Moderne voertuigtechnologie kan de uitstoot van broeikasgassen verminderen zonder het uiterlijk, het gevoel of de prestaties te veranderen die eigenaren verwachten.

California Air Resources Board

Ongeveer een derde van onze energie gaat naar transport. Kan technologie het energieverbruik  verlagen? In dit hoofdstuk onderzoeken we opties om twee doelen te bereiken: de grootst mogelijke reductie in het energieverbruik van transport, en het elimineren van het gebruik van fossiele brandstoffen voor vervoer.

Vervoer wordt besproken in drie van onze consumptiehoofdstukken: hoofdstuk 3 (auto’s), hoofdstuk 5 (vliegtuigen) en hoofdstuk 15 (vrachtvervoer over de weg en zeevracht). Er zijn dus twee soorten vervoer om aan te pakken: personenvervoer, en vrachtvervoer. Onze eenheid van personenvervoer is de passagierkilometer (p-km).Als een auto een persoon over een afstand van 100 km verplaatst, levert deze 100 p-km aan vervoer. Als die vier personen over dezelfde afstand verplaatst, dan heeft die 400 p-km geleverd. Op dezelfde manier is onze eenheid van goederenvervoer de ton-km (t-km). Als een vrachtwagen  5 ton vracht vervoert over een afstand van 100 km dan heeft het 500 t-km goederenvervoer geleverd. We meten het energieverbruik van het personenvervoer in “kWh per 100 reizigerkilometers” en de energiekosten van vrachtvervoer in “kWh per ton-km”. Merk op dat deze grootheden omgekeerd werken in vergelijking met “kilometers per liter” : terwijl we er van houden dat voertuigen veel kilometers per liter rijden, willen we dat het energieverbruik in kWh per 100 p-km klein is.

We beginnen dit hoofdstuk door te bespreken hoe we het energieverbruik van transport op land kunnen verminderen. Om te begrijpen hoe u energie kunt besparen, moeten we begrijpen waar de energie in landtransport naar toe gaat. Hier zijn de drie kernbegrippen die meer in detail worden uitgelegd in het technische hoofdstuk A.

Over korte afstanden met veel starten en stoppen, gaat de energie voornamelijk naar het versnellen van het voertuig en z’n inhoud. De belangrijkste strategieën voor minder consumeren in dit soort transport zijn daarom lager gewicht en grotere afstanden tussen de stops. Regeneratief remmen, die energie opvangt bij het vertragen, kan ook helpen. Bovendien, helpt het om langzamer en minder te bewegen.

Bij lange-afstandsreizen met constante snelheid, per trein of in de auto, gaat de meeste energie naar het verplaatsen van lucht, omdat het voertuig maar één keer hoeft te versnellen. De belangrijkste strategieën om

het energieverbruik in dit soort transport te verminderen zijn daarom : langzamer bewegen, minder bewegen, en lange, dunne voertuigen gebruiken.

In alle vormen van reizen is er een energieconversie keten, waarin energie in een of andere vorm voor een deel gebruikt wordt om het voertuig voort te bewegen.

Het is onvermijdelijk dat in deze energieketen verliezen optreden. In een standaard fossiele brandstof auto, bijvoorbeeld, wordt slechts 25% gebruikt voor aandrijving, en ongeveer 75% van de energie gaat verloren bij het opwarmen van de motor en de radiator. Dus een laatste strategie om minder energie te gebruiken is om de energie-conversieketen efficiënter te maken. Deze observaties leiden ons naar zes principes voor het ontwerpen en gebruiken van voortuigen om een efficiënte transport over land te realiseren:

a) verminder het frontale oppervlak per persoon; b) verminder het gewicht van het voertuig per persoon; c) rij met constante snelheid en vermijdt het gebruik van remmen; d) langzamer rijden; e) minder reizen; f) de energieketen efficiënter maken.

We zullen nu verschillende manieren om deze principes toe te passen bespreken.

Wat te doen om beter vooruit te rollen

Een alom geciteerde statistiek zegt iets in de trant van “slechts 1 procent van de energie die een auto verbruikt gaat naar het verplaatsen van de bestuurder “- impliceert dit, dat door het een beetje slimmer aan te pakken, we auto’s 100 keer efficiënter zouden kunnen maken? Het antwoord is ja, bijna, maar alleen door de beginselen van voertuigontwerp en voertuiggebruik, hierboven vermeld, in extreme mate toe te passen. Een illustratie van extreem voertuigontwerp is een eco-auto, met een klein frontale oppervlak en een laag gewicht, en – bij recordpogingen – voorzichtig rijden met een lage en constante snelheid. De eco-auto van Team Crocodile (figuur 20.2) rijdt 774 km op 1 liter (1.3 kWh per 100 km) met een snelheid 24 km/uur. Met een gewicht van 50 kg en lager dan een verkeerskegel, biedt het comfortabel plaats aan een tiener. Hmm. Ik denk dat de bestuurder van de stadstractor in figuur 20.1 wel een verandering in “uiterlijk,

gevoel en prestaties” kan detecteren als we die in de eco-auto plaatsen en de opdracht geven z’n snelheid onder de 24 km per uur te houden. Dus het idee dat auto’s gemakkelijk honderd keer energie-efficiënter kunnen zijn, is een mythe. We komen dadelijk terug op de uitdaging om energiezuinige auto’s te maken. Maar laten we eerst een paar andere manieren bekijken om aan de principes van efficiënter transport te voldoen. Figuur 20.3 toont een voertuig met meerdere inzittenden dat ten minste 25 keer energiezuiniger is dan een standaard benzineauto: een fiets. Het energieverbruik van fiesten (in termen van energie per afstand) is ongeveer hetzelfde als de eco-auto’s. Zijn snelheid is hetzelfde, de massa is lager dan die van de eco-auto (  omdat de mens de brandstoftank en motor vervangt), en het effectieve frontale gebied is hoger, omdat de fietser niet zo goed gestroomlijnd is als de eco-auto.

Figuur 20.4 toont een andere mogelijke vervanging voor de benzineauto: een volle trein, met een energieverbruik van 1,6 kWh per 100 passagierskilometer. In tegenstelling tot de eco-auto en de fiets, hebben treinen een uitstekende efficiëntie zonder langzaam te reizen, en zonder een laag gewicht per persoon. Treinen maken hun hoge snelheid en zware treinstellen goed door het principe van een klein frontale oppervlak per persoon te exploiteren. Terwijl een fietser en een gewone auto effectieve frontale oppervlakken hebben van ongeveer 0,8 m2 en 0,5 m2, heeft een volle forenzentrein van Cambridge naar Londen een frontaal oppervlak per passagier van 0,02 m2. Maar oeps, nu hebben we een vervelend onderwerp aangesneden – het vooruitzicht van het delen van een voertuig met “al die vreselijke mensen.” Nou, spring toch maar aan boord, en laten we ons afvragen: hoeveel kan het verbruik worden verminderd door een overstap van een

persoonlijke benzineslurper naar uitstekend geïntegreerd openbaar vervoer?

