Batterij(d)en. Hiteq Kennis van nu, kennis voor later. Op weg naar elektrische mobiliteit in Nederland. Ir

centrum van innovatie



Hiteq

Batterij(d)en

Kennis van nu, kennis voor later

Op weg naar elektrische mobiliteit in Nederland Denk 10 of 20 jaar verder. Hoe ziet de technische sector er dan uit in de context van onderwijs, arbeidsmarkt,

Ir. Daan Maatman

technologie en maatschappij? Hiteq selecteert en ontsluit actuele kennis. Brengt adviezen uit en creëert toekomstscenario’s die inzicht geven in te verwachten ontwikkelingen. Zo kunnen onder­nemingen, onderwijs­ instellingen en intermediairs in de techniek zich voor­ bereiden op wat komen gaat. En zor­gen dat hun strategisch beleid voor beroepen en opleidingen een solide fundament heeft. Hiteq is een initiatief van Kenteq.

Opdrachtgever Hiteq, centrum van innovatie Met bijdragen van Instituut voor Wetenschap en Ontwikkeling Dr. Ruud Hunik Universiteit Utrecht – studieteam Science and Innovation Management Daan van Hameren

Domein Technologie

Coby Hoogland

Augustus 2009

Rik Spitters

Uitgave: Oktober 2009

Marijn van Weele

www.hiteq.org

Hiteq is een initiatief van kenteq

Batterij(d)en Op weg naar elektrische mobiliteit in Nederland Ir. Daan Maatman Opdrachtgever Hiteq, centrum van innovatie Met bijdragen van Instituut voor Wetenschap en Ontwikkeling Dr. Ruud Hunik Universiteit Utrecht – studieteam Science and Innovation Management Daan van Hameren Coby Hoogland Rik Spitters Marijn van Weele

Domein: Technologie Augustus 2009 Uitgave: Oktober 2009

www.hiteq.org

Hiteq Kennis van nu, kennis voor later Denk 10 of 20 jaar verder. Wat speelt er in de technische sector? Hoe flexibel is de arbeidsmarkt? Wat is de situatie in het onderwijs? Hoe liggen de maat­ schappelijke verhoudingen? Dit is het soort vragen waar wij bij Hiteq warm voor lopen. We zien het als een uitdaging om samen met de beste experts kennis te selecteren en te ontsluiten. Of dat nu is in de vorm van een advies, publicatie, workshop, brainstorm of symposium. Centraal staat dat Hiteq toekomstscenario’s creëert die inzicht geven in te verwachten ontwikkelingen. Daarbij houden wij ons bezig met alle thema’s die relevant zijn voor onze sector. Van technologische innovaties tot sociale uitsluiting. Van toekomstige leerling tot digitale processen. Zo kunnen ondernemingen, onderwijsinstellingen en intermediairs in de techniek zich vroegtijdig voorbereiden op wat komen gaat. En zorgen dat hun strategisch beleid voor opleidingen en beroepen een solide fundament heeft.



www.hiteq.org Hiteq is een initiatief van kenteq



Inhoudsopgave



Voorwoord

7



Samenvatting

9

1

Inleiding

13

1.1

Achtergrond

13

1.2

Doel van het onderzoek

14

1.3

Onderzoeksaanpak

15

2

Aandrijfsystemen

17

2.1

Doorontwikkeling van de verbrandingsmotor

17

2.2

Hybride (PHEV, SHEV)

17

2.3

100% Elektrisch (BEV)

22

2.4

Bereik

23

2.4.1 Korte afstand

24

2.4.2 Lange afstand

28

3

Batterijtechnologie

31

3.1

Algemeen werkingsprincipe van de batterij

31

3.2

Keuze van batterijchemie

32

3.3

Toepassing van batterijen in personenauto’s

33

3.4

Milieuaspecten bij deze batterijtoepassing

34

3.5

Toekomstverwachtingen

35

4

Infrastructuur

39

4.1

Intelligent netwerk (Smart Grid)

39

4.2

Oplaad- en wisselsystemen

40

5

Sociaal-economische gevolgen

43

5.1

Maatschappelijke en politieke dilemma’s

43

5.2

Kansen voor Nederland

46

5.2.1 Mondiale analyse

46

5.2.2 Sterkte/zwakte-analyse (SWOT)

49

5.3

Onderwijs en technische beroepen

53

6

Conclusie

57



Voorwoord



Bijlage Vervoersmodaliteiten

61



Bronnen

67



Noten

69



Afkortingen

70



Hiteq-publicaties

71

op zijn eigen manier omgaat en invult.



Colofon

72

De wereld zet onder andere in op elektrisch rijden en Nederland wil graag

De wereld wordt al geruime tijd geconfronteerd met steeds groter wordende vraagstukken. Denk daarbij aan de energievoorziening, de klimaatproblematiek, de toenemende wereldbevolking en groeiende wereldeconomieën met bij­ behorende problemen als voedselvoorziening (food for fuel) en de milieudruk. Inmiddels groeit wereldwijd het besef dat daar wat aan gedaan moet en kan worden. Het begrip duurzaamheid is daarbij leidend; een begrip waarmee elk land

meedoen. In deze verkenning worden de verschillende aspecten beschreven die te maken hebben met de transitie naar elektrisch rijden. Mede gezien de actualiteit van het onderwerp heb ik voor deze verkenning hulptroepen ingeschakeld. Zij hebben in opdracht onderdelen van de verkenning voor hun rekening genomen. Mijn dank gaat uit naar een studieteam van de vakgroep Science and Innovation Management van de Universiteit Utrecht, bestaande uit Daan van Hameren, Coby Hoogland, Rik Spitters en Marijn van Weele, die een analyse hebben gemaakt van het mondiale speelveld en de verschillende aandrijfsystemen in kaart hebben gebracht. Batterijen vormen de kern van het elektrisch rijden en daarom ben ik ook veel dank verschuldigd aan Dr. Ruud Hunik van het Instituut voor Wetenschap en Ontwikkeling uit Ede voor zijn bijdrage over de batterijtechnologie. Zijn kennis op dit gebied heeft mij enorm geholpen om het uiteindelijke totaalbeeld rond (de invoering van) elektrisch rijden in Nederland in deze publicatie te beschrijven. Daan Maatman Programmaleider Technologie Hilversum, augustus 2009

