In 2025 geld verdienen met elektrische auto’s?

Het is al vaker gezegd: de elektrische auto zou wel eens een cruciale rol kunnen gaan vervullen in de energievoorziening van de toekomst. Hoe realistisch is dit idee vraagt gastredacteur Henri Bontenbal zich af (blog). Bontebal is CDA-beleidsmedewerker duurzaamheid en milieu, maar schrijft dit stuk op persoonlijke titel.

In zijn inaugurele rede aan de TU Delft (kliktv) heeft prof. Ad van Wijk dit idee onlangs opnieuw voor het voetlicht gebracht. In zijn visie is een duurzame parkeergarage de elektriciteitscentrale van de toekomst. Als auto’s in de toekomst worden voorzien van brandstofcellen, kunnen zij biogas en waterstof omzetten naar elektriciteit. Prof. Van Wijk: “Als je in de parkeergarage met brandstofcellen elektriciteit opwekt, hebben we met een garage van 500 auto’s een 40 MW elektriciteitscentrale gebouwd.” Hoe realistisch is dit idee?

Technologische innovaties en maatschappelijke trends laten zich niet precies voorspellen. Dat geldt evengoed voor de toekomstige energievoorziening en de rol van de elektrische auto daarin. Toch kunnen we een aantal ingrediënten van de toekomstige energievoorziening redelijkerwijs voorzien. In de eerste plaats zal het aandeel hernieuwbare energie fors toenemen. Parallel daaraan zal er een verschuiving plaatsvinden van een lineaire energielevering (van elektriciteitscentrale naar gebruiker) naar een mix van centrale en decentrale energieproductie. Ten derde is daarvoor een slim energienetwerk met mogelijkheden voor een efficiënte elektriciteitsopslag een vereiste.

Laten we eens fantaseren over de rol die de elektrische auto kan spelen in 2025. 1 miljoen elektrische auto’s in 2025…

De Rijksoverheid heeft de ambitie in 2015 20.000 elektrische auto’s op de weg te hebben, in 2020 moeten dit er 200.000 zijn en in 2025 1 miljoen. Envia, een Amerikaanse start-up, maakte onlangs bekend dat zij een accu met een energiedichtheid van 0,4 kWh per kilogram kan produceren tegen veel lagere kosten dan de huidige accu’s. Een betaalbare accu van 40 kWh in een elektrische auto lijkt dus goed mogelijk in 2025. Dat betekent dat het wagenpark van elektrische auto’s in 2025 een opslagcapaciteit heeft van 40 miljoen kWh en een totaal piekvermogen kan leveren van 136 GW.

Om deze getallen een context te geven: in 2010 stond er 2.230 MW aan opgesteld vermogen van windturbines. Als de plannen doorgaan, moet dit vermogen opgeschroefd zijn tot 6 GW in 2020. ECN schat in haar Referentieraming dat in 2020 de totale capaciteit aan elektriciteitsproductie in Nederland rond de 40 GW ligt. De elektrische auto kan, deze cijfers vergelijkend, een belangrijke rol spelen. Welke rol?

De elektrische auto kan een belangrijke rol spelen bij de opslag van elektriciteit bij een fluctuerend aanbod van hernieuwbare energie. De accu’s kunnen, wanneer deze aangesloten zijn op het elektriciteitsnet, zorgen voor peakshaving. Het prijsmechanisme zal daarbij zorgen voor de optimale afstemming tussen vraag en aanbod. Is er een overschot aan (hernieuwbare) elektriciteit, dan zal deze voor een lage prijs kunnen worden afgenomen. De elektrische auto wordt daarom uitgerust met een boordcomputer die realtime informatie over de elektriciteitsprijs ontvangt. De bestuurder kan het reisprogramma van de dag invoeren, zodat de auto op het juiste moment over voldoende elektriciteit beschikt. Als de zon volop schijnt en de auto geparkeerd staat bij de zaak, wordt de (goedkope) elektriciteit afgenomen door de elektrische auto en daarmee wordt de piekproductie van elektriciteit nuttig gebruikt.

