Nog voor de geboorte van de auto met verbrandingsmotor, ontkiemde al het idee van elektrisch transport (electric vehicle, EV). Het huidige straatbeeld toont duidelijk aan dat elektrische wagens tot nu de strijd verloren. Dit is ook niet verwonderlijk, aangezien we een eeuw geleden nog lang niet de technologieën bezaten om van EVs een succesverhaal te maken. Hoe ver staan we dan vandaag? Is het stilaan nog geen optie voor de elektrische wagen om zijn vervuilende broer aan weerwoord te bieden?
Wie koopt elektrische wagens?
Steeds meer autofabrikanten bieden naast hun gebruikelijk assortiment ook elektrische wagens aan. Dit zijn ofwel 100% elektrische wagens zoals de Tesla Model S of plug-in hybride wagens zoals de BMW i8. De full hybrid wagens (bv. Toyota Prius) worden niet als EVs beschouwd, aangezien ze nog grotendeels aangedreven worden door een verbrandingsmotor.
De globale verkoop van elektrische wagens is volgens het ZSW (Zentrum für Solarenergie- und Wasserstoff) de afgelopen drie jaar telkens verdubbeld. Deze waarneming moet wel genuanceerd worden. Doordat ook de automobiel markt blijft groeien, vertaalt deze exponentiële groei zich niet in een gelijkaardige groei in marktaandeel. Het marktaandeel van EVs blijft voorlopig nog bedenkelijk laag. Er zijn dit jaar slechts vijf landen waar EVs meer dan 1% van alle nieuw verkochte wagens uitmaken: Noorwegen (14,49%), Nederland (4,58%) IJsland (2,20%), Zweden (1,52%), en Estland (1,05%).
Wat zijn de uitdagingen van elektrische wagens?
Portefeuille
EVs zijn niet goedkoop. Om een elektrisch aangedreven voertuig zelfstandig, voor een significante afstand en tegen hoge performantie te laten rijden, zijn dure batterijen nodig. De prijs van zulke batterijen bedraagt vandaag ongeveer 500$/kWh. Afhankelijk van de elektrische capaciteit van de wagen komt dit neer op een prijs van €9.500 tot wel €33.600 voor het volledige batterijpakket. Dat maakt dat een EV al snel een stuk duurder is dan een gelijkaardige traditionele wagen.
Je verdient dit verschil toch terug met besparingen op benzine of diesel en onderhoudskosten? Deze stelling werd in 2011 onderzocht door consultantsbureau McKinsey en co. Zij publiceerden een grafiek die weergeeft vanaf wanneer het voor de consument economisch aantrekkelijk is om een elektrische wagen te kopen.
Deze grafiek geldt voor de situatie in de Verenigde Staten in 2011. De combinatie van een lage brandstofprijs en een hoge batterijprijs zorgt ervoor dat de aankoop van een elektrische wagen (BEV: full electric of PHEV: plug-in hybrid) niet economisch verantwoordbaar is. Voorbeelden uit Europa suggereren dat deze grafiek wel degelijk een grond van waarheid bevat. Noorwegen bijvoorbeeld heeft de hoogste brandstofprijs ter wereld, ongeveer 9 US$ per gallon of 1,9 euro per liter. Noorwegen is ook het land waar elektrische wagens het grootste marktaandeel hebben wereldwijd. Het valt op dat veel Europese landen in beide categorieën hoog scoren. Is een elektrische wagen enkel interessant in landen met hoge brandstofprijzen?
Wachten op hoge brandstofprijzen is niet de aangewezen strategie. Streven naar lagere batterijprijzen daarentegen zou dé oplossing kunnen zijn om elektrische wagens voor iedereen betaalbaar te maken. De onderzoekers van McKinsey en co geloven dat, dankzij het schaalvoordeel in productie, goedkopere componenten en vooruitgang van batterijtechnologie, het dit decennium nog mogelijk is om een aanvaardbare prijs voor batterijen te bereiken (rond 200 $/kWh). Ook Tesla heeft plannen om tegen 2020 een batterij producerende ‘GigaFactory’ te bouwen die hen in staat moet stellen deze drempel te overwinnen.