Batterij(d)en

7

Samenvatting “Twenty-five years ago, methanol was the hot solution to energy problems. Fifteen

Batterij(d)en

years ago, it was electric vehicles. Ten years ago, hybrid vehicles. Five years ago,

Op weg naar elektrische mobiliteit in Nederland

fuel cells. Two years ago, ethanol. And today it’s the plug-in hybrid.

Ir. Daan Maatman

Throughout this period gasoline has remained the primary transportation fuel in the US”.

Elektrisch rijden is in, en niet alleen in Nederland. Nee, de hele wereld is ermee bezig. Technologische, infrastructurele en institutionele veranderingen komen met regelmaat in het nieuws. Toch blijkt, misschien wel omdat deze ontwikkelingen

John German, Honda USA

zo snel gaan, dat niet iedereen eigenlijk goed weet wat er allemaal bij elektrisch rijden komt kijken. Herhaaldelijk komen dezelfde vragen terug. Blijkbaar is nog niet overal een antwoord op te geven of zelfs maar bekend. Het is duidelijk, de transitie naar elektrisch rijden in Nederland betekent een grote maat­schappelijke verschuiving. Dat vertaalt zich in technologie, beleid, institutionele veranderingen, infrastructuur, adaptatieprocessen, arbeidsmarkt­ ontwikkelingen en onderwijs. Technologie Op dit moment is er bij aandrijfsystemen een drietal termijngerelateerde ontwikkelingen te onderscheiden. Op de relatief korte termijn (tot 2020) zullen de volledig elektrische auto’s hun intrede doen in het straatbeeld. Dat betekent ook dat steden, naast veiligheidsaspecten zoals geluid, te maken krijgen met oplaadpunten, zowel op locatie als thuis c.q. op de werkplek. Op deze termijn is het daarom noodzakelijk een intelligent netwerk aan te leggen. Parallelle ontwikkelingen op de korte tot middellange termijn (vanaf nu tot 20252030) zijn de hybride aandrijving en de doorontwikkeling daarvan. Daarvan bestaan nu reeds verschillende typen, en dan ook nog de plug-in-versies. De hybride auto’s lossen het probleem van de korte actieradius wel op, maar zijn (nog) niet in staat om grotere massa’s te verplaatsen. En dat is wel de wens van de gebruiker, die graag met MPV en caravan in 2 dagen naar de Middellandse Zee reist. Op de langere termijn (vanaf 2035) komt er een variant van de zogenaamde serieel hybride auto, een auto met 4 wielnaafmotoren en een brandstofcel­ generator op waterstof. Er is nog geen echte ‘winnende technologie’ op het gebied van aandrijving aan te wijzen, maar de plug-in-hybride krijgt de meeste stemmen, ondanks de beperking van de te verplaatsen massa. De laatste grote technologische ontwikkeling heeft natuurlijk te maken met de batterijen voor de verschillende elektrische voertuigen en deze ontwikkelingen gaan echt heel erg snel.

8

Batterij(d)en

Batterij(d)en

9

Voor alle ontwikkelingen is het gewenst en noodzakelijk dat een intelligent

het motormanagement bij het naderen van obstakels (ook voetgangers, fietsers,

elektriciteitsnetwerk wordt aangelegd, een zogenaamd smart grid. Voor de

andere voertuigen en dergelijke).

transitie is dit een korte termijnvoorwaarde vanwege de groei van het aantal volledig elektrische voertuigen

Beleid Veel strategische acties en beslissingen liggen natuurlijk op het bord van de

Kansen

overheid c.q. de regering. De ontwikkelingen rond het elektrisch rijden vragen om

Nederland heeft geen automotive industrie, maar wel een hoogontwikkelde en

een herziening van het huidig overheidsbeleid om innovatie via marktwerking aan

goed aangeschreven maakindustrie. De markt voor elektromotoren, in alle vormen

te jagen.

en maten, zal wereldwijd groeien en biedt in die zin kansen voor de Nederlandse

Nederland is goed in high-techsystemen (=maakindustrie). Er ligt een nieuwe

economie. Er zijn al bedrijven die alleen maar wielnaafmotoren maken.

sector klaar om ingevuld te worden (batterijrecycling) en er is een aantal infra­

Op een wat langere termijn biedt ook het ontwerpen en produceren van genera­

structurele uitdagingen die Nederland met zijn civiele kennis kan aanpakken en

toren kansen. Nederland heeft binnen Europa een vooraanstaande positie op het

vervolgens ook kan gaan exploiteren.

gebied van brandstof­cellen. Die markt lijkt zich uit te breiden met de toenemende

Om de trend naar elektrisch rijden te stimuleren, zijn natuurlijk de bekende

vraag naar elektrische auto’s met een groot bereik. Essentieel om te constateren

instrumenten als subsidies en fiscale maatregelen beschikbaar. Maar deze

is dat motoren op basis van het verbrandingsprincipe met de tijd uit het straat­

ontwikkeling vraagt ook om het maken van keuzes, met name investerings­

beeld gaan verdwijnen. Mensen die nu een opleiding Autotechniek volgen, zullen

keuzes. Nederland loopt achter in de race om een positie in dit nieuwe speelveld

gedurende hun werkzaam leven met deze verandering te maken krijgen. Dit

te veroveren en zou gerichter moeten kiezen voor investeringen in duurzame

vraagt om tijdige ontwikkeling van bijscholingsmateriaal en/of aanpassing van de

energie. Ook de Haagse gevoeligheid voor de olielobby werkt remmend bij het

curricula, met name op mbo- en hbo-niveau.