Openbaar vervoer

Op zijn best is gezamelijk openbaar vervoer veel energie-efficiënter dan individueel autorijden. Een touringcar met dieselmotor en 49 passagiers heeft een verbruik van 28 liter op 100 km bij een snelheid van 100 km per uur, dat komt neer op 6 kWh per 100 p-km -13 keer beter dan de auto met één persoon. Vancouver’s trolleybussen verbruiken 270 kWh per voertuig-km, en hebben een gemiddelde snelheid van 15 km/uur. Als de trolleybus 40 passagiers heeft dan zijn de energiekosten 7 kWh per 100 p-km. De Vancouver SeaBus heeft een energieverbruik van 83 kWh per voertuig-km bij een snelheid van 13,5 km/uur. Hij kan plaats bieden aan 400 mensen, dus zijn de energiekosten wanneer deze vol is 21 kWh per 100 p-km. De metro van Londen, gebruikt tijdens piekmomenten 4,4 kWh per 100 p-km – 18 keer beter dan individuele auto’s. Zelfs hogesnelheidstreinen, die twee van onze energiebesparende principes overtreden door twee keer zo snel te gaan als de auto en veel zwaarder zijn, zijn veel energie-efficiënter: als de elektrische hogesnelheidstrein vol zit, dan zijn de energiekosten 3 kWh per 100 p-km – dat is 27 keer kleiner dan de auto’s! We moeten echter realistisch zijn in onze planning. Sommige treinen en bussen zitten niet vol (figuur 20.6). Dus de gemiddelde energiekosten van een openbaar vervoer zijn groter dan de zojuist genoemde best-case cijfers. Wat is het gemiddelde energieverbruik van openbaarvervoerssystemen, en wat is een realistische inschatting van hoe goed ze

zouden kunnen zijn? In 2006-7, waren de totale energiekosten van alle ondergrondse treinen van Londen, inclusief verlichting, liften, depots en werkplaatsen, 15 kWh per 100 p-km – vijf keer beter dan onze referentie auto. In 2006-7 waren de energiekosten van alle Londense bussen 32 kWh per 100 p-km. Energiekosten zijn niet het enige ding dat belangrijk is, natuurlijk. Passagiers geven om snelheid: en de ondergrondse treinen leverden hogere snelheden (een gemiddelde van 33 km/uur) dan bussen (18 km/uur). Managers vinden financiële kosten belangrijk: de personeelskosten, per passagiers-km, van ondergrondse treinen zijn minder dan die van bussen.

Particuliere voertuigen: technologie, wetgeving en subsidies

Het energieverbruik van individuele auto’s kan worden verminderd. De grote verschillen in energie-efficiëntie van nieuwe auto’s bewijzen dit. In een enkele showroom in 2006 kunt u een Honda Civic 1.4 kopen die ongeveer 44 kWh per 100 km verbruikt, maar ook een Honda NSX 3.2 die 116 kWh per 100 km gebruikt (figuur 20.9). Het feit dat mensen vrolijk uit dit brede assortiment kopen, is ook het bewijs dat we extra prikkels en wetgeving nodig hebben om de blije rijder aan te moedigen om energiezuinigere auto’s te kiezen. Er zijn verschillende manieren om kopers te helpen de voorkeur te geven aan de Honda Civic boven de Honda NSX 3.2 benzineslurper: de prijs van brandstof verhogen; de BPM verhogen (de belasting op nieuwe auto’s) in verhouding tot het voorspelde  energieverbruik van het voertuig; verhogen van de wegenbelasting op benzineslurpers; parkeerrechten voor zuinige auto’s (figuur 20.10); of brandstofrantsoenering. Al dit soort maatregelen zijn niet populair bij op z’n minste enkele kiezers. Misschien is een betere wetgevende tactiek het afdwingen van energie-efficiëntie, in plaats van door te gaan met een onbeperkt keuzeaanbod; we kunnen bijvoorbeeld gewoon vanaf een bepaalde datum de verkoop van een auto waarvan het energieverbruik meer dan 80 kWh per 100 km bedraagt verbieden; en vervolgens dit plafond in de loop van de tijd verlagen tot 60 kWh per 100 km en vervolgens 40 kWh per 100 km en verder. Als alternatief om de consument meer keuze te geven, zou regelgeving autofabrikanten kunnen dwingen het gemiddelde energieverbruik van alle auto’s die ze verkopen te verminderen. Aanvullende wetgeving ter beperking van het gewicht en het frontale oppervlak van voertuigen zou tegelijkertijd het brandstofverbruik èn de veiligheid voor andere weggebruikers verbeteren (figuur 20.11). Mensen kiezen hun auto’s om mode statements te maken. Met sterke efficiëntiewetgeving, is er nog steeds een ruime keuze aan vormen; maar alle nieuwe autos zouden wel allemaal gewoon energiezuinig zijn. Je zou iedere kleur kunnen kiezen, als die maar groen is.

Terwijl we wachten op de kiezers en politici om in te stemmen met wetgeving voor energie efficiënte auto’s, welke andere opties zijn er beschikbaar?

Energy verbuik (kWh per 100 p-km)
Auto	68
Bus	19
Trein	6
Vliegtuig	51
Boot	57

Tabel 20.8.  Energieverbruik van verschillende vervoersvormen in Japan (1999).

Fietsen

Mijn favoriete suggestie is het leveren van uitstekende fietsvoorzieningen samen met toepasselijke wetgeving (lagere maximum snelheden en voorrangsregels die fietsers bevoordelen, bijvoorbeeld). Figuur 20.12 toont een rotonde in Enschede, Nederland. Er zijn twee cirkels: de binnenste is voor auto’s, de buitenste is voor fietsen, en ertussen is er plaats voor één auto. De prioriteitsregels zijn hetzelfde als die van een Britse rotonde, behalve dat auto’s bij het verlaten van de centrale cirkel voorrang moeten verlenen aan de fietsers (net als Britse automobilisten voorrang moeten geven aan voetgangers op zebrapaden). Waar uitstekend fietsenvoorzieningen worden geboden, zullen mensen ze gebruiken, zoals blijkt uit het oneindige aantal fietsen dat buiten het station van Enschede staat (figuur 20.13). Op de een of andere manier voldoet de Britse fiets-infrastructuur (figuur 20.14) niet aan de Nederlandse norm.

In de Franse stad Lyon werd in 2005 een particulier openbaar fietsnetwerk,V’elo’v geïntroduceerd en is populair gebleken. De bevolking van Lyon van de 470 000 inwoners wordt bediend door 2000 fietsen verdeeld over

175 fietsstations in een gebied van 50 km2 (figuur 20.15). In het stadscentrum ben je meestal binnen 400 meter van een fietsstation. Gebruikers worden lid van het systeem door een abonnementsprijs van € 10 per jaar te betalen. Zij kunnen daarmee zo vaak een fiets huren als ze maar willen, en iedere keer zijn de eerste 30 minuten gratis. Voor langere huurperioden betalen gebruikers maximaal € 1 per uur. Korte termijnbezoekers van Lyon kunnen een weekabonnement kopen voor € 1.

Andere mogelijkheden voor wetgeving

Snelheidslimieten zijn een eenvoudige knop waar aan gedraaid kan worden. In de regel verbruiken auto’s die langzamer rijden minder energie (zie hoofdstuk A).  In de praktijk kunnen chauffeurs leren om zuiniger te rijden: minder het gaspedaal en de rem gebruiken en altijd in de hoogst mogelijke versnelling rijden kan het brandstofverbruik met 20 % verlagen. Een andere manier om het brandstofverbruik te verminderen, is het verminderen van files. Veel starten, versnellen en vertragen, is een veel minder efficiënte manier om zich te verplaatsen dan soepel rijden. Stationair draaien in stilstaand verkeer heeft als gevolg een hoog benzineverbruik!

Files onstaan als er te veel voertuigen op de weg zijn. Een eenvoudige manier om files te verminderen, is door reizigers samen te vervoeren in minder voertuigen. Een opvallende manier om na te denken over een overstap van auto’s naar touringcars is te berekenen wat het vereiste wegoppervlak is voor die twee vervoersvormen. Neem een hoofdweg op de rand van filevorming, waar de gewenste snelheid 60 km/uur is. De veilige afstand tussen 2 autos  bij 60 km/uur is 77 meter. Als we aannemen dat elke 80 m er een auto rijdt met gemiddeld  1.6 passagiers, dan leveren 40 mensen samen in één enkele bus twee kilometer weg op!  Files kunnen worden verminderd door goede alternatieven te bieden (fietspaden, openbaar vervoer), en door weggebruikers extra te laten betalen als ze bijdragen aan filevorming. In de aantekeningen van dit hoofdstuk beschrijf ik een eerlijke en eenvoudige methode voor fileheffingen.

