Energietransitie

Onderwerpen:

  • Inleiding
  • Klimaatverandering
  • Gassen in de atmosfeer
  • Invloed op de mobiliteitssector
  • Groene energie

Inleiding:
Op deze pagina komen de gevolgen voor het transport en mobiliteit aan bod en worden een aantal alternatieven besproken, waar men anno 2021 de weg inslaat voor milieuvriendelijke oplossingen. De aandrijflijnen van personen- en bedrijfsauto’s worden steeds meer geëlektrificeerd om minder tot geen schadelijke stoffen uit te laten stoten. De overgang van de fossiele brandstoffen naar volledig elektrische aandrijving valt onder de zogenaamde “energietransitie’.

Klimaatverandering:
Onderzoek wijst uit dat de uitstoot van CO2 leidt tot opwarming van de aarde. De uitstoot van zogenaamde “broeikasgassen” zijn mede verantwoordelijk voor de klimaatverandering. Door de opwarmende lucht, warmen de oceanen gestaag op. Oceanen koelen veel minder snel af dan lucht, welke enigszins in temperatuur kan fluctueren.

De opwarming van de oceanen leidt tot andere warmwater(golf)stromingen. Deze golfstromingen zijn onderdeel van een wereldwijde “transportband” die koude en warme watermassa’s over alle oceanen laat circuleren. De Golfstroom transporteert veel warmte en is daarom belangrijk voor het klimaat. Met name voor ons West-Europese, milde klimaat. 

Met een verstoring of het wegvallen van deze golfstroom, dan zal ook het drukverschil tussen het noorden en zuiden van de Atlantische Oceaan wegvallen. Dat heeft tot gevolg dat de oceaan in het zuiden een halve meter daalt en in het noorden ongeveer een halve meter stijgt. De stijgende zeespiegel is zorgelijk voor ons laag gelegen Nederland, waar ongeveer 25% van het land beneden de zeespiegel (NAP) ligt.

Niet iedereen gelooft in de gevolgen van de klimaatverandering
Opwarming van de oceanen

Gassen in de atmosfeer:
De volgende afbeelding toont een grafiek met de hoeveelheid kooldioxide in de atmosfeer gezien van rechts naar links vanaf heden (0.0) tot 800.000 jaar geleden. De CO2-metingen zijn verricht uit ijskernen in de Noord- en Zuidpool. In de grafiek zien we fluctuaties in de hoeveelheid CO2 die altijd al hebben plaatsgevonden.

Op de lage punten in de grafiek was er sprake van een ijstijd. Circa 12.000 jaar geleden was de laatste ijstijd. Daarna is de grafiek stijl omhoog gegaan, daar deze eigenlijk gelijk had moeten blijven of had moeten dalen. We hadden in deze tijd eigenlijk een lagere temperatuur moeten hebben, in tegenstelling tot wat men vaak beweerd: dat het warmer had moeten worden. De temperatuurs-grafiek schiet nu door naar een extreme hoogte (aangeven met “You are here”). Door het smeltende ijs zijn dergelijke metingen steeds lastiger te realiseren.

De onderstaande diagrammen tonen de hoeveelheid schadelijke gassen die wereldwijd worden uitgestoten (links) en de CO2-uitstoot per sector (rechts). Op deze pagina richten wij ons tot het transport, welke een aandeel van 14% heeft in de totale CO2-uitstoot (anno 2021).

Uitstoot schadelijke gassen wereldwijd
CO2-uitstoot per sector

Invloed op de mobiliteitssector:
De klimaatdoelstellingen van de overheden dwingen autofabrikanten om de schadelijke uitlaatgasemissies van verbrandingsmotoren steeds verder te reduceren. Een belangrijke factor hierin is de CO2-uitstoot. Daarnaast komen steeds meer landen met plannen om de verkoop van voertuigen met verbrandingsmotoren tussen 2030 en 2040 te verbieden. Daarmee vindt er een transitie plaats naar geëlektrificeerde aandrijflijnen:

  • hybride (deels elektrisch in combinatie met een verbrandingsmotor);
  • volledig elektrisch;
  • waterstof en brandstofcel.

Voertuigen met een volledig geëlektrificeerde aandrijflijn hebben geen uitlaat waar schadelijke uitlaatgassen uitkomen. Deze voertuigen worden bestempeld als “groen”. De actieradius is vaak beperkt (80 tot 300 km) en de laadtijden om het accupakket te laden zijn lang.

Deels geëlektrificeerde voertuigen, zoals hybriden zijn ideaal om langere afstanden te rijden. In stadsverkeer kan men volledig elektrisch rijden, of een elektrische ondersteuning van de verbrandingsmotor voor een lager verbruik. Op de snelweg schakelt de verbrandingsmotor in en kan men zorgeloos en zonder lange laadtijden op vakantie naar het buitenland.