Nederlandse streven naar een pluriforme kenniseconomie.

Nederland heeft geen batterijtechnologische industrie. Een kans voor Nederland zou, gezien de reputatie van Nederland op het gebied van recycling, kunnen liggen bij het ontwikkelen en uitvoeren van een recyclingtechnologie voor batterijen. Voor de ontwikkeling van een intelligent netwerk dat voor elektrisch rijden nodig is, zal het werkterrein van netwerkbeheerders en elektriciteitsleveranciers toenemen. Deze uitbreiding manifesteert zich voornamelijk in het aanleggen dan wel verbeteren van de verschillende netwerken (hoog-, midden- en laag­ spanningsnetwerken), het onderhoud daaraan en het management van de elektriciteits­levering. Daarom valt ook groei te verwachten in de IT-sector. Een nieuw infrastructureel aspect heeft te maken met veiligheid: elektrische auto’s zijn stil. Een infrastructurele mogelijkheid om hiermee om te gaan is bijvoor­beeld een ander wegdek (klinkers, geluidrijk asfalt). Maar ook de banden bieden mogelijkheden zoals het gebruik van rubbersoorten die juist wel geluid produceren in combinatie met het wegdek. Gezien de grootschaligheid van dergelijke aanpassingen zal er eerder gezocht worden naar voertuigspecifieke oplossingen om de veiligheid te bevorderen, zoals sensorische ingrepen door 10

Batterij(d)en

Batterij(d)en

11

1 Inleiding 1.1 Achtergrond Naast de algemene mobiliteitsproblemen speelt in Nederland het feit dat veel auto’s het milieu belasten met hun uitstoot. Fabrikanten ontwikkelen wel schonere auto’s, maar de ontwikkeling daarvan kost veel tijd. In combinatie met de grote hoeveelheid auto’s en de gerelateerde milieudruk, wordt er qua uitstoot nog maar weinig resultaat geboekt. De uitstoot – veroorzaakt door verkeer en vervoer – blijft toenemen. Ook al worden motoren door bijvoorbeeld het gebruik van drieweg katalysatoren steeds zuiniger, toch neemt de totale hoeveelheid uitgestoten CO2 enorm toe (zie ook figuur 1). De reden hiervan is dat voertuigen en motoren zwaarder zijn geworden. Ook groeide het gemiddelde aantal auto’s en het aantal gereden kilometers per huishouden CO2-uitstoot door vervoer (per huishouden per jaar) 3000

kilogram CO2

2500 2000 1500 1000 500 0 1990

1995

2000

2003

2004

2005

2006

Figuur 1: CO2-uitstoot door vervoer (Milieucentraal, 2009)

Aangejaagd door fiscale maatregelen en subsidies wordt getracht in sneltreinvaart de CO2-uitstoot en roetuitstoot te reduceren. Om die reden worden ook de verschillende technologieën om voertuigen aan te drijven in hoog tempo ontwikkeld. In deze studie worden de tot nu toe bekende verschillende aandrijftechnologieën besproken, in hoeverre zij ontwikkeld zijn of op relatief korte termijn realiseerbaar zijn. Het gaat in alle gevallen om elektrisch aangedreven voertuigen. Vanwege de snelheid van de ontwikkelingen en de huidige milieubewuste tijdgeest wordt een tijdsspanne van 10 jaar aangehouden (tot 2020). Sommige studies voorspellen dat er in 2020 al ca. 1 miljoen elektrische auto’s rondrijden. Batterij(d)en

13

Deze studie gaat voornamelijk in op toepassing in het personenvervoer.

Uit dit onderzoeksdoel zijn de volgende onderzoeksvragen afgeleid:

In de bijlage worden ook de verschillende aandrijftechnologieën voor andere

-- Wat zijn de mondiale ontwikkelingen in deze sector?

vervoersmodaliteiten kort beschreven.

-- Waar staat Nederland in dit plaatje, wat gaat Nederland doen? Richten wij ons op onderzoek en zo ja, gerelateerd aan welk toepassingsgebied? Of richten wij ons (ook) op het ontwikkelen van toepassingen en gaan we het bedrijfsleven stimuleren? En welke criteria spelen daarbij een rol?

1.2 Doel van het onderzoek

-- Wat betekenen deze ontwikkelingen voor het onderwijs en de technische beroepen? Zoals in vele westerse landen is in Nederland, met zijn relatief grote aantal inwoners en bijbehorende infrastructuur, de mobiliteitsdruk groot. Dat leidt enerzijds tot files, maar die problemen zijn van alle tijd. Tegenwoordig zorgt het

1.3 Onderzoeksaanpak

collectieve milieubewustzijn er anderzijds voor dat men zich terecht druk maakt over de gevolgen voor het milieu. Aangezwengeld door de klimaatproblematiek

Om de in de vorige paragraaf geformuleerde doelstelling te halen en de

wordt aan de aanbodzijde de markt gestimuleerd om motoren te ontwikkelen

onderzoeksvragen te beantwoorden, is gebruik gemaakt van verschillende

met een fors lagere CO2-uitstoot.Aan de vraagzijde wordt de consument door

bronnen en verkennende onderzoeken.

middel van fiscale maatregelen gestimuleerd om auto’s aan te schaffen die door dergelijke schone (elektrische) motoren worden aangedreven.

