staat, kan de brandstofcel in de auto ook elektriciteit voor het net produceren met een hoog rendement. Een parkeergarage met 500 auto’s verandert op deze manier in een elektriciteitscentrale van 50 MW, die met gemak 50.000 woningen van elektriciteit kan voorzien. Dus met een parkeergarage kunnen we alle woningen in de stad Delft van stroom voorzien!
Ongelooflijk, met één parkeergarage. Hebben we dan nog wel elektriciteitscentrales nodig in de toekomst? Het antwoord is nee. We kunnen met gemak met onze auto’s alle elektriciteitscentrales in Nederland vervangen. Er zijn in Nederland 8 miljoen auto’s die met elkaar zo’n 100 miljard kilometer per jaar rijden. Elk jaar kopen we meer dan een half miljoen nieuwe auto’s. Dus elk jaar zouden we 50.000 MW aan nieuw vermogen op wielen kopen. In Nederland staat aan elektriciteitscentrales zo’n 25.000 MW opgesteld. Dus elk jaar kopen we meer dan 2 keer zoveel elektriciteitsproductievermogen op wielen dan dat er is opgesteld. Elk jaar? Ja, elk jaar! En die auto’s zijn van u en mij. Als we die in de parkeergarage laten gebruiken voor elektriciteitsproductie dan hoeven we niet te betalen voor parkeren, maar dan krijgen we betaald voor parkeren. Zou dat niet mooi zijn?
Ad van Wijk is duurzaam energieondernemer, adviseur en professor
in Future Energy Systems aan de TU Delft.
Dit artikel is eerder verschenen als column voor EnergieActueel.