Auto’s verbeteren

Ervan uitgaande dat de liefdesrelatie van de ontwikkelde wereld met de auto nog niet over is, wat zijn de technologieën die een significante energiebesparing kunnen opleveren? Besparingen van 10% of 20% zijn

eenvoudig – we hebben al een aantal manieren besproken om ze te bereiken, zoals het kleiner en lichter maken van auto’s. Een andere optie is om over te schakelen van benzine naar diesel. Dieselmotoren zijn duurder om te maken, maar ze zijn over het algemeen zuiniger. Maar zijn er technologieën die de efficiëntie van de energieconversieketen radicaal kunnen verhogen? (Bedenk dat in een standaard benzineauto 75% van de energie wordt omgezet in de hitte en via de radiator wordt afgevoerd!) En hoe zit het met het doel  om af te stappen van fossiele brandstoffen? In deze sectie bespreken we vijf technologieën: regeneratief remmen; hybride auto’s; elektrische auto’s; auto’s op waterstof; en persluchtauto’s.

Regeneratief remmen

Er zijn vier manieren om energie terug te winnen wanneer een voertuig vertraagt.

• Een elektrische generator gekoppeld aan de wielen kan een elektrisch batterij of supercondensator opladen.
• Hydraulische motoren aangedreven door de wielen kunnen perslucht maken, opgeslagen in een kleine bus.
• Energie kan worden opgeslagen in een vliegwiel.
• Remenergie kan worden opgeslagen als zwaartekrachtenergie door een helling op te rijden als u wilt vertragen. Deze zwaartekrachtenergie-opslag optie is nogal inflexibel, omdat er een oprit op de juiste plaats moet zijn. Het is een optie die het nuttigst is voor treinen, en het wordt geïllustreerd door de Londense Victoria metrolijn, die “heuveltop” stations heeft. Elk station staat op de top van “een heuvel” in de baan. Aankomende treinen verminderen automatische snelheid als ze “de heuvel” oprijden, en vertrekkende treinen worden versneld terwijl ze aan de andere kant van het station “de heuvel” afdalen. Het ontwerp van het “heuveltop” station levert 5 % energiebesparing en zorgt ervoor dat de treinen 9% sneller rijden.

  

Elektrisch regeneratief remmen (met behulp van een batterij om de energie op te slaan) slaat 50% van de kinetische energie van de auto op in de batterij als de auto remt, dit vermindt het energieverbruik van stadsritten merzo’n van 20%

Regeneratieve systemen met vliegwielen en hydraulica lijken een beetje beter te werken dan op batterijen gebaseerde systemen, waarbij minstens 70% van de rem-energie wordt teruggewonnen. Figuur 20.17 beschrijft een hybride auto met een benzinemotor en digitaal geregelde hydraulica. Op een standaard rijcyclus, verbruikt deze auto 30% minder brandstof dan de originele benzineauto. In het stadsverkeer, is zijn energieverbruik gehalveerd, van 131 kWh per 100 km tot 62 kWh per 100 km. (Krediet voor deze prestatieverbetering moet worden gedeeld door het regeneratief remmen en het gebruik van hybride technologie.) Hydrauliek en vliegwielen zijn beide veelbelovende manieren om regeneratief te remmen omdat kleine systemen grote vermogens aankunnen. Een vliegwielsysteem met een gewicht van slechts 24 kg (figuur 20.18), ontworpen voor energieopslag in een racewagen, kan 400 kJ (0,1 kWh) energie opslaan – genoeg energie om een gewone auto van 0 tot 100  km/uur te laten optrekken; en het kan 60 kW vermogen opslaan of leveren. Elektrische batterijen die zo veel vermogen kunnen leveren zouden ongeveer 200 kg wegen. Dus, tenzij je dat al een grote batterij aan boord hebt, moet een elektrisch regeneratief remsysteem waarschijnlijk gebruik maken van condensatoren om remenergie op te slaan. Super-condensatoren hebben vergelijkbare

parameters voor energieopslag en vermogensafgifte als een vliegwiel.

Hybride auto’s

Hybride auto’s zoals de Toyota Prius (figuur 20.19) hebben efficiëntere motoren en elektrisch regeneratief remmen, maar om eerlijk te zijn, zijn de hybride auto’s van vandaag niet echt véél anders (figuur 20.9). De horizontale balken in figuur 20.9 markeren enkele auto’s, waaronder twee hybriden. Terwijl de gemiddelde nieuwe auto in het VK 168 g uitstoot, stoot de hybride Prius ongeveer 100 g CO2 per km uit, evenals verschillende andere niet-hybriden voertuigen – de VW Polo blue motion stoot 99 g / km uit, en er is een Smart auto die 88 g / km uitstoot. De Lexus RX 400h is de tweede hybride, geadverteerd met de slogan”LAGE VERVUILING. NIET SCHULDIG.” Maar de CO2-uitstoot is 192 g / km -slechter dan de gemiddelde Britse auto! De autoriteit voor advertentienormen heeft geoordeeld dat deze advertentie de reclamecodes voor de waarheid, onderling vergelijken en ecologie schond. “We dachten dat … lezers waarschijnlijk begrepen dat de auto weinig of geen schade aan het milieu toebracht, wat niet het geval is, en een lage uitstoot in vergelijking met andere auto’s, wat ook niet het geval is.” In de praktijk lijken hybride technologieën een brandstofbesparing van 20 tot 30% te geven. Dus ik denk dat noch de  benzine / elektrische hybrides, noch de benzine / hydraulische hybride weergegeven in figuur

20.17 de transport uitdaging hebben opgelost. Een vermindering van 30% in het verbruik van fossiele brandstoffen is indrukwekkend, maar het voldoet niet aan de normen van dit boek. Onze openingsaanname was dat we willen afstappen van fossiele brandstoffen, of op zijn minst om het gebruik van fossiele brandstoffen te verminderen met 90%. Kan dit doel worden bereikt zonder terug te keren naar fietsen?

Elektrische voertuigen

De REVA elektrische auto werd gelanceerd in juni 2001 in Bangalore en is geexporteerd naar het Verenigd Koninkrijk als de G-Wiz. De elektromotor van de G-Wiz heeft een piekvermogen van 13 kW, en kan een nominaal vermogen van 4,8 kW leveren. De motor zorgt voor regeneratief remmen en wordt aangedreven door acht 6-volt loodzuurbatterijen, die bij volledig opladen een bereik van “maximaal 77 km” geven. Een vollading verbruikt 9,7 kWh elektriciteit. Deze cijfers impliceren transportkosten van 13 kWh per 100 km.

Fabrikanten citeren altijd de best mogelijke prestaties van hun producten. Wat gebeurt er in het echt? De werkelijke verbruiksgegevens van een G-Wiz in Londen wordt weergegeven in figuur 20.21. In de loop van 19 oplaadbeurten, zijn de gemiddelde transportkosten van deze G-Wiz 21 kWh per 100 km – ongeveer vier keer beter dan een gemiddelde auto met fossiele brandstof. Het beste resultaat was 16 kWh per 100 km, en het slechtste was 33 kWh per 100 km. Als u geïnteresseerd bent in koolstofemissies komt 21 kWh per 100 km overeen met 105 g CO2 per km, ervan uitgaande dat elektriciteit een footprint heeft van

500 g CO2 per kWh. Nu zit de G-Wiz aan het ene uiteinde van het prestatiespectrum. Wat nou als we meer eisen – meer versnelling, meer snelheid en meer bereik? Op het andere uiteinde van het spectrum staat de Tesla Roadster. De Tesla Roadster 2008 heeft een bereik van 220 mijl (354 km); een lithium-ion batterij met 53 kWh opslagcapaciteit die 450 kg (120 Wh / kg) weegt. Het voertuig weegt in totaal 1220 kg en het maximale vermogen van de motor is 185 kW. Wat is het energieverbruik van deze automobiel met spierballen? Opmerkelijk is dat de Tesla Roadster beter presteert dan de G-Wiz: 15 kWh per 100 km. Bewijs dat een bereik van 354 km meestal voldoende zou moeten zijn voor de meeste mensen komt van het feit dat slechts 8,3% van de pendelaars meer dan 30 km naar hun werkplek reist. Ik heb de prestatiecijfers voor veel elektrische voertuigen opgezocht -ze staan in de eindnoten van dit hoofdstuk – en ze lijken consistent te zijn met deze samenvatting: elektrische voertuigen kunnen transport leveren tegen een energieverbruik van ongeveer 15 kWh per 100 km. Dat is vijf keer beter dan onze referentie fossiele auto, en beduidend beter dan alle hybride auto’s. Hoera! Voor energiezuinig vervoer, hoeven we niet samen te kruipen in het openbaar vervoer- we kunnen nog steeds rondscharrelen en genieten van alle geneugten en vrijheden van soloreizen, dankzij elektrische voertuigen.