De gegevensbronnen zijn: 1

Zoals eerder aangegeven gaan deze ontwikkelingen razendsnel. Een risico hierbij

Innovation Management van de Universiteit Utrecht. Deze verkenning (Hameren

is het feit dat fabrikanten ervoor vechten om de ‘winnende technologie’ (dominant design) te leveren. Deze slag vindt momenteel plaats (zie ook hoofdstuk 2). Voor

Een in opdracht van Hiteq uitgevoerde verkenning door de vakgroep Science and et al. 2009) dient als basis voor deze studie.

2

Het materiaal (lezingen, presentaties, proceedings, gesprekken) van

een land als Nederland, dat nauwelijks eigen automotive industrie heeft, is het

The 24th International Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicle Symposium &

dan lastig om te bepalen waar op ingezet gaat worden en wat Nederland kan

Exhibition (EVS24)1, gehouden in Stavanger (N) van 13 tot 16 mei 2009.

bijdragen.

3

Desk research en bijdragen van experts.

In deze studie worden daarom de verschillende technologische ontwikkelingen op het gebied van elektrische aandrijving in kaart gebracht en wordt ingegaan op de

De studie richt zich primair op de elektrische aandrijving van het voertuig maar

infrastructurele gevolgen.

niet op de keten (‘well-to-wheel’). Andere alternatieven, zoals biobrandstoffen,

Tot slot wordt ruim aandacht besteed aan de sociaal-economische gevolgen van

worden in deze studie niet besproken. Ketenanalyses en andere opties zijn

het elektrisch rijden, met name voor de kansen voor Nederland en de technische

uitvoerig beschreven in andere studies (Vaessen, 2007; Maatman, 2008,

beroepen.

Hanschke et al., 2009).

Gelet op het bovenstaande is het doel van het onderzoek:

De toegevoegde waarde van deze studie is gelegen in het onderzoeksfocus.

-- Het in kaart brengen van de verschillende technologische opties voor elektrische aandrijving van voertuigen, -- de betekenis ervan, infrastructureel en technologisch gezien, voor de kansen en bedreigingen voor Nederland en -- de vertaling van deze ontwikkelingen naar sociaal-economische gevolgen.

Expliciet wordt ingegaan op de gevolgen die de transitie naar elektrisch rijden, in al zijn facetten, voor Nederland heeft in termen van kansen, onderwijs en de technische beroepen. De ontwikkelingen worden beschreven vanuit het oogpunt van Nederland en hebben hoofdzakelijk een kwalitatief karakter. De ontwikkelingen rond het elektrisch rijden kunnen uitstekend beschreven worden met de transitietheorie (Rotmans, 2006). Dat is in deze studie niet gedaan omdat dat buiten de scope van deze publicatie valt.

14

Batterij(d)en

Batterij(d)en

15

2 Aandrijfsystemen Om de CO2-uitstoot terug te dringen spelen er verschillende ontwikkelingen op het gebied van energieopslag en aandrijftechnologieën. Zo zijn de meest besproken opties: -- efficiencyvergroting van de conventionele verbrandingsmotor

Reductie CO2

-- de hybride aandrijving -- de volledig elektrische aandrijving Hierbij moet wel worden opgemerkt dat bij elektrische en hybride motoren de mate van uitstootvermindering afhankelijk is van de bron waaruit de elektriciteit verkregen wordt. In deze studie wordt niet verder ingegaan op de productieketen; die wordt uitvoerig beschreven in de scenariostudie Een beroep op energie (Maatman, 2008).

2.1 Doorontwikkeling van de verbrandingsmotor Hoe de genoemde alternatieven zich ook zullen ontwikkelen, de komende jaren blijft de verbrandingsmotor een dominante rol spelen. Hierbij zullen auto’s met verbrandingsmotor tot 18% zuiniger worden (Trouw, 2008). De afgelopen jaren is de verbrandingsmotor steeds efficiënter gaan presteren, maar tegelijkertijd zijn auto’s door comfort- en veiligheidverhogende middelen steeds zwaarder geworden. Hierdoor is het verbruik nagenoeg gelijk gebleven. De verwachting is echter dat deze trend de komende jaren afneemt door het toepassen van nog lichtere materialen en ‘down-sizing’. Grote motoren maken daarbij plaats voor kleinere motoren, die gebruik maken van directe inspuiting en één of meerdere turbo’s. Hierdoor presteren zij efficiënter en behalen ze bij gelijke prestaties een

en de drive  - motoren van Volvo.

lager verbruik. Voorbeelden hiervan zijn de blue energy -motoren van Volkswagen

Ook het motormanagement regelt steeds meer functies en systemen (bijv. start/ stop-systeem), waardoor het verbruik, en daarmee de uitstoot, afneemt.

2.2 Hybride (PHEV, SHEV) Een hybride auto is een auto die gebruik maakt van twee verschillende aandrijf­ technieken. Meestal gaat het om een combinatie van een conventionele verbrandings­­­motor en een elektromotor. Wanneer de auto weinig vermogen Batterij(d)en

17

vraagt (bijvoorbeeld tijdens stadsverkeer), draait alleen de elektromotor. Wanneer er meer vermogen nodig is, draait de verbrandingsmotor. Via de dynamo worden de batterijen van de elektromotor opgeladen wanneer de auto rijdt. En de bij het remmen vrijkomende energie wordt met behulp van een supercondensator

batterij

electronica elektromotor

omgezet2 in stroom, waarmee ook de batterij wordt opgeladen. Door deze combinatie heeft een hybride auto een lager verbruik dan een vergelijkbare auto met verbrandingsmotor. Op dit moment zijn er verschillende hybride auto’s op de markt (bijvoorbeeld de Toyota Prius, de Honda Civic hybrid en de Honda Insight). De huidige hybride auto’s hebben veelal een NiMH-batterij 3, die relatief slecht is

generator

benzinemotor

voor het milieu. De recycling hiervan is in dit opzicht belangrijk, maar vraagt veel energie. De levensduur van deze batterijen ligt momenteel tussen de 5 en 10 jaar, waardoor er relatief veel druk staat op het ontwikkelen van een effectieve

Figuur 2: Seriegeschakelde hybride aandrijving (bron: www.hybridcenter.org, (vertaald))

recyclingtechnologie. Om deze redenen worden er kanttekeningen geplaatst bij de netto CO2-uitstoot van hybride auto’s gedurende de hele productiecyclus.