De elektrische auto zal niet alleen op het juiste moment elektriciteit afnemen, maar ook elektriciteit kunnen aanbieden aan het net als daar behoefte aan is. De elektrische auto is daarvoor uitgerust met een ‘bi-directional electric vehicle charger’ die de gelijkstroom van de accu als wisselstroom aan het elektriciteitsnet kan leveren. (Het Amerikaanse PJM Interconnection ontwikkelt en test deze mogelijkheid op dit moment.) De elektrische auto speelt daarmee een belangrijke rol op de onbalansmarkt en de eigenaar van de elektrische auto verdient daarmee tientallen euro’s.

Thuis

Hierboven is vooral gekeken naar de mogelijkheden van de koppeling van de elektrische auto aan het elektriciteitsnet. Maar welke rol kan de elektrische auto thuis spelen?

De elektrische auto kan afnemen of leveren van het landelijke elektriciteitsnet, maar natuurlijk ook gekoppeld worden aan het elektriciteitsnet van de woning. In 2025 wordt elektriciteit (ook) met variabele tarieven aangeboden. Het kan dus voordeling zijn de elektrische auto ’s nachts op te laden met goedkope nachtstroom en deze overdag te gebruiken wanneer de tarieven hoger zijn. Of de elektriciteit die overdag wordt opgewekt met de zonnepanelen kan ’s avonds en ’s nachts weer gebruikt worden voor de huishoudelijke apparaten.

Terug naar het heden…

De huidige wet- en regelgeving zal, met een grootschalige introductie van de elektrische auto en de hierboven beschreven innovaties, aangepast moeten worden. In een andere blog schreef ik daar al over. De elektrische auto is immers een rijdende batterij met voldoende elektriciteit voor een paar dagen huishoudelijk elektraverbruik.

De eigenaar van een elektrische auto kan immers de auto bij het bedrijf opladen. De elektriciteit is daar (vaak) een stuk goedkoper, omdat de energiebelasting fors lager is. Een bedrijf dat meer dan 50.000 kWh per jaar verbruikt, betaalt nu ongeveer 10 cent per kWh minder aan energiebelasting dan een huishouden. Als het mogelijk is de woning en de apparatuur daarin aan te sluiten op de elektrische auto, dan is het winstgevend de auto op te laden op de zaak en bij thuiskomst aan te sluiten op het elektriciteitsnet van de woning. Als daarmee een afname van 1.000 kWh per jaar kan worden vermeden, betekent dit een besparing van meer dan 100 euro. Een elektrische auto heeft een accu van 16 kWh (Opel Ampera), dus 3 kWh per dag aan de woning leveren lijkt geen probleem.

Voorspellingen

Tot slot nog een paar ongefundeerde, intuïtieve voorspellingen:

  • De waterstoftechnologie lijkt het verloren te hebben van de accutechnologie. De range-extender zal echter een belangrijk onderdeel worden van een succesvolle elektrische auto. In het kielzog van de ontwikkeling van de elektrische auto komt ook de waterstof- en brandstofceltechnologie weer om de hoek kijken. De range-extender zal aangesloten worden op een brandstofcel en een waterstoftank.
  • Op het gebied van accutechnologie zullen verschillende doorbraken gaan plaatsvinden, bijvoorbeeld op het gebied van surface-mediated cells (SMC’s). Deze combineren de voordelen van gewone accu’s (opslagcapaciteit) en supercondensatoren (snel laden en ontladen).
  • Op het gebied van elektrische laadpalen gaat ook het nodige verschuiven. Verschillende partijen willen deze exploiteren en hanteren verschillende tarieven. Amsterdam is inmiddels gestopt met het gratis tanken bij elektrische laadpalen.
  • Energieleveranciers en andere bedrijven zullen constructies bedenken waarbij de elektrische auto of de accu eigendom is van het bedrijf. De prijs van de auto daalt daarmee en wordt dus in aanschaf aantrekkelijker. De energieleverancier benut de voordelen van de tijdelijke energieopslag in de accu’s.