Elektrische VW ID.3 (Bron: Volkswagen.nl)

Maar hoe schoon en groen is een volledig elektrische auto eigenlijk? De meningen zijn hier sterk over verdeeld. Ondergetekende stipt feitelijkheden objectief aan.

Een volledig elektrische auto is niet klimaatneutraal. Er is zowel een directe uitstoot van fijnstof (remmen, banden) als een indirecte uitstoot van stikstofoxiden (CO2 en NOx). Diverse onderzoeken tonen wel aan dat een volledig elektrische auto over de gehele levensduur schoner is dan een auto die rijdt op fossiele brandstoffen.

Bij de CO2-uitstoot van een volledig elektrische auto wordt 0 gram per kilometer vermeld. Dit is de uitkomst van de WLTP-test. Er is namelijk geen directe uitstoot. In Nederland wordt anno 2021 nog beperkte “groene” energie opgewekt, wat afkomstig is van windmolens en zonnepanelen. De meeste elektriciteit wordt opgewekt door de verbranding van gas en steenkool. Dat levert de onderstaande komische illustraties op die helaas wel een kern van waarheid hebben.

Een eerlijke vergelijking met brandstofauto’s is pas wanneer men de uitstoot meerekent om de elektriciteit te produceren. Daarnaast vergt de productie van accu’s en elektromotoren veel CO2 en wordt er veelal gebruik gemaakt van schaarse grondstoffen. In de onderstaande tabel zien we de hoeveelheid CO2 uitstoot per liter benzine, diesel en LPG.

CO2-per-liter_benzine_diesel_lpg

Bij de CO2-uitstoot van een volledig elektrische auto wordt 0 gram per kilometer vermeld. Dit is de uitkomst van de WLTP-test. Er is namelijk geen directe uitstoot, maar met het opwekken van de elektrische energie is wel CO2 vrijgekomen. Eén kilogram steenkool levert maximaal 3,5 kWh op, waar bij de verbranding maar liefst 3,6 kg CO2 vrijkomt. 

Volgens de WTW-methodiek wordt alle CO2 die ontstaat bij het opsporen, winnen, transport en opslaan van steenkolen toegerekend aan de CO2-uitstoot van steenkool. Daarmee komt de uitstoot op 4,4 kg CO2 per kg steenkool.

We kijken nu alleen naar de totale uitstoot tijdens de verbranding, omdat er volgens de WTW-methodiek van benzine en diesel ook CO2 wordt geproduceerd. We zien dat met het gemiddelde verbruik van de betreffende voertuigen dat de CO2 uitstoot per kilometer bij een elektrisch voertuig vele malen hoger ligt dan bij die op fossiele brandstoffen rijden. Bron: AMT 5-2021

CO2-per-km_benzine_diesel_lpg_elektrisch

Groene energie:
Met groene energie wordt tijdens het opwekken geen CO2 uitgestoten. In de toekomst zien we dat we grijze energie (afkomstig van steenkolen) steeds meer vervangen door groene energie die is verkregen door wind- of zonne-energie.

Pas wanneer al onze elektriciteit is verkregen dankzij groene energie, is het rijden met een volledig elektrisch voertuig schoon en “zero emission”.

Hieronder staan feiten van zonne-energie en windenergie opgesomd.

Zonne- en windenergie. Bron: https://cleartechnology.nl

Zonne-energie op land:

  • 6.000.000 kWh/jaar = 44.000 m2, oftewel 136 kWh / m2
  • Meer voorspelbare patronen en seizoensafhankelijk.
  • Behoorlijk schaalbaar;
  • Vaak goed “onzichtbaar” te maken bovenop gebouwen of als vervanger van dakpannen.

Windenergie op land en zee:

  • 60.000.000 kWh/jaar (190.000 m2), oftewel 32 kWh / m2;
  • Minder seizoensafhankelijk;
  • Grote vermogens per unit;
  • Horizonvervuiling;
  • Vragen veel ruimte (5x diameter rotor) om turbulentie tussen onderlinge rotorbladen te voorkomen.

Samengevat is de energieopbrengst van zonne-energie per vierkante meter hoger dan windenergie. Maar omdat de zonkracht gedurende een periode erg wisselt en er vrijwel altijd wind is (dag, nacht, zomer en winter) is de opbrengst van wind vrijwel constant. De zonnepanelen zijn vrij eenvoudig onopvallend aan te brengen en uit te breiden, terwijl windmolens een bron van ergernis zijn bij mensen die er vlak bij wonen, of niet meer kunnen genieten van vrij uitzicht over een natuurgebied.