Parallelgeschakelde hybride aandrijving

Gezien het grote belang van batterijtechnologieën voor het slagen van de

Parallelgeschakelde hybride auto’s zijn complexer en daarmee ook duurder. Bij

elektrische auto, zal in het volgende hoofdstuk dieper worden ingegaan op de

dit type hybride aandrijving kan de verbrandingsmotor indien nodig rechtstreeks

huidige (en toekomstige) batterijtechnologieën.

worden gekoppeld aan de wielen. Hierdoor treedt er geen energieverlies op. De mechanische energie moet worden omgezet in elektrische energie, en

Illustratief voor het eerder genoemde feit dat er nog geen ‘winnende technologie’

vervolgens weer in mechanische energie, zoals bij de serie geschakelde hybride

voorhanden is, is het bestaan van maar liefst drie soorten, al dan niet in

het geval is. Bovendien kunnen de elektromotor en de verbrandingsmotor tijdens

ontwikkeling zijnde, hybride aandrijvingen:

zware belasting tegelijkertijd de wielen aandrijven, waardoor het vermogen en de

-- Seriegeschakelde hybride aandrijving (SHEV  )

prestaties toenemen. Het nadeel van deze configuratie is dat de verbrandings­

-- Parallelgeschakelde hybride aandrijving (PHEV 5)

motor in het stadsverkeer inefficiënt presteert (door de wisselende belasting,

-- Serie-/parallelgeschakelde hybride aandrijving

start/stop-situaties, etc.). De in 2010 te introduceren Volkswagen Golf Twin Drive

4

maakt gebruik van dit concept. Seriegeschakelde hybride aandrijving Bij seriegeschakelde hybride auto’s, zoals de in 2010 te introduceren Chevrolet Volt, drijft de verbrandingsmotor nooit rechtstreeks de wielen aan. Wanneer de batterijen leeg zijn, slaat de verbrandingsmotor aan en produceert via een generator elektriciteit voor de elektromotor. De elektromotor drijft vervolgens de wielen aan.

benzinemotor

transmissie elektromotor/generator

Het voordeel van deze configuratie is dat de verbrandingsmotor constant met een optimaal toerental kan draaien. Hierdoor neemt de efficiëntie toe.

batterij

electronica

Figuur 3: Parallelgeschakelde hybride aandrijving (bron: www.hybridcenter.org, (vertaald))

18

Batterij(d)en

Batterij(d)en

19

Serie-/parallelgeschakelde hybride aandrijving

van de CO2-uitstoot en het gebruik van de bestaande infrastructuur. Vooral in

Als laatste is er ook een tussenvorm, de serie-/parallelgeschakelde hybride. Deze

het stadsverkeer is dit een zwaarwegend voordeel. Daarnaast wordt ook in de

combineert de voordelen van de eerder genoemde typen, maar is technologisch

houding van de consument geen grote wijziging gevraagd.

zeer complex. Doordat de twee ontwerpen worden gecombineerd, kan de verbrandingsmotor de wielen rechtstreeks aandrijven (zoals bij de parallel­ geschakelde hybride aandrijving). Maar tijdens stadsverkeer is het bijvoorbeeld

Plug-in Hybride: Winnende technologie (Dominant Design)?

efficiënter om via de generator elektriciteit op te wekken en kan er omgeschakeld

Op dit moment is er slechts één plug-in hybride op de markt. De BYD F3 DM

worden.

kwam in China eind 2008 op de markt voor omgerekend 22.000 dollar, en kan

Van de genoemde ontwerpen heeft een parallel- of serie-/parallelgeschakelde

maximaal 109 kilometer rijden op elektriciteit (Balfour, 2008). Verschillende grote

hybride de voorkeur, vanwege het lagere verbruik.

autofabrikanten, zoals Volkswagen, General Motors, Ford, en Toyota hebben aangekondigd in 2010 een plug-in hybride op de markt te brengen. Daarnaast zijn er vooral in de Verenigde Staten veel bedrijven die conventionele hybride

benzinemotor

auto’s kunnen ombouwen naar een plug-in hybride auto. De benodigde batterijen vormen op dit moment de grootste zwakte van de

generator

plug-in hybride. Er zijn grofweg twee dominante technologieën: lithium-ion vermogensverdeler

batterijen (bijv. Chevrolet Volt, Volvo C30) en nikkel-metaalhydride batterijen (bijv. Toyota Prius, Lexus GS450). Lithium–ion batterijen hebben de grootste potentie om de prestatiedoelen te behalen bij een lagere kostprijs. Echter, de

batterij

electronica

elektromotor

ontwikkelingsrichtingen van lithium-ion lopen uiteen in verschillende ontwerpen wat betreft samenstelling en materiaal voor de anode en kathode (Axsen et al., 2008). Er is dus nog geen sprake van een dominante ontwerprichting. Gezien

Figuur 4: Serie-/parallelgeschakelde hybride aandrijving (bron: www.hybridcenter.org, (vertaald))

het grote belang van batterijtechnologieën voor het slagen van de elektrische auto wordt in hoofdstuk 3 dieper ingegaan op de huidige (en toekomstige)

De verwachting is dat de hogere kosten snel worden terugverdiend.

batterijtechnologieën.