Dit is een goed moment om dit hoofdstuk’s grote overzichtsdiagram te onthullen, figuur 20.23, dat het energieverbruik toont van alle vormen van personenvervoer die we hebben besproken en een koppel dat nog moet

komen. OK, de race is voorbij en ik heb twee winnaars aangewezen – openbaar vervoer, en elektrische voertuigen. Maar zijn er andere opties die de eindstreep halen? We moeten nog horen over de auto met perslucht en de waterstofauto. Zelfs als een van beide beter blijkt te zijn dan de elektrische auto, dan zal dat het beeld voor de lange termijn niet erg beïnvloeden: bij ieder van deze  drie technologieën die we zouden kunnen kiezen, zouden de voertuigen worden opgeladen met behulp van energie die komt uit een “groene” bron.

Auto’s met luchtdruk

Perslucht gevoede voertuigen zijn geen nieuw idee. Honderden trams aangedreven door perslucht en warm water liepen de straten van Nantes en Parijs van 1879 tot 1911. Figuur 20.24 toont een Duitse pneumatische

locomotief uit1958. Ik denk dat op het gebied van energie-efficiëntie de persluchttechnologie om energie op te slaan niet zo goed is als elektrische batterijen. Het probleem is dat het comprimeren van de lucht warmte genereert die waarschijnlijk niet efficiënt gebruikt zal kunnen worden; en het uitzetten van de lucht veroorzaakt koude lucht, een ander bijproduct dat hetzelfde nadeel heeft.. Maar perslucht kan op een andere manier een superieure technologie zijn ten opzichte van elektrische batterijen. Bijvoorbeeld, lucht kan duizende keren worden samengeperst en verslijt niet! Het is echter interessant om op te merken dat het eerste product dat wordt verkocht door het bedrijf Aircar een elektrische scooter is. [Www.theaircar.com/acf]

Waterstofauto’s – luchtfietserij

Ik denk dat waterstof een opgeklopte hype is. Ik zal blij zijn als wordt aangetoond dat ik het verkeerd heb, maar ik zie niet hoe waterstof ons gaat helpen met onze energieproblemen. Waterstof is geen wonderbaarlijke energiebron; het is gewoon een energiedrager, net als een oplaadbare batterij. En het is een nogal inefficiënte energiedrager, met een hele reeks praktische gebreken. De ‘waterstofeconomie’ kreeg steun van het tijdschrift Nature in een column waarin Californië-gouverneur Arnold Schwarzenegger werd geprezen voor het vullen van een waterstof-aangedreven Hummer (figuur 20.25). Nature’s article prees Arnold’s visie van waterstofauto’s ter vervanging van “vervuilende modellen” met het citaat “de gouverneur is een echte klimaatactieheld.” Maar de kritische vraag die gesteld moet worden bij het zien van dergelijke waterstof heldenmoed is “waar komt de energie vandaan om waterstof te maken?” Bovendien is het omzetten van energie van en naar waterstof inefficient – tenminste, met de technologie van vandaag.

Hier zijn enkele cijfers.

• In het CUTE-project (Clean Urban Transport for Europe), dat was bedoeld om de haalbaarheid en betrouwbaarheid van brandstofcellen aan te tonen met bussen en waterstoftechnologie, was het energieverbruik van de waterstofbussen tussen de 80% en 200%  hoger dan een standaard dieselbus.
• Het van brandstof voorzien van de Hydrogen 7, de waterstofauto van BMW, vereist 254 kWh per 100 km – 220% meer energie dan de gemiddelde Europese auto.

Als onze taak was “stop alsjeblieft met het gebruik van fossiele brandstoffen voor transport, met de aanname dat oneindige hoeveelheden groene stroom gratis beschikbaar zijn ,” dan kan een energie-verslindende

transportoplossing zoals hydrogen een mededinger zijn (hoewel waterstof ook andere problemen heeft.) Maar groene stroom is niet gratis. Sterker nog, groene stroom op de schaal van onze huidige consumptie produceren zal een grote uitdaging zijn. Fossiele brandstof uitbannen is een uitdaging voor energie. Het probleem van klimaatverandering is een energie probleem. We moeten ons richten op oplossingen die minder energie verbruiken, niet “Oplossingen” die meer gebruiken! Ik ken geen enkele vorm van vervoer over land waarvan het energieverbruik slechter is dan van deze waterstofauto. (De enige transportmethoden die ik ken die nog erger zijn, zijn jet-ski’s – met ongeveer 500 kWh per 100 km – en de door Earthrace op biodiesel aangedreven speedboot, absurd een eco-boot genoemd, die 800 kWh per 100 p-km gebruikt.) Voorstanders van waterstof kunnen zeggen: “De BMW Hydrogen 7 is nog maar een eerste prototype, en het is een luxe auto met veel spieren – de technologie zal nog wel efficiënter worden.” Nou, ik hoop het, want die auto heeft nog veel in te halen. De Tesla Roadster (figuur 20.22) is ook een vroeg prototype, en het is ook een luxe auto met veel spieren. En die is meer dan tien keer energiezuiniger dan de Hydrogen 7!  U bent vrij om uw geld in te zetten op het waterstofpaard, en als het uiteindelijk wint, prima. Maar het lijkt stom om het paard dat zo ver achteraan in de race loopt  te steunen. Kijk maar naar figuur 20.23 – als ik de top van de verticale as, de waterstof, niet geplet had dan zou de waterstof auto zou niet op de pagina passen! Ja, de Honda-brandstofcel, de FCX Clarity, doet het beter – hij verbruikt  69 kWh per 100 km – maar mijn voorspelling is dat als het “nul-emissies ” trompetteren voorbij is, we zullen merken dat waterstofauto’s net zo veel energie gebruiken als de gemiddelde fossiele auto van vandaag.

Hier zijn enkele andere problemen met waterstof. Waterstof is een minder handig energieopslagmedium dan de meeste vloeibare brandstoffen, vanwege het volume dat het inneemt,  zowel in de vorm van een

hogedrukgas als van een vloeistof (waarvoor een temperatuur van -253 ° C nodig is).  Zelfs bij een druk van 700 bar (waarvoor een forse drukvat nodig is) is zijn energiedichtheid (energie per volume-eenheid) 22% van benzine. De cryogene tank van de BMW Hydrogen 7 weegt 120 kg en slaat 8 kg waterstof op. Bovendien lekt waterstof geleidelijk uit praktisch elke container. Als u uw waterstofauto bij een treinstation parkeert met een volle tank en een week later terug komt, dan zal het grootste deel van de waterstof verdwenen zijn.

Enkele vragen over elektrische voertuigen

U hebt aangetoond dat elektrische auto’s energiezuiniger zijn dan fossiele auto’s. Maar zijn ze beter als ons doel is om CO2 emissies te verminderen en de elektriciteit nog steeds wordt opgewekt met fossiele brandstoffen?

Dit is vrij eenvoudig te bereken. Neem voor het elektrische voertuig een energieverbruik van 20 kWh (e) per 100 km. (Ik denk dat 15 kWh (e) per 100 km goed is mogelijk, maar laten we sceptisch zijn in deze berekening.) Als het elektriciteitsnet een CO2-voetafdruk heeft van 500 g per kWh (e) dan is de effectieve uitstoot van dit voertuig 100 g CO2 per km, wat net zo goed is als de beste fossiele auto’s (figuur 20.9). Dus ik concludeer dat overstappen op elektrische auto’s een goed idee is, zelfs voordat we onze elektriciteitsvoorziening groen gemaakt hebben.