Verder lezen?

– De Rijksoverheid over de plannen voor de elektrische auto: http://bit.ly/qftbC0
– Meer energie in een accu door combinatie ijzer, koolstof, lithium? http://bit.ly/HU4uQK
– Verwachtingen energieproductie in Nederland (Referentieramingen ECN): http://bit.ly/HKEee2
– Elektrische auto’s gebruiken voor peakshaving: http://bit.ly/HLfJJL
– Terugleveren van elektriciteit aan het net door elektrische auto: http://bit.ly/clCqZs
– The Cash-Back Car: Monetizing Electric Vehicles: http://onforb.es/nHyWSq
– Elektrische auto met ultracondensatoren: http://bit.ly/IJkirG
– Over surface-mediated cells (SMC’s): http://bit.ly/Is8aVj
– Tarieven voor opladen: http://bit.ly/HIKr4o

Foto Flickr Romainguy

 

 

 

 

  1. 1

    Ik denk ook dat het elektrisch rijden de komende jaren een vlucht gaat nemen. Er wordt in het artikel gefocussed op de accu als bottleneck voor een succesverhaal, maar ik denk dat de belangrijkste horde die genomen moet worden is dat de samenleving klaar gemaakt moet worden voor een andere manier van rijden. Van mensen die elektrisch rijden of hebben gereden hoor ik dat ze zich tijdens het rijden veel bewuster waren van het energieverbruik, en dat ze veel moesten plannen wanneer en waar er opgeladen kon worden. Een accu zit immers niet zo snel vol als een benzinetank. Dat vereist gedragsverandering, wat me veel lastiger lijkt dan technische innovatie.

  2. 2

    Dat waterstof als energiedrager het van de accu gaat verliezen is al een paar jaar duidelijk omdat de accutechnologie door de laptops en mobiele telefoons zich snel ontwikkeld. Een dergelijke driver ontbreekt bij de brandstofcellen.

    Waarom zou ik vervolgens brandstofcellen in mijn auto willen hebben? Ik zou het echt niet weten. Als ik op basis van alleen accu’s kan rijden heb ik die niet nodig.

    Zelfs met de beperkte markt voor elektrische auto’s die er nu is kun je al modellen kopen die vele honderden kilometers kunnen rijden op één acculading. Dat is veel verder dan in 99% van de ritten gereden wordt.

    Het issue dat ‘tanken’te lang duurt is kijken met de bril van gisteren naar de technologie van morgen. Tanken doe je gewoon niet meer! De auto laad op op de parkeerplaats en stoppen onderweg doe je alleen nog om te plassen en koffie te drinken.

    Er is wel een aanpassing van de parkeerplaatsen nodig zodat het opladen vanzelf gaat, want gedoe met stekkers is natuurlijk ook heel erg 2011.

  3. 3

    Een (niet-te-vergeten) belangrijk nadeel van batterijen tegenwoordig is levensduur. Het op en ontladen verkort de levensduur van batterijen. Indien de batterijen dus tevens gebruikt worden om piekvermogens op te vangen in het energienet ben ik erg benieuwd wat de effecten zijn op deze levensduur.

  4. 4

    Met de toekomstige duurzame energieplannen waan je je in de sprookjeswereld van luilekkerland met beweringen als bij “accutechnologie zullen verschillende doorbraken gaan plaatsvinden”. Waar blijven de andere doorbraken? De huidige accu’s kunnen maar een beperkt aantal keren opgeladen worden. Dat alleen al maakt opslag/levering met accu’s onmogelijk.