De meest aangekondigde hybride aandrijvingen zijn dan ook gebaseerd op het (serie-/) parallelprincipe (Bradley & Frank, 2007).

Wanneer de ontwikkeling van de plug-in hybride wordt geanalyseerd met behulp van het Dominant Design concept (Hameren et al., 2009) vallen een paar dingen

20

Plug-in hybride aandrijving

op. Op dit moment rijden er weinig plug-in hybrides rond en zijn er veel kleine

Van al deze varianten op een hybride aandrijving bestaan inmiddels ook

fabrikanten die conventionele hybride auto’s kunnen ombouwen. De plug-in

zogenaamde plug-in-versies (P-PHEV en P-SHEV). Dit zijn hybride aandrijvingen

hybride auto’s die momenteel rijden, verschillen van elkaar op het gebied van

met grotere batterijen, die ook via een externe energiebron kunnen worden

aandrijving, gebruikte materialen voor de batterij en elektrische actieradius.

opgeladen (bijvoorbeeld via een stopcontact). Op deze manier kunnen auto’s

Op dit moment is er dus geen winnende technologie aan te wijzen. Volgens de

op korte afstanden alleen de elektromotor gebruiken, waardoor het verbruik en

theorie betekent dit dat de productie van plug-in hybride auto’s op een relatief

de uitstoot verder afneemt. Bij een grotere afstand kan de verbrandingsmotor

inefficiënte manier gebeurt, wat de hoge prijs van deze auto’s zou kunnen

worden ingeschakeld. Deze draait dan met een ideaal constant toerental 6 en

verklaren. Verschillende autofabrikanten zijn bezig met de toekomst. Op relatief

levert de elektriciteit voor de elektromotor.

korte termijn komen zij met een plug-in hybride auto op de markt. De tabel geeft

De voordelen van auto’s met (plug-in) hybride aandrijvingen zijn de beperking

een kort overzicht van wat er komen gaat. 

Batterij(d)en

Batterij(d)en

21

te houden. Dit wordt gerealiseerd door keuzes op het gebied van materiaal en Fabrikant

Type

Batterij

Aandrijving

Bereik (elektrisch)

Jaar

Chevrolet

Volt

Lithium-ion

Serie

60 km

2010

Toyota

Prius Plug-In

Lithium-ion/ NiMH

Parallel

10 km

2010

Honda

Verschillende modellen

Lithium-ion

Parallel

Onbekend

2011

Volkswagen

Golf Twin Drive

Lithium-ion

Parallel

50 km

2011

Opel

Ampera

Lithium-ion

Serie

60 km

2011

volume. Deze aspecten zorgen echter wel voor een imago van een elektrisch boodschappenwagentje. Dat het ook anders kan, laten onderstaande afbeeldingen zien.

Tabel: door fabrikanten geplande plug-in hybrides

Ondanks dat deze tabel niet volledig is, geeft het aan dat de ontwikkeling van de plug-in hybride auto op de korte termijn richting een Dominant Design kan gaan: parallelgeschakelde hybride aandrijving met lithium-ion batterijen, die

Figuur 5: De Tesla Roadster (links) en de Lotus Elise (rechts) (bron: www.hybridautoinfo.com)

een elektrische actieradius van ongeveer 50 km mogelijk maken. Zoals eerder beschreven heeft de parallelgeschakelde hybride aandrijving efficiëntievoordelen

De batterijen zijn tot nu toe altijd het grote nadeel van elektrische auto’s geweest.

ten opzichte van de seriegeschakelde hybride aandrijving en is daarom de meest

Er is geen dynamo die tijdens het rijden zorgt voor het opladen van de batterijen,

wenselijke optie.

waardoor het in de batterijen opgeslagen vermogen het bereik en de snelheid

Lithium-ion batterijen ontwikkelen zich op dit moment erg snel en hebben de

bepaalt. Het opladen gebeurt via externe oplaadsystemen, vergelijkbaar met

grootste kans om in de toekomst aan de eisen van de automobilist te voldoen.

het eerder beschreven concept van plug-in. In hoofdstuk 4 zal dieper worden

Het verschijnen van een Dominant Design betekent dat autofabrikanten minder

ingegaan op oplaad- en wisselsystemen.

gaan experimenteren met radicaal nieuwe ontwerpen en zich zullen richten op

De lange oplaadtijd (orde 8-12 uur) en de beperkte actieradius (orde 80-150 km)

incrementele innovatie en procesinnovaties. Hierdoor zou, theoretisch, vanaf

zijn geen goede argumenten bij de introductie van de elektrische auto. Dit zijn

2015 de prijs van plug-in hybride auto’s kunnen gaan dalen.

dan ook de twee gebieden waarop het onderzoek rond elektrische auto’s zich concentreert.

2.3 100% Elektrisch (BEV) 2.4 Bereik Elektrische auto’s bestaan al erg lang - al sinds eind 19e eeuw (rond 1895) - maar zijn nooit echt doorgebroken in de markt (Mom, 2008; Van Wijk, 2009). Met de

Het bereik van elektrische auto’s, dat over het algemeen als beperkt wordt

huidige milieuproblematiek zou dat echter de komende jaren kunnen veranderen.

beschouwd, is een significante belemmering in het doorbreken van deze manier

Een volledig elektrische auto (BEV7) maakt gebruik van een elektromotor in

van aandrijven. Enerzijds is dat een technologisch probleem, maar er zit ook een

combinatie met een batterijenpakket. Het grote voordeel is dat elektromotoren

sociaal-maatschappelijke kant aan. Namelijk, de perceptie die men heeft als het

veel efficiënter met energie omgaan dan traditionele verbrandingsmotoren,

gaat om de vraag: “hoe ver kan ik ermee rijden”. De huidige auto’s hebben een

waarbij veel energie verloren gaat in de vorm van warmte. Een ander groot

groot bereik (orde 1000 km op een volle tank) en de mindset van de generaties

voordeel van elektrische auto’s in vergelijking met de andere alternatieven is dat

die zijn opgegroeid met de conventionele auto’s is daarop gebaseerd.

de benodigde infrastructuur al grotendeels aanwezig is.