Elektrische auto’s, zoals fossiele auto’s, kosten energie voor zowel productie als gebruik. Elektrische auto’s verbruiken wellicht minder tijdens het gebruik, maar als de batterijen niet erg lang meegaan, moet je dan niet meer aandacht besteden aan de energie die nodig voor de productie?

Ja, dat is een goed punt. Mijn transportdiagram toont alleen het energieverbruik. Als elektrische auto’s om de paar jaar een nieuwe batterij nodig hebben, dan zijn mijn cijfers te laag. De batterijen in een Prius gaan naar verwachting maar 10 jaar mee, en een nieuwe set kost 5000 euro. Zal iemand met een 10-jaar oude Prius die kosten willen betalen? Het ziet er naar uit dat de meeste Priusen eenmaal de 10 jarige leeftijd gepasseeerd naar de autosloop zullen gaan. Dit is zeker een zorg voor alle elektrische voertuigen die batterijen hebben. Ik ben optimistisch en denk, dat als we overgaan op elektrische voertuigen, de batterijtechnologie gaat verbeteren.

Ik woon op een warme plaats. Hoe zou ik een elektrische auto kunnen rijden? ik eis energie-verslindende airconditioning!

Er is een elegante oplossing voor dit probleem: plaats 4 m2 pv panelen op de horizontale oppervlakken aan de bovenkant van de elektrische auto. Als de airconditioning nodig is, dan zal de zon zeker schijnen. 20%

efficiënte panelen zullen tot 800 W kunnen generen, wat genoeg is om de airconditioning van een auto van energie te voorzien. De panelen kunnen zelfs een nuttige bijdrage leveren aan het opladen van de auto wanneer die geparkeerd staat. Zonne-energie koeling zat al in een Mazda in 1993; de zonnecellen werden ingebed in het glazen schuifdak.

Ik leef op een koude plaats. Hoe kan ik een elektrische auto rijden? Ik wil een energie-slurpende verwarming!

De motor van een elektrisch voertuig, wanneer deze wordt gebruikt, zal gemiddeld zo’n 10 kW verbruiken, met een efficiëntie van 90-95%. Een deel van het veloren vermogen, de resterende 5-10% zal worden omgezet in warmte in de motor. Misschien zouden elektrisch auto’s die op koude plaatsen worden gebruikt, zo zorgvuldig ontworpen kunnen worden dat deze door de motor gegenereerde warmte, die kan oplopen tot 250 à 500 W, van de motor naar de passagiers in de auto verplaatst kan worden. Deze warmte  zou gebruikt kunnen worden voor het ontwasemen van de voorruit of om de inzittenden te verwarmen.

Zijn lithium-ion-batterijen veilig bij een ongeluk?

Sommige lithium-ion batterijen zijn onveilig bij kortsluiting of oververhitting, maar de industrie produceert nu veiligere batterijen zoals lithiumfosfaat. Er is een leuke video over de veiligheid van batterijen op www.valence.com.

Is er voldoende lithium om alle accu’s te maken voor een enorme vloot van elektrische auto’s?

De lithiumreserves in de wereld worden geschat op 9,5 miljoen ton aan ertsafzettingen. Een lithium-ionbatterij is 3% lithium. Als we aannemen dat elk voertuig een batterij van 200 kg heeft, dan hebben we 6 kg lithium per voertuig nodig.  De geschatte lithium reserves in ertsafzettingen zijn dus voldoende voor het maken van 1,6 miljard voertuigen. Dat is meer dan het aantal auto’s in de wereld van vandaag (ongeveer 1 miljard) – maar niet veel meer, dus de hoeveelheid lithium kan een zorg zijn, vooral wanneer we rekening houden met de concurrerende ambities van de kernfusiesector om lithium in hun reactoren te slurpen (hoofdstuk 24). Er zit duizenden keer meer lithium in zeewater, dus misschien dat de oceanen als een nuttige reservevoorraad kunnen dienen. Lithiumspecialist R. Keith Evans zegt echter: “bezorgdheid over de beschikbaarheid van lithium voor hybride en elektrische voertuigbatterijen of andere te voorziene toepassingen zijn ongegrond.” En hoe dan ook, andere lithium-vrije batterij technologieën zoals zink-lucht  batterijen worden ontwikkeld [www.revolttechnology.com]. Ik denk dat de elektrische auto een blijver is en alleen maar vooruit kan gaan!

De toekomst van het vliegtuig?

De superjumbo A380 wordt door Airbus aangeduid als “een zeer zuinige vliegtuig.” In feite verbruikt het slechts 12% minder brandstof per passagier dan een 747. Boeing heeft soortgelijke doorbraken aangekondigd: hun

nieuwe 747-8 Inter-continentaal, aangeprezen om zijn planeetvriendelijke eigenschappen, is (volgens Advertenties van Boeing) slechts 15% zuiniger dan een 747-400. Deze marginale vooruitgang (in tegenstelling tot auto’s, waar veranderingen in technologie tweevoudige of zelfs tienvoudige verbeteringen in efficiëntie leveren) wordt uitgelegd in Technisch Hoofdstuk C. Vliegtuigen zijn tegen een fundamentele limiet gevlogen door de wetten van de natuurkunde. Elk vliegtuig, ongeacht de grootte, moet ongeveer 0,4 kWh per ton-km verbruiken om in de lucht te blijven en vooruit te gaan. Vliegtuigen zijn al fantastisch geoptimaliseerd en er is geen vooruitzicht van significante verbeteringen in vliegtuig efficiency. Gedurende enige tijd dacht ik dat de manier om het langeafstandstransport probleem op te lossen was om terug te keren naar oceaanstomers.Toen keek ik naar de cijfers. De trieste waarheid is dat oceaanstomers meer energie per passagiers-km gebruiken dan jumbojets. De Queen Elisabeth 2 gebruikt vier keer zoveel energie per passagiers-km als een jumbo. OK, het is een luxe schip; kan het beter met langzamere liners van de toeristenklasse? Van 1952 tot 1968, was de economische manier om naar de ander kant van de Atlantische Oceaan te gaan in te schepen op een van de in Nederland gebouwde passagiersschepen bekend als “The Economy Twins,” de Maasdam en de Rijnsdam. Deze voeren 16,5 knopen (30,5 km / h), dus de overtocht van Groot-Brittannië naar New York duurde acht dagen. Hun energieverbruik, met een volledige bezetting  van 893 passagiers, was 103 kWh per 100 p-km. Bij een gemiddelde bezettingsgraad van 85%, was het energieverbruik 121 kWh per 100 pkm – meer dan het dubbele van een jumbo jet. Om eerlijk te zijn tegenover schepen, bieden ze niet alleen transport: ze voorzien de passagiers en de bemanning ook van hete lucht, heetwater, licht en entertainment voor meerdere dagen; maar de energie die thuis wordt uitgespaard door het opgesloten zitten op de boot wordt overschaduwd door het energieverbruik van de boot, wat in het geval van Queen Elisabeth 2 ongeveer 3000 kWh per dag per passagier was. Dus, helaas, ik denk niet dat schepen vliegtuigen gaan verslaan in energieverbruik. Als we echt een manier zouden willen om grote afstanden te reizen zonder fossiele brandstoffen, misschien dat nucleair aangedreven schepen dan een interessante optie (figuren 20.31 en 20.32) zouden zijn.

Hoe zit het met vrachtvervoer?