    Het prettige van e-auto’s als elektriciteitsbuffer is wel dat windloze winterdagen fileloos blijven, er kan dan weinig gereden worden, de e-vraag elders is gewoon te groot. Voor het overschot op winderige zonnige lentedagen moet nog wel iets bedacht worden.

    Windenergie neemt nauwelijks toe, met stagnatie in 2010 en de omvang van zon-pv is nog heel beperkt. Met 1 miljoen e-auto’s binnenkort, is het zelfs de vraag of alleen daarvoor al voldoende hernieuwbare energie beschikbaar is, zodat het opslagprobleem zich niet kan voordoen

  5. 5

    Ik ben het niet met je eens dat de te lange duur van het tanken, kijken met de bril van gisteren is.

    Zoals momenteel de praktijk is: gemiddeld 150 Km actieradius en vervolgens 10 uur opladen en dat gecombineerd met een te verwachten levensduur van het accupakket van 3 tot 5 jaar, kan ik nou echt geen aanbeveling noemen. Het beperkt het gebruik te veel. En dan zijn effecten van verlichting, verwarming en/of airco niet meegenomen. Ik ben benieuwd welke modellen vele honderden kilometers kunnen rijden. De Opel Ampera is het niet want die heeft een hulpmotor op brandstof.

    En hoe je het nou wendt of keert, mobiliteit is min of meer een eis van deze maatschappij/economie en dat zie ik niet afnemen.

    Overigens: Biogas produceert OOK CO2 en ander afvalproducten.

  6. 6

    Roland, elektrische auto’s hebben natuurlijk niet persé duurzame energie nodig om op te laden. Op bewolkte windloze dagen in de winter zal alsnog een gascentrale ingeschakeld moeten worden om aan de vraag te voldoen.

    Het is dan ook niet de duurzame energie die een voorwaarde vormt voor het succes van de e-auto, maar de e-auto die een bijdrage levert aan het succes van duurzame energie (door in opslag te voorzien).

  7. 7

    Bal: Zelfs met de beperkte markt voor elektrische auto’s die er nu is kun je al modellen kopen die vele honderden kilometers kunnen rijden op één acculading.

    Noem eens één zo’n model, a.u.b.

  8. 9

    @Joris Een elektrische auto op kolenstroom is niet echt een verbetering, volgens sommigen zelfs een verslechtering. Je kun beter zorgen dat bestaande auto’s – veruit het grootste deel – zuiniger worden. Maar energiebesparing is voor bestuurders niet echt aantrekkelijk. De e-auto spreekt meer tot de verbeelding ondanks het aantal van veel minder dan 1% van het totaal aantal auto’s. Daarnaast komt ook nog de groene gas auto!

    Massaal opslag van duurzame energie is met e-auto’s onmogelijk, omzetting van deze stroom in waterstof/aardgas wel. Dus mij ontgaat die bijdrage. Wie wil een e-auto die in de ochtend maar voor de helft of minder opgeladen is?

  9. 10

    Ik geef toe, die kan je inderdaad al kopen. Alleen je kan er nog niet in rijden, want de wagens hebben de buitenkant van de fabriek nog niet gezien.

    Noem nog eens een model, a.u.b.

  10. 11

    Kan zo’n elektrische auto wel 130?

    Het voordeel is denk ik dat centraal en op grote schaal opgewekte energie veel schoner is dan de energie van al die verbrandingsmotoren die nu de lucht rond de snelwegen vervuilen. Of: als je op je werk zit laad je de auto nog wat op aan de PV-paal – maar dan heb je allicht wel 10 m2 nodig, wat toch weer 10 kiloeuro kost.

    Is een brandstofcel als bijlaadapparaat schoner dan een verbrandingsmotor, zoals b.v. in de Prius wordt gebruikt?

  11. 13

    Het gaat niet om kolen of hernieuwbaar. Het gaat om een geïntegreerde oplossing voor de energievoorziening van de toekomst. Dat zal bestaan uit een energiemix waar kolen en gas nog steeds een rol spelen naast duurzame opwekking.