Bereik
Eén van de grootste hekelpunten is het beperkte bereik van een elektrische wagen. Genormaliseerde verbruikstests zoals de NEDC in Europa geven een beter beeld op deze kwestie. De twee meest verkochte elektrische wagens op dit moment, de Nissan LEAF en Tesla Model S, hebben volgens deze test een maximum bereik per laadbeurt van respectievelijk 200km en 502km.
Dit verschil in bereik is ook te merken aan de prijs, €29.890 voor de LEAF en €76.240 voor de Model S (85kWh). Alhoewel de meeste EVs inderdaad een beperkt bereik per laadbeurt hebben, is Tesla toch al aardig op weg om deze kloof dicht te rijden. De Model S is voorlopig echter eerder uitzondering dan regel. Om werkelijk een langeafstandsvoertuig genoemd te kunnen worden is het bovendien noodzakelijk om, mits snel herladen/bijtanken, een veelvoud van dit bereik te kunnen afleggen.
Opladen
Het nadeel van batterijen is dat ze terug opgeladen moeten worden. Ook de tank van een auto dient regelmatig bijgevuld te worden, dus op het eerste zicht is dit geen onoverkomelijk probleem. Het verschil tussen de twee is echter de tijd die je nodig hebt. Brandstof tanken gaat aan een vermogen van enkele MegaWatts. Uit een gewoon stopcontact komt ongeveer 3.4 kiloWatt, dus bijna 1000 keer minder. Dit vertaalt zich in de tijd: tanken duurt enkele minuten, opladen via een gewoon stopcontact al snel enkele uren voor slechts 100km. Om dit probleem op te lossen hebben verschillende bedrijven ‘fast chargers’ ontwikkeld. Dit zijn speciale stopcontacten die een veel groter vermogen kunnen leveren, waardoor de batterijen sneller opladen. Voorlopig zijn er echter nog twee factoren die een snelle uitrol van dergelijke ‘fast charging points’ bemoeilijken.
Allereerst heeft ieder land en ieder bedrijf zijn eigen standaard. De Japanners zweren bij de CHAdeMO stekker, de IEC (international electrotechnical commission) ziet liefst de COMBO2 gebruikt, TESLA heeft zijn ‘Supercharger’ enzovoort. De verschillende standaarden zijn absoluut niet compatibel, dus iedere auto zou zijn eigen oplaadpaal moeten hebben, wat niet haalbaar is. Er worden pogingen ondernomen om deze verschillende standaarden te harmoniseren, maar het zal nog even duren voor iedereen het eens is.
Het tweede probleem is het elektriciteitsnet zelf. Het laagspanningsnet is niet ontwikkeld voor dergelijke grote vermogens. Centrale oplaadstations zouden dan, zoals grote bedrijven, speciale aansluitingen nodig hebben. Dit is heel duur en de vraag is dan wie deze zou moeten betalen: de distributienetbeheerder, de uitbater van het oplaadstation, de regering,… ?
Potentieel: Grid connected vehicles?
In de strijd tegen een brandstoftank dient een batterij dus heel wat uitdagingen te overwinnen. Het opladen van de batterijen biedt echter ook een groot potentieel aan opslag. De onvoorspelbaarheid van hernieuwbare energie, zoals wind en zon, kan men deels opvangen met deze opslagcapaciteit. Wanneer men met de wagen naar het werk gaat en deze aansluit op het elektriciteitsnet, kan het voertuig de overproductie aan hernieuwbare energie opslaan. Als het wat minder zonnig en winderig is, kan de wagen de opgeslagen energie terug aan het net leveren. Zolang de batterij vol is als je klaar bent met werken, is het voor jou niet belangrijk wat er tussenin met de batterij gebeurt. Bestuurders kiezen uiteraard zelf in welke mate zij hun batterij beschikbaar maken en halen hier mogelijks ook financieel voordeel uit.
Voor meer informatie en een verdere uitdieping van de onderwerpen, bent u uitgenodigd op de eerste denktank van YERA rond elektrisch transport op 28 oktober met specialist ter zake Niels Leemput.