Internationale scheepvaart is een verrassend efficiënte gebruiker van fossiele brandstoffen; Wegtransport zonder fossiele brandstof heeft daarom een hogere prioriteit dan schepen zonder fossiele brandstof. Maar fossiele brandstoffen zijn een eindige hulpbron en uiteindelijk moeten ook schepen door iets anders aangedreven worden. Biobrandstoffen zouden een oplossing kunnen zijn. Een andere optie zou kernenergie kunnen zijn. Het eerste door kernenergie aangedreven schip voor vrachtvervoer en passagiers was de NS Savannah, gebouwd in 1962 als onderdeel van het initiatief “Atoms for Peace” van president Dwight D. Eisenhower (figuur 20.31). Aangedreven door één 74 MW-kernreactor die een 15 MW-motor aandrijft, had de Savannah een kruisnelheid van 21 knopen (39 km / h) en kon 60 passagiers en 14000 ton vracht transporteren. Dat is een energievebruik van 0,14 kWh per ton-km. De savannah kon 500.000 km reizen zonder te tanken. Er zijn al veel nucleaire schepen, zowel militair als civiel. Rusland heeft tien door middel van kernenergie aangedreven ijsbrekers, waarvan er zeven nog steeds actief zijn. Figuur 20.32 toont de nucleaire ijsbreker Yamal, die twee 171-MW reactoren heeft en motoren die 55 MW kunnen leveren.

“Wacht even! U heeft de magneetzweeftrein niet besproken”

“Het Duitse bedrijf Transrapid, dat de magneetzweeftrein voor Shanghai, China (figuur 20.33), heeft gebouwd geeft aan : “Het Transrapid Superspeed Maglev-systeem is ongeëvenaard als het gaat om geluidsemissie, energieverbruik, en landgebruik. Het innovatieve contactloze transportsysteem biedt mobiliteit zonder dat het milieu aan de kant wordt gezet.” Magnetische levitatie is een van de vele technologieën  waar mensen zeer enthousiast over worden als ze energiekwesties bespreken. In termen van energieverbruik, is de vergelijking met andere snelle treinen is eigenlijk niet zo vleiend als de hype suggereert. De Transrapid-site vergelijkt de Transrapid met de Inter-CityExpress (ICE), een hogesnelheidstrein. Snelle treinen vergeleken bij 200 km/uur  : Transrapid 2,2 kWh per 100 zitplaats-km ICE 2,9 kWh per 100 zitplaats-km. De belangrijkste redenen waarom maglev iets beter is dan de ICE zijn: de magnetische voortstuwingsmotor heeft een hogere efficiëntie; de trein zelf heeft een lage massa, omdat het grootste deel van het voortstuwingssysteem zich in de baan bevindt, in plaats van de trein; er zitten dus meer passagiers in de trein omdat er geen ruimte voor motoren nodig is. Oh, en misschien ook omdat de gegevens afkomstig zijn van de website van het maglev bedrijf, dus bedoeld zijn om de maglev van z’n beste kant te laten zien! Overigens, mensen die de Transrapid-trein in Shanghai hebben gezien, vertellen  mij dat die trein  op volle snelheid “ongeveer zo stil is als een straalvliegtuig.”

Aantekeningen en verdere lectuur

Een algemeen geciteerde statistiek zegt: “Slechts 1% van het brandstofverbruik van een auto is nodig voor het verplaatsen van de bestuurder. “In feite is het percentage in deze mythe niet altijd hetzelfde. Sommige mensen zeggen “5% van de energie is nodig voor  het verplaatsen van de bestuurder. “Anderen zeggen “slechts 0,3 procent van de brandstof energie gaat naar het verplaatsen van de bestuurder.” [4qgg8q] Ik denk overigens dat geen van deze statistieken juist of nuttig is.

Het energieverbruik van de fiets is ongeveer hetzelfde als die van eco-auto’s. Fietsen op een éénpersoonsfiets kost ongeveer 1,6 kWh per 100 km, uitgaande van een snelheid van 20 km/uur. Zie Hoofdstuk A, voor meer informatie en referenties.

De uit 8-rijtuigen bestaande stoptrein van Cambridge naar Londen (figuur 20.4) weegt 275 ton en kan 584 zittende passagiers vervoeren. De maximale snelheid is 161 km/uur en het vermogen is 1,5 MW. Als alle stoelen bezet zijn, verbruikt deze trein op topsnelheid maximaal 1,6 kWh per 100 passagierskilometers.

London Underground. Een trein van de Victoria-lijn bestaat uit vier 30,5-tons wagons en vier 20,5-tons wagons ( de eerste 4 hebben de motoren). Een volle trein weegt 228 ton. De maximale snelheid is 70 km/uur. De gemiddelde snelheid is 50 km/uur. Een trein met de meeste bezette plaatsen vervoert ongeveer 350 passagiers; stampvol vervoert de trein ongeveer 620 passagiers. Het energieverbruik tijdens de spits keer is ongeveer 4,4 kWh per 100 passagiers-km (Catling, 1966).

Hogesnelheidstrein. Een intercity 125-trein met dieselmotor (aan de rechterkant in figuur 20.5) weegt410 ton. Als die met 125 km/uur rijdt, is het vermogen dat “aan de rail” wordt geleverd 2,6 MW. Het aantal passagiers in een volle trein is ongeveer 500. Het gemiddelde brandstofverbruik is ongeveer 0,84 liter diesel per 100 zitplaats-km [5o5x5m], dat is een energieverbruik van ongeveer 9 kWh per 100 stoel-km. De  elektrische trein klasse 91 (aan de linkerkant in figuur 20.5) reist met 225 km/uur en verbruikt 4,5 MW. Volgens Roger Kemp is het gemiddelde energieverbruik van deze trein 3 kWh per 100 zitplaats-km [5o5x5m]. Het overheidsdocument [5fbeg9] zegt dat de hoofdlijnen aan de oostkust en westkust beide ongeveer 15 kWh per km (hele trein) verbruiken. Het aantal zitplaatsen in elke trein is 526 of 470 respectievelijk. Dat is dus 2,9 – 3,2 kWh per 100 zitplaats-km.

Het totale energieverbruik van alle ondergrondse treinen van Londen was 15 kWh per 100 p-km. … De energiekosten van alle Londense bussen waren 32 kWh per 100 km.Bron: [679rpc]. Bron voor treinsnelheden en bussnelheden: Ridley enCatling (1982).

Croydon Tramlink.www.tfl.gov.uk/assets/downloads/corporate/TfL-environment-report-2007.pdf, www.tfl.gov.uk/assets/downloads/corporate/London-Travel-Report-2007-final.pdf, www.croydon-tramlink.co.uk.123

… levering van uitstekende fietsvoorzieningen … De Britse straatontwerpgids [www.manualforstreets.org.uk] adviseert straten te ontwerpen waar 30 km per uur de natuurlijke snelheid is. Zie ook Franklin (2007).

Een eerlijke en eenvoudige een anti file kilometerheffing. Stephen Salter heeft me een briljante methode gepresenteerd om een anti-file kilometerheffing in te voeren. Een eenvoudige dagelijkse tolheffing, zoals in Londen,

geeft slechts een simpel signaal aan automobilisten; zodra een auto-eigenaar heeft besloten om de kosten voor één de dag te betalen en een betaalzone in te rijden, heeft hij geen enkele reden meer om weinig in de zone te rijden. Hij wordt ook niet beloond met een korting als hij zorgvuldig routes in de zone kiest die niet overbelast zijn. In plaats van een gecentraliseerde aanpak die van tevoren beslist waar en wanneer er betaalzones zijn, met dure, opdringerige monitoring en registratie van voertuigbewegingen in al die betaalzones, heeft Salter een eenvoudigere, gedecentraliseerde en anonieme manier om anti-file rekeningrijden toe te passen op wegen waar daadwerkelijk veel verkeer is. Het systeem zou landelijk opereren. Hier volgt hoe het werkt. We willen een apparaat dat de vraag beantwoordt “hoe druk is het verkeer op de weg waar ik nu rij? “Een goede maat voor verkeersdrukte  is “hoeveel andere actieve voertuigen zijn dicht bij mij in de buurt. ” In verkeer dat goed doorrijdt is de afstand tussen voertuigen groter dan bij langzaam verkeer. Verkeer dat in vervelende wachtrijen voorstroomt is het meest compact. Het aantal nabijgelegen voertuigen dat actief is, kan anoniem bepaald worden door in elk voertuig een radiozender/-ontvanger te plaatsen (zoals een zeer goedkope mobiele telefoon) die regelmatig kleine piepjes zendt wanneer de motor draait, en dat het aantal piepjes telt dat het hoort van andere voertuigen. De kilometerheffing zou evenredig zijn aan het aantal ontvangen bliepjes; Het bedrag zou betaald kunnen worden iedere keer dat het voertuig bij een pompstation wordt brandstof tankt. Deze radiozender/ontvanger zou de huidige Britse schijf voor wegenbelasting vervangen.