    Daarnaast schreef ik bewust niet over kolen maar over gas, omdat gascentrales flexibeler te schakelen zijn dan kolencentrales.

    Je schrijft dat energiebesparing voor gebruikers niet aantrekkelijk is. Geld besparen misschien wel? Elektrisch rijden is per kilometer veel goedkoper dan benzine tanken.

    Je gaat ook voorbij aan mijn argument; De e-auto biedt mogelijkheden voor de transitie naar duurzame energie. Dat is wat anders dan dat de beschikbaarheid en betrouwbaarheid van duurzame energie een drempel vormen voor de transitie naar elektrisch rijden, zoals jij stelt.

  12. 14

    EV-laadinfrastructuur wordt niet gevoed door PV (zeker niet op je werk) maar door het elektriciteitsnet. Stroom = stroom. Je baas betaalt gewoon per kWh aan de energieleverancier. Het is dan aan de energieleverancier of die kiest voor duurzame opwekking. (Of aan je baas welke leverancier hij kiest)

    Elektrische auto’s hebben een snelheidslimiet van tussen de 130 (Hyundai i10) en 200 (Roadster) km/u. De Opel Ampara kan 160. Acceleratie is elektrisch sneller dan met benzine.

  13. 15

    Een aantal elektrische auto’s kan wel degelijk 130 of sneller. Volgens mij is dat een ontwerpfout. Als we alle verkeer terug zouden brengen naar max. 90 of 100 km/h dan bespaart dat enorm veel energie.

    Brandstofcellen zijn zeker veel schoner (en efficiënter) dan verbrandingsmotoren. Als je schone koolwaterstoffen gebruikt als brandstof dan bestaat de uitstoot alleen uit CO2 en H20. Als je waterstof gebruikt als brandstof dan komt er alleen zuiver H20 uit.

    Ik ben er nog niet van overtuigd, zoals Bontebal hierboven, dat accu’s hebben “gewonnen” van de brandstofcel als primaire energievoorziening voor voertuigen. En een brandstofcel inzetten als “range extender” lijkt me gewoon gekkenwerk. Met een brandstofcel + brandstof in de auto heb je de accu natuurlijk helemaal niet meer nodig.

    Accu’s nemen nu een voorsprong op brandstofcellen omdat er nog geen netwerk is voor waterstof zoals dat er voor elektriciteit en benzine/diesel/LPG wel is.

  14. 16

    Absoluut leuke auto’s die Tesla’s. De prijs is echter fors te noemen. Als platform lijkt het mij nog niet echt haalbaar, ook niet voor meer praktische modellen. En dan kijk ik naar de concepten voor middenklassers dietoch meer aan de gemiddelde gebruikseisen voldoen.

    Oh ja, hoe lang is de oplaadtijd van zo’n Tesla?

  15. 17

    Bal, mooi lijstje op elektrischeauto.nl. Jammer dat de meeste van die auto’s of niet te koop zijn, of nog niet te koop zijn, of niet meer te koop zijn, of niet in staat zijn “vele honderden kilometers” te rijden op een lading.

  16. 18

    “Elektrisch rijden is per kilometer veel goedkoper dan benzine” Helaas dat maakt een zuinige e-auto minder aantrekkelijk dan een zuinige benzine! Dus ook hier weer nadruk op hoge snelheid, snel optrekken e.d. energieverslindende zaken dus!

    “De e-auto biedt mogelijkheden voor de transitie naar duurzame energie” Die overgang kan ook zonder e-auto’s, vooral door in te zetten op meer windenergie, die is het verst ontwikkeld. Bij de e-auto wachten we nog op een effektiever accu met veel minder materiaal per energie eenheid. In de tussentijd echt inzetten op zuinige (fossiele) auto’s en de hybride.

