Waarom de elektrische auto geen toekomst heeft

maandag, 18 december 2017

Snelle oplaadtijden voor elektrische auto's worden enthousiast onthaald, maar ze leiden tot enorme pieken in het elektriciteitsverbruik. Een elektrische auto opladen gedurende 8 uur vraagt een vermogen van ongeveer 3.000 watt. Dat komt overeen met het inpluggen van 10 flinke breedbeeldtelevisies. Als je dezelfde auto oplaadt in slechts 10 minuten, dan heb je een vermogen nodig van 155.000 watt. Evenveel als 450 grote beeldschermen. Spaarlamp, iemand?

Hoeveel elektriciteitscentrales moeten we bijbouwen als we allemaal met elektrische auto’s gaan rijden? “Geen of weinig”, luidt het antwoord meestal: elektrische voertuigen kunnen ’s nachts worden opgeladen. Veel elektriciteitscentrales hebben dan een overschot aan energie omdat de vraag naar elektriciteit veel lager is terwijl de generatoren blijven draaien ("off-peak" elektriciteit). Met elektrische auto’s zou het olieverbruik dus in principe tot nul kunnen worden gereduceerd, terwijl de elektriciteitsproductie min of meer hetzelfde blijft – tel uit de milieuwinst.

 

Ondanks het vrijwel algemeen enthousiasme voor elektrische auto’s bestaan er nog geen studies die de impact ervan op de elektriciteitsinfrastructuur grondig hebben onderzocht. Wel zijn er in de Verenigde Staten een aantal onderzoeken uitgevoerd naar de gevolgen van inplugbare hybride auto’s – dat zijn voertuigen die zowel over een verbrandingsmotor als over een elektrische motor beschikken. De batterij kan in dit geval niet alleen door de verbrandingsmotor worden opgeladen (zoals bij een gewone hybride auto), maar ook via het stopcontact.

Off-peak elektriciteit

In december 2006 besloot een onderzoek van het Pacific Northwest National Laboratory dat de bestaande capaciteit aan “off-peak” elektriciteit 84 procent van de 220 miljoen auto’s in de VS zou kunnen aandrijven, als dat allemaal plug-in hybrides zouden zijn.

In juni 2007 besloot een andere studie dat 73 procent van het wagenpark zou kunnen rijden op het nachtelijke overschot aan elektriciteit.

In maart 2008 kwam een studie van het Oak Ridge National Laboratory tot het resultaat dat er nul tot acht grote elektriciteitscentrales zouden moeten worden bijgebouwd als 25 procent van het wagenpark zou vervangen worden door plug-in hybrides die allemaal ’s nachts worden opgeladen. Als het wagenpark volledig uit inplugbare hybrides zou bestaan, komt dat dus neer op een maximum van 32 extra te bouwen elektriciteitscentrales.

's Nachts opladen?

Tenminste, als al die voertuigen ’s nachts worden opgeladen. Maar dat is in het geval van elektrische auto’s niet evident. Plug-in hybrides kunnen voor langere afstanden altijd terugvallen op hun verbrandingsmotor en op de tankinfrastructuur. Elektrische auto’s kunnen dat niet. Als ze alleen ’s nachts worden opgeladen, dan is hun dagelijkse bereik per definitie beperkt tot 160 kilometer, of slechts de helft daarvan als er aan hoge snelheid wordt gereden – daarna is de batterij leeg.

Geen probleem, wordt gezegd: de gemiddelde afstand die we dagelijks afleggen bedraagt slechts een paar tientallen kilometers, dus ruim binnen het bereik van een elektrische auto. Klopt, maar gemiddelden zijn theoretische gegevens: sommigen van ons zullen slechts 15 kilometer per dag rijden, anderen 180 kilometer. En op zijn minst nu en dan zal iedereen langere afstanden willen rijden, maar dat zou onmogelijk zijn in dit scenario.

De auto ’s nachts opladen betekent ook dat hij waarschijnlijk om middernacht niet voldoende batterij-capaciteit heeft indien je hem onvoorzien toch nodig hebt. Bovendien hebben lang niet alle mensen de mogelijkheid om hun auto thuis op te laden – niet iedereen heeft een garage.

Dus hebben we een infrastructuur nodig van stopcontacten langs de stoepranden van steden en dorpen. Het opladen van elektrische auto’s met off-peak elektriciteit mag dan de nood aan extra energiecentrales beperkt houden, het is verre van praktisch.

Elektrisch

 

Tank-infrastructuur

Ongeacht hoe klein het aantal overdag “tankende” elektrische voertuigen is, het betekent dat we een wijdvertakt netwerk van oplaadstations nodig hebben in steden, dorpen en langs autosnelwegen.

Bedrijven en overheden zijn daar al mee bezig. “Better Place”, dat de bouw aankondigde van een oplaad-infrastructuur in Israel, Denemarken, Portugal en Californië, is het bekendste voorbeeld, maar er zijn er meer.

“Better Place” plant oplaadpunten in parkeergarages, winkelcentra en langs stoepranden. Die zullen de afmetingen hebben van een parkeermeter en 3.300 tot 6.600 watt leveren (respectievelijk voor 1 of 2 auto’s). Dat komt overeen met het vermogen van 10 plasma televisies (van 340 watt elk) om één elektrische auto op te laden. Die hoeveelheid energie leveren is misschien ‘s nachts geen probleem, maar overdag is dat een ander verhaal.

640 elektriciteitscentrales

De studie van Oak Ridge National Laboratory berekende ook wat er zou gebeuren als alle plug-in voertuigen zouden worden opgeladen om 5 uur ’s middags in plaats van na 10 uur ‘s avonds. In dit worst-case scenario zouden er in de Verenigde Staten 160 nieuwe energiecentrales moeten worden bijgebouwd (inclusief de bijhorende distributieinfrastructuur, uiteraard). Let op: dit betreft een marktpenetratie van slechts 25 procent, geen 100 procent, en het gaat hier over plug-in hybrides, geen elektrische auto’s.