Hydraulica en vliegwielen kunnen ten minste 70% van de remenergie terugwinnen. Gecomprimeerde lucht wordt gebruikt voor regeneratief remmen in vrachtwagens; eaton.com zegt “hydraulisch” starthulp ” legt 70% van de kinetische energie vast. [5cp27j] Het vliegwielsysteem van flybridsystems.com legt ook 70% van de kinetische energie vast. www.flybridsystems.com/F1System.html Elektrisch regeneratief remmen levert 50% op. Bron: E4tech (2007).

Elektrische batterijen die 60 kW kunnen leveren, wegen ongeveer 200 kg. Goede lithium-ionbatterijen hebben een specifiek vermogen van 300 W/kg (Horie et al.,1997; Mindl, 2003).

De gemiddelde nieuwe auto in het VK stoot 168 g CO2 per km uit. Dit is het cijfer voor het jaar 2006 (King, 2008). De gemiddelde uitstoot van een nieuw personenvoertuig in de VS was 255 g per km (King, 2008).

De Toyota Prius heeft een efficiëntere motor. De benzinemotor van de Prius gebruikt de Atkinson-cyclus, in tegenstelling tot de conventionele Otto-cyclus. Door het slim combineren van het elektrische vermogen en dat van de benzinemotor afhankelijk van het rijgedrag van de bestuurder, kan de Prius toe met een kleinere motor dan normaal is in een auto van hetzelfde gewicht, en wordt de benzine efficiënter omgezet in beweging dan met een conventionele benzinemotor.

Hybride technologieën geven een brandstofbesparing van 20% tot 30%. Bijvoorbeeld in het Hitachi onderzoeksrapport over hybride treinen (Kaneko et al., 2004) wordt aangegeven dat met hoog efficiënte stroomopwekking en regeneratief remmen men  “een brandstofbesparing kan verwachten van ongeveer 20%  vergeleken met conventionele dieselmotorentreinen.”

Slechts 8,3% van het woon-werk verkeer betreft afstanden van  meer 30 km. Bron: Eddington(2006). Het bereik van een elektrische auto is afhankelijk van de capaciteit van de batterij. Dit wordt nader besproken in Hoofdstuk A .

Veel elektrische voertuigen. Ze staan allemaal hieronder, in willekeurige volgorde. Prestatiecijfers zijn voornamelijk van de fabrikanten. Zoals we eerder zagen, komen gebruikscijfers niet altijd overeen met de gegevens van fabrikanten.

Th!Nk Elektrische auto’s uit Noorwegen. De vijfdeurs Th! Nk Ox heeft een bereik van 200-km. De batterijen wegen 350 kg, en de auto weegt in totaal 1500 kg. Zijn energieverbruik is ongeveer 20 kWh per 100 km. www.think.no

Elektrische Smart  “De elektrische versie wordt aangedreven door een 40 pk motor, heeft een bereik van 110 km, en een topsnelheid van 110 km/uur. Het opladen gebeurt via een standaard elektrisch stopcontact en kost ongeveer 2 euro. De kooldioxide-emissies in de electriciteitscentrale komen neer op 60 g / km. [ Een gelijkwaardige benzine Smart stoot 116 g CO2 / km uit]  Het volledig opladen van een lege batterij duurt ongeveer acht uur, maar de batterij kan van 20% naar 80% worden opgeladen in ongeveer drie en een half uur. “[Www.whatcar.com/news-article.aspx? NA = 226488]

Berlingo Electrique 500E, een stadsbestelwagen (figuur 20.20), heeft 27 nickel-cadmium batterijen en een motor van 28 kW. Hij heeft een laadvermogen van 500 kg. Top snelheid:100 km/uur; actiradius: 100 km. verbruik = 25 kWh per 100 km. (Schatting vriendelijk geleverd door een Berlingo-eigenaar.) [4wm2w4]

iMiEV De fabrikant geeft aan dat deze elektrische auto een bereik heeft van 160 km met een accu van 16 kWh. Dat is 10 kWh per 100 km – beter dan de G-Wiz – en dat terwijl het moeilijk is om twee volwassen Europeanen in een G-Wiz te passen, het prototype van de Mitsubishi heeft vier deuren en vier grote stoelen (figuur 20.38). [658ode] Noot van de vertaler ( eigenaar van een Citroen  C-ZERO ),  “De C-ZERO is een 100 % Mitsubishi Imiev met een 14 kWh batterij. De actieradius is in de praktijk  100 km, wat neer komt op een verbruik van 14 kWh per 100 km. Een verschil van 40 % tussen de oude NEDC verbruikscijfers en de werkelijkheid dat vaker voor komt. De nieuwe norm voor verbruikscijfers die de fabrikanten in 2019 moeten aangeven, de WLTP , liggen veel dichter bij de praktijk.”

EV1 Deze tweezitter van General Motors heeft een bereik van 120 tot 240 km per lading, met nikkel-metaalhydride batterijen die 26,4 kWh kunnen opslaan. Dat is een energieverbruik van tussen de 11 en 22 kWh per 100 km.

Bliksem (figuur 20.39)  deze auto heeft vier 120 kW borstelloze motoren, één op elk wiel, regeneratief remmen en snelladende Nanosafe lithiumtitanaat-batterijen. Een capaciteit van 36 kWh geeft een bereik van  320 km. Dat is 11 kWh per 100 km.

Aptera Deze fantastische, gladde vis is een voertuig met twee zitplaatsen, waarvan gezegd wordt dat deze een energieverbruik heeft van 6 kWh per 100 km. De Aptera heeft een luchtweerstandscoëfficiënt van 0,11 (figuur 20,40). Er worden elektrische en hybride modellen ontwikkeld.

Loremo Net als de Aptera, heeft de Loremo (figuur 20.41) een kleine frontale oppervlakte en een kleine luchtweerstandscoëfficiënt (0,2) en de auto zal beschikbaar zijn in zowel fossiele brandstoffen als elektrische versies. Hij heeft twee zitplaatsen voor volwassenen en twee kinderzitjes aan de achterzijde. De Loremo EV zal lithium-ionbatterijen hebben en naar verwachting een energieverbruik van 6 kWh per 100 km, een topsnelheid van 170 km / u, en een bereik van 153 km. Hij weegt 600 kg.

eBox De eBox heeft een lithium-ionbatterij met een capaciteit van 35 kWh en een gewicht van 280 kg; en een bereik van 140-180 km. De motor heeft een piekvermogen van 120 kW en kan een continu vermogen van 50 kW produceren. Energieverbruik: 12 kWh per 100 km.

Ze-0 Een vijfdeurs auto met vijf deuren. Maximumsnelheid: 80 km/uur. Bereik: 80 km. Gewicht inclusief batterijen: 1350 kg. Loodzuurbatterijen met een capaciteit van18 kWh. Motor: 15 kW. 22,4 kWh per 100 km.

e500 Een Italiaanse Fiat-achtige auto, met twee deuren en vier stoelen. Maximum snelheid: 95km/uur. Bereik in stadsverkeer: 120 km. Batterij: lithium-ion polymeer.

MyCar De MyCar is een in Italië ontworpen tweezitter. Maximumsnelheid: 65 km/uur. Maximum bereik: 95 km. Lood batterij.

Mega City Een tweezits auto met een maximaal continu vermogen van 4 kW en maximum snelheid van  65 km/uur : 11,5 kWh per 100 km. Gewicht leeg (inclusief batterijen) – 725 kg. De loodzuur batterijen hebben een capaciteit van 10 kWh.