Nu kan getracht worden deze mindset te veranderen, maar dat is lastig omdat

Vanwege het relatief beperkte vermogen van de elektromotor en het gewicht van

er nog geen technologische ondersteuning is om dit te wijzigen. Anderzijds kan

het batterijenpakket is het noodzakelijk het gewicht van de auto zo laag mogelijk 22

Batterij(d)en

Batterij(d)en

23

het bereik echter ook als een gegeven worden gezien en daardoor toch in een bepaalde maatschappelijk behoefte voorzien; de mindset evolueert dan in feite gewoon mee in de tijd, men raakt langzamerhand aan een kleiner bereik gewend (Hanschke, 2009). Het een en ander heeft geleid tot ontwikkelingen voor korte afstand en voor lange afstand. 2.4.1 Korte afstand De stand van zaken in de batterijtechnologie laat vooralsnog geen doorbraak zien die als resultaat een groter bereik biedt. De automotive sector gaat dan ook anders om met dit gegeven en heeft met behulp van statistiek en de analyse van gebruikspatronen de markt voor elektrische auto’s in kaart gebracht. Recent Noors onderzoek (Strøm et al., 2009) heeft de gebruikersgroepen gekarakteriseerd (zie figuur 6). Voor de gehele Europese markt wordt aangenomen dat ca. 25% van alle verkochte auto’s per jaar wordt gekocht als 2e auto. Het gaat om ca. 4 miljoen auto’s en het is daarmee een substantiële markt voor elektrische voertuigen. Onderverdeeld naar de gebruikersgroepen gaat het om 60% (2,4 miljoen auto’s) in de particuliere sector, 35% (1,4 miljoen auto’s) in de zakelijke sector en 5% (0,3 miljoen auto’s) bij de overheid.

Particuliere sector

Zakelijke sector

Overheid

Hoger opgeleiden

Ondernemingen met meer dan 10 werknemers

Gemeentelijke diensten

Huishouden met 2 of meer personen

Milieuvriendelijk imago

Politieke vertegenwoordigers (wethouders, bestuurders)

Leeftijdsgroep 30-60 (werkzaam leven)

Regelmatig stadsverkeer (bijeenkomsten e.d.)

Minstens al 1 auto aanwezig in huishouden

Toegankelijke parkeerplaats met oplaadmogelijkheid

Bovenmodaal inkomen Toegankelijke parkeerplaats met oplaadmogelijkheid Figuur 6: Gebruikersgroepen voor elektrische auto’s (Strøm et al., 2009 (vertaald))

De particuliere sector is met bijna 2,5 miljoen nieuwe (tweede) auto’s per jaar de belangrijkste doelgroep. Daarvan heeft men dan ook het autogebruik per persoon per dag in kaart gebracht. Uit de volgende figuur (figuur 7) blijkt grofweg dat in 24

Batterij(d)en

Batterij(d)en

25

Europese landen er gemiddeld slechts ca. 25 km per persoon per dag wordt afgelegd, hoofdzakelijk voor woon-werkverkeer, school en boodschappen. In Nederland heeft bijna een kwart van alle huishoudens een tweede auto, hetgeen neerkomt op ca. 1,7 miljoen auto’s 8. Finland Denemarken Engeland België Duitsland Portugal Polen

0

5

10 15 20 25 Gemiddeld aantal km’s per persoon per dag

Openbaar vervoer

30

35

45

Eigen vervoer

Figuur 8: Verschillende uitvoeringen van BEV. Met de klok mee: Th!nk City (bron: en.wikipedia.org), Buddy (bron: www.optimalfriction.com), MiEV (bron: blogs.automotive.com) en C,mm,n (bron: www.cmmn.org)

Figuur 7: Gemiddeld aantal km’s per persoon per dag (bron: Strøm et al., 2009, (vertaald))

De zakelijk sector is de op één na grootste potentiële gebruikersgroep en ook Dit gegeven valt prima in het haalbare bereik van de volledig elektrische auto, die

hier is de toepassing gericht op stadsverkeer. Daarbij gaat het met name om

daarmee in feite wordt gekwalificeerd als de tweede auto van een huishouden.

distributie van bijvoorbeeld post, goederen en levensmiddelen. Voorbeelden

Een positieve bijkomstigheid is dat de elektrische auto zich uitstekend leent voor

zijn de Quicc van het Nederlandse samenwerkingsverband Duracar en de al wat

intensief stadsverkeer en daarmee bijdraagt aan een schonere lucht en, vanwege

oudere en daarmee ook meer bekende Spijkstaal (zie figuur 9).

de afmetingen, ook het parkeerprobleem in grote steden kleiner maakt. Voorbeelden van elektrische auto’s voor de particuliere sector zijn de Th!nk City9, de Buddy (beide van Noors origine) en de Mitsubishi Electric Vehicle (MiEV). Een nieuwe ontwikkeling is de elektrische motor Vectrix, uitstekend geschikt voor woon-werkverkeer. Een andere interessante ontwikkeling is de C’mm’n, een elektrisch voertuig dat volgens het open source principe ontworpen en gebouwd wordt. Figuur 9: De Duracar Quicc, ontworpen voor distributie van postpakketten en kleine goederen (bron: www.quicc.eu) en de alom bekende Spijkstaal melkwagen (bron: www.hetmelklokaal.nl)

Bij de overheid zijn de ontwikkelingen gericht op de voertuigen van gemeentelijke diensten zoals de gemeentereiniging. 26