  17. 20

    @roland in welk opzicht is een elektrische auto op kolenstroom geen verbetering tov brandstofauto’s? Uitgaande van de CO2 conversiefactoren van de CO2 prestatieladder (die well to wheel zijn) kom ik voor elektriache auto’s rond de 50 gram per kilometer. Brandstofauto’s halen dat vaak (nog) niet. Op gebied van lokale luchtkwaliteit en geluid wint de elektrische auto ruimschoots van de huidige brandstofauto.

  18. 21

    @Krispijn beek, Het kolencentrale rendement is zo’n 35%; dus het rendement van een e-auto wordt dan zo’n 30%. Dat haal je ook met een diesel. Het e-auto voordeel is het gebruik van remenergie, doch dat speelt vooral in stedelijke omgeving en kan ook met een hybride.

    Voor lokale luchtverbetering kun je beter beginnen met de aanpak van brommers, scooters en motoren.
    De e-auto (en de Hybride) kent zeker minder lokale lucht- en geluidsvervuiling. De grootste stadsvervuiler zijn het vrachtverkeer en helaas ook nog bussen(!). Daar is geen e-versie voor, behalve een trollybus, maar voor dit elektrisch voertuig is opmerkelijk weinig belangstelling; veelzeggend!

    Tegenover de lokale milieuverbetering staat de enorme milieuvervuiling van kolen(centrales) met meer radioaktiviteit dan een kerncentrale!
    Europa schijnt de Duitse kolenwinning nog steeds te subsidieren.

    Vanuit energie- en milieubeleid gezien is een strikte regelgeving voor transportbrandstof – ook voor schepen, dieseltreinen e.d. – veel effektiever dan de huidige subsidies aan e-voertuigen.

  19. 22

    @Roland kolenwinning wordt door Duitsland zelf gesubsidieerd. De Europese Commissie probeert dit al jaren aan te pakken, maar niet heel succesvol. Volgens mij (geen link) is de huidige afspraak dat de subsidiering van kolenwinning in 2018 afgebouwd moet zijn. Wat betreft radioactiviteit van kolenafval heb je een punt.

    In Utrecht wordt stadstransport deels elektrisch gedaan. Een andere oplossing kan een waterstof-eletrisch hybride voertuig zijn, zoals Hytruck bv levert.

    Naar mijn mening is er altijd een combinatie van maatregelen nodig. Herman Vollebregt van het PBL heeft het daarbij over de drieslag: preek-wortel-stok. Oftewel: roep waar je naar toe wil (bv schone stad), geef een incentive aan degene die daar naar toe bewegen (bv. lagere BPM voor schone voertuigen), en beprijs of bestraf wat je niet wil (bv geld betalen voor vuile vrachtwagens in de stad of milieuzonering waardoor voertuigen er niet in komen).

    Ik ben groot voorstander van een aanpak van brommers en scooters. De rijafstanden passen meestal prima bij de overstap naar een elektrische versie. Bovendien dragen ze relatief veel bij aan lokale luchtverontreiniging, overigens is het effect op het volume aan luchtverontreinigende stoffen gering aldus het PBL (pdf alert): “de emissieberekening van bromfietsen en motorfietsen in Nederland (…)met een nieuw model dat beter rekening houdt met het motorvermogen en de leeftijd van de bromfietsen en motorfietsen (…) laat zien dat vooral oudere motorfietsen en bromfietsen meer fijn stof (PM10) uitstoten dan eerder werd verwacht. Ook de uitstoot van stikstofoxiden ligt iets hoger dan eerder werd berekend. Motoren en bromfietsen leveren echter maar een kleine bijdrage aan de totale uitstoot van stikstofoxiden en fijn stof van wegverkeer in Nederland.
    Oude bromfietsen blijken ook meer koolwaterstoffen uit te stoten dan eerder werd gedacht, maar nieuwe bromfietsen blijken juist wat schoner. Als gevolg hiervan dalen de emissies van koolwaterstoffen sneller dan eerder werd berekend: van 25 kiloton in 1990 tot 4 kiloton in 2010.”