Xebra zou een bereik hebben van 40 km met een batterij van  4,75 kWh. 12 kWh per 100 km. Maximale snelheid 65 km / h. Loodzuur batterijen.

TREV Het hernieuwbare energievoertuig (TREV) voor 2 personen is een prototype ontwikkeld door  de University of South Australia (figuur 20.42). Deze driewieler heeft een bereik van 150 km, een topsnelheid van 120 km / h, een massa van 300 kg, en lithium-ion polymeerbatterijen met een gewicht van 45 kg. Tijdens een echte 3000 km trip, was het energieverbruik was 6,2 kWh per 100 km.

Venturi-fetish heeft een batterij van 28 kWh die 248 kg weegt. De auto weegt 1000 kg. Bereik 160-250 km. Dat is 11-17 kWh per 100 km.www.venturifetish.fr/fetish.html

Toyota RAV4 EV Dit voertuig – een volledig elektrische mini-SUV – werd verkocht door Toyota tussen 1997 en 2003 (figuur 20.43). De RAV4 EV heeft 24 12 volt 95 Ah NiMHbatterijen die 27,4 kWh aan energie kunnen opslaan; en een bereik van 130 tot 190 km. Dus dat is een energieverbruik van 14-21 kWh per 100 km. De RAV4 EV was populair bij de Jersey Police Force.

Phoenix SUT – een vijf persoons “sport utility truck” gemaakt in Californië – heeft een bereik “tot 210 km” met een 35 kWh lithium-ion batterijpak. (Dat is 17 kWh per 100 km.) De batterijen kunnen  via een speciaal stopcontact  in 10 minuten worden opgeladen. www.gizmag.com/go/7446/

Modec bestelwagen  De Modec vervoert twee ton over een afstand van 160 km. Leeggewicht 3000 kg. www.modec.co.uk

Smith Ampere Kleinere bestelwagen, 24 kWh lithium-ionbatterijen. Actieradium “meer dan 160 km” Www.smithelectricvehicles.com

Elektrische minibus  Uit www.smithelectricvehicles.com: 40 kWh lithium-ion-accu. Motor van 90 kW met regeneratieve remmen. Bereik “tot 160 km” 15 zitplaatsen. Voertuig leeggewicht 3026 kg. Laadvermogen 1224 kg. Dat is een verbruik van 25 kWh per 100 km. Als het voertuig volledig is bezet, dan kan het met een indrukwekkend laag energieverbruik van 2 kWh per 100 p-km transport leveren.

Elektrische touringcar De Thunder Sky-bus heeft een actieradius van 290 kilometers en een oplaadtijd van drie uur. www.thunder-sky.com

Elektrische scooters De Vectrix is een grote scooter (figuur 20.44). Zijn batterij (nikkelmetaalhydride) heeft een capaciteit van 3,7 kWh. Hij kan tot maximaal 110 km met een snelheid van 40 km/uur, op een lading van twee uur van een standaardstopcontact. Dat is 110 km voor 3 kWh, of 2,75 kWh per 100 km. De vectrix heeft een maximumsnelheid van 100 km/uur. Hij weegt 210 kg en heeft een piekvermogen van 20 kW. www.vectrix.com

De “Oxygen Cargo” is een kleinere scooter. Hij weegt 121 kg, heeft een actieradius van 60 kilometers, en het opladen duurt 2-3 uur. Piekvermogen: 3,5 kW; maximum snelheid 45 km/uur. Het heeft twee lithium-ion-batterijen en regeneratieve remmen. Het bereik kan worden vergroot door extra batterijen toe te voegen, die ongeveer 1,2 kWh opslaan en 15 kg wegen. Energieverbruik: 4 kWh per 100 km.

De energiedichtheid van reservoirs met perslucht is slechts ongeveer 11-28 Wh per kg. De theoretische limiet, uitgaande perfecte isotherme compressie is: als 1 m3 omgevingslucht langzaam wordt gecomprimeerd tot een container van 5 liter bij 200 bar, dan is de potentiële opgeslagen energie 0,16 kWh in 1,2 kg lucht. In de praktijk heeft een container van 5 liter die is geschikt voor dit soort druk een gewicht van ongeveer 7,5 kg indien gemaakt van staal of 2 kg met behulp van kevlar of koolstofvezel, en de totale energiedichtheid zou ongeveer 11-28 Wh per kg zijn. De theoretische energiedichtheid is hetzelfde, ongeacht het volume van de container.

Arnold Schwarzenegger … een waterstof-aangedreven Hummer aan het vullen. Nature 438, 24 November 2005. Ik zeg niet dat waterstof nooit bruikbaar zal zijn voor transport; maar ik zou hopen dat een vooraanstaand tijdschrift als Nature de waterstof hype wat kritischer zou benaderen, niet alleen met euforie. “Waterstof en brandstofcellen zijn niet de manier om te gaan. Het besluit van de regering-Bush en de staat Californië om de waterstofweg te volgen, is de slechtste beslissing van de afgelopen jaren.” James Woolsey, voorzitter van de adviesraad van de US Clean Fuels Foundation, 27 november 2007.

In september 2008 schreef The Economist: “Bijna niemand betwist dat … uiteindelijk zullen de meeste auto’s worden aangedreven door alleen batterijen. ”

Aan de andere kant, om meer te horen van de pleitbezorgers van op waterstof-gebaseerd transport, zie de Rocky Mountain Institute’spagina’s over de “HyperCar” www.rmi.org/hypercar/.

In het project Clean Urban Transport for Europe lag de totale energie die nodig was om de waterstofbussen van stroom te voorzien tussen de 80% en 200% hoger dan die van een standaard dieselbus. Bron: CUTE (2006); Binder et al. (2006).

De waterstofauto van BMW heeft drie keer meer energie nodig dan een gemiddelde auto. De helft van de kofferbak van de BMW “Hydrogen 7” -auto wordt ingenomen door zijn 170-liter waterstoftank, die 8 kg waterstof kan bevatten wat overeenkomt met een bereik van 200 km op waterstof [news.bbc.co.uk/1/hi/business/6154212.stm]. De calorische waarde van waterstof is 39 kWh per kg. Met meest efficiente manier is 63 kWh energie nodig om 1 kg waterstof te maken  (samengesteld uit 52 kWh natuurlijkgas en 11 kWh elektriciteit) (CUTE, 2006). Dus voor het vullen van de 8 kg tank is op z’n minst  508 kWh nodig ; en als die tank levert inderdaad 200 km, levert dan zijn de energiekosten 254 kWh per 100 km. De waterstof 7 en zijn waterstof-brandstofcel neven zijn simpelweg in veel opzichten kleurrijke lokvogels in een doodlopend straatje. David Talbot, MIT Technology Reviewwww.technologyreview.com/Energy/18301/

Honda’s brandstofcel auto, de FCX Clarity, weegt 1625 kg, slaat 4,1 kg waterstof op bij een druk van 345 bar, en schijnt een bereik te hebben van 450 kilometer , en kan dus met één kilo waterstof op een gestandaardiseerd traject 91 km afleggen [czjjo], [5a3ryx]. Gebruikmakend van de kosten voor het produceren van waterstof zoals hierboven genoemd, en met de aanname dat aardgas wordt gebruikt als de belangrijkste energiebron, heeft deze auto een energieverbruik van 69 kWh per 100 km.

“Honda kan wellicht journalisten wijs maken dat waterstofauto’s “geen uitstoot” hebben, maar helaas kunnen ze het klimaat niet voor de gek houden”. Merrick Godhaven132

Een lithium-ionbatterij  bevat 3% lithium. Bron: Fisher et al. (2006).

Lithium specialist R. Keith Evans zegt: “bezorgdheid over de beschikbaarheid van lithium … is ongegrond.” – Evans (2008).

Twee in Nederland gebouwde transportschepen bekend als “The Economy Twins.” Www.ssmaritime.com/rijndam-maasdam.htm.
QE2: www.qe2.org.uk.

Transparante magnetische levitatietrein. www.transrapid.de.