Elektrische auto is qua efficiëntie onverslaanbaar

De effectiviteit van een motor kan alleen worden bepaald door naar de mate van efficiëntie te kijken. Dan blijkt dat de elektromotor onverslaanbaar is, ook ten opzichte van dieselmotoren en elektromotoren die worden aangedreven door een waterstofbrandstofcel.

Of het nu gaat om een benzine- of een dieselmotor, om een auto met elektromotor of een auto met een waterstofaandrijflijn, voor alle aandrijfsystemen geldt hetzelfde: een deel van de in de brandstof opgeslagen energie kan niet voor de aandrijving worden gebruikt, maar gaat verloren.

Iedereen die heeft opgelet bij de lessen natuurkunde weet dat energie niet verloren kan gaan. Het grootste deel ervan wordt echter omgezet in ongewenste bestanddelen. Bijvoorbeeld in wrijvingswarmte in lagers. En er gaat veel warmte verloren via de uitlaatgassen en de koeling. Vooral conventionele verbrandingsmotoren zijn hier in het nadeel.

Reden: wanneer een brandstofmengsel in de verbrandingskamer wordt ontstoken, wordt er veel warmte opgewekt. Veel meer dan de motor thermisch aankan. Zodoende moet de motor worden gekoeld. De warmte vloeit dus min of meer ongebruikt weg via het koelwater en het uitlaatsysteem.

Waarden zijn bij benadering

Uiteindelijk heeft een benzinemotor een rendement van ongeveer 29 procent; bij een dieselmotor ligt dat iets hoger, namelijk 32 procent. Een elektrische motor die wordt aangedreven door een waterstofbrandstofcel, komt tot ongeveer 40 procent. Dit zijn allemaal waarden die een stuk lager liggen dan die van elektrische auto’s met een accupakket. Als de elektriciteit uit accu’s komt, is de efficiencygraad ongeveer 80 procent.

Alle bovenstaande waarden zijn overigens bij benadering. Het werkelijke rendement hangt uiteindelijk van vele factoren af. Een benzinemotor kan bijvoorbeeld een rendement halen tussen 25 en 40 procent in het deellast- en vollastbereik. Het optrekken met lage toerentallen is bijzonder inefficiënt. Dan daalt de efficiencygraad tot slechts 10 procent.

Tot dusver hebben we het echter alleen gehad over de efficiëntie in de auto. De experts noemen dit tank-to-wheel. Als je het in zijn geheel wil bekijken, moet je een stap verder zetten – en kijken naar de efficiëntie vanaf de energiebron tot het gebruik in de auto. Dit wordt well-to-wheel genoemd.

Synthetische brandstoffen energieverslindend

Hier verliezen elektriciteit en waterstof het meer van fossiele energiebronnen. Vooral waterstof is complex om te produceren, wat de balans verslechtert.

Volgens berekeningen van het Duitse ministerie van Milieu, dat onderzocht hoeveel stroom er in de de keten opgewekt moet worden om een auto 100 kilometer te laten afleggen, bleek dat er voor een volledig elektrische auto 18 kWh nodig is en voor een waterstofauto 54 kWh.

In Duitsland wordt ook geëxperimenteerd met de ontwikkeling van synthetische brandstoffen. Daarmee kan volgens Porsche de CO2-uitstoot van brandstofmotoren met 85 procent worden gereduceerd. Het productieproces kost echter ook veel energie, zelfs als er groene stroom gebruikt wordt. Hierdoor is er volgens diezelfde berekening van het ministerie 115 kWh nodig om een auto op synthetische brandstof 100 kilometer te laten afleggen.

Al met al haalt de brandstofcel een rendement van 27 procent, bij de benzinemotor is dat 20 procent en bij de volledig elektrische auto ongeveer 64 procent. Wel bleek vorig jaar uit een studie van de internationale en onafhankelijke ngo Transport & Environment (TE) dat bij het rendement van de brandstofcel de meeste ruimte voor verbetering zit, tot wel 10 procent.

Groene stroom als voorwaarde

Wat de CO2-balans betreft, presteren de verschillende energiebronnen ongeveer hetzelfde. De laagste CO2-uitstoot, als we kijken naar de gehele toeleveringsketen tot aan het gebruik in de auto aan toe, komt op het conto van volledig elektrische auto’s. Voorwaarde is dan wel dat er groene stroom wordt gebruikt.

Als er gekeken wordt naar de gehele levensduur van de auto, dan zijn er studies die uitwijzen dat zelfs in een land als Polen, waar nog veel kolencentrales in gebruik zijn, de CO2-uitstoot van een volledig elektrische auto gedurende de levensduur 29 procent lager uitvalt dan die van een benzine- of dieselauto.

De elektromotor is qua efficiency simpelweg onverslaanbaar, zo is gebleken. Als je groene stroom gebruikt om de accu’s op te laden, zijn ook de prestaties wat betreft de CO2-uitstoot onovertroffen. Zo doet de batterij-elektrische auto iets goed voor het milieu.

Facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail

Geef als eerste een reactie

Geef een reactie

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd.


*