Batterij(d)en

Batterij(d)en

27

2.4.2 Lange afstand

Waterstof

De volledig elektrische auto leent zich dus goed als zogenaamde tweede auto van

Bijna alle grote autofabrikanten hebben meerdere prototypes die op waterstof

een huishouden, zoals in de voorgaande paragraaf is beschreven.

lopen. Zo heeft BMW enkele prototypes ter beschikking gesteld aan Euro­

Hoe zit het dan met de eerste auto van een huishouden? Vanuit het perspectief

parlemen­tariërs. Het lijkt erop dat Honda zijn eerste waterstofauto op de markt

van de gebruiker gaat het om ‘een MPV met sleurhut’, pas ‘tanken’ na zo’n

gaat brengen. De Honda FCX Clarity heeft een brandstofcel aan boord en wordt

1000 km en dat mag ook niet te lang duren. Als dat elektrisch kan is dat prima,

vanaf 2010 leverbaar in de USA en Europa.

maar anders heeft men eigenlijk geen interesse. Vanuit de technologie is er (nog) geen volledig elektrische oplossing voor deze gebruikerswensen. De hybride aangedreven auto’s kunnen de behoefte maar ten dele invullen: bereik en ‘tanken’ kan conform de wensen gerealiseerd worden, maar het trekken van een caravan of aanhanger niet 10. De uitdaging voor de industrie is daarmee: het vinden van een oplossing om een gezinsauto elektrisch te kunnen aandrijven, al dan niet met aanhanger en met een groot bereik alvorens er getankt moet worden. Gek genoeg is de oplossing eigenlijk vrij eenvoudig: zorg ervoor dat de benodigde elektriciteit aan boord van

Figuur 10: De Honda FCX Clarity (bron: www.autotrends.org)

het voertuig wordt gegenereerd en stuur daarmee meerdere elektromotoren aan. De meest recente ontwikkeling volgens dit principe is een auto met in elk wiel

Echter, de technologie en de infrastructuur voor het rijden op waterstof is op dit

een eigen (naaf)elektromotor. De wielen kunnen, afhankelijk van instelling en

moment niet ver genoeg om in 2020 commercieel rendabel te zijn. Bezwaren

gebruikersvoorkeuren, afzonderlijk of per paar aangestuurd worden door het

zoals opslag en transport en de inefficiëntie van de productie van waterstof

motormanagement. Deze elektromotoren krijgen hun elektriciteit van een

belemmeren op dit moment de commercialisatie ervan. Voor de korte termijn zal

generator die op zijn beurt weer gevoed wordt door waterstof, aardgas of zelfs

deze optie voor de lange afstand dan ook gebaseerd worden op aardgas of CNG,

benzine/diesel. In de laatste variant heeft de generator in feite dezelfde functie als

waarbij vooral de aandrijftechnologie geoptimaliseerd zal worden. Parallel zullen

de verbrandingsmotor bij een serieel hybride aangedreven auto (SHEV) en biedt

de technologische ontwikkelingen rond het ‘groen’ opwekken van waterstof en

daarmee in milieutechnisch opzicht geen winst. Aardgas is schoner dan benzine/

het aanleggen van de vereiste infrastructuur doorgaan (Vaessen, 2007; Maatman,

diesel, maar bij een conventionele generator blijft het probleem van verbranding

2008). Uiteindelijk zal rond 2030, over de hele keten gezien, de (technologisch)

van een fossiele brandstof. Winst is pas echt te halen als een brandstofcel als

hoogst haalbare versie van een schone, elektrisch aangedreven voertuig

generator dient. Zowel aardgas 11 als waterstof kan dan gebruikt worden als

beschikbaar komen.

primaire brandstof, waarbij waterstof in gebruik de ultieme schone brandstof is. Het grote verschil met de huidige hybride aandrijfsystemen is dat de generator geen aandrijffunctie heeft, zoals de verbrandingsmotor bij de hybride en dat er gebruikt wordt gemaakt van meerdere elektromotoren. Dit principe kan in verschillende configuraties worden uitgevoerd, afhankelijk van het doel van het betreffende voertuig (personenvervoer, bestelwagen, vrachtauto (zie ook bijlage).

28

Batterij(d)en

Batterij(d)en

29

3 Batterijtechnologie Dr. Ruud Hunik Instituut voor Wetenschap en Ontwikkeling (IWO) Het afgelopen decennium is er op het gebied van batterijen een zeer snelle ontwikkeling geweest. Deze ontwikkeling heeft geleid tot verbeterde toepassing voor draagbare apparatuur (mobiele telefoons, computers, beeld- en geluids­ apparaten, horloges, medische toestellen, enz.). Over het algemeen betreft dit verbeteringen in gewicht, gebruiksduur en oplaadtijd. Daarnaast heeft de ontwikkeling geleid tot nieuwe toepassingen, waarbij die voor elektrische personenauto’s naar verwachting voorlopig de grootse maatschappelijke consequenties zal hebben. Na een eeuw van betrekkelijke stilstand op dit werkgebied (vlak na 1900 reden er relatief veel elektrische auto’s) lijkt een doorbraak nu aanstaande. Zo’n doorbraak is een langdurig proces (tientallen jaren). Enerzijds vanwege concurrentie met grootschalig toegepaste technieken, waarvoor veel infrastructurele investeringen zijn gedaan. Anderzijds vanwege concurrentie met andere ontwikkelingen (bijvoorbeeld biobrandstoffen of waterstof/ brandstofcel). Het langere termijndoel hierbij is vooral verbetering tot stand te brengen voor het milieu zonder daarvoor financieel en op het gebied van comfort grote offers te moeten brengen.

3.1 Algemeen werkingsprincipe van de batterij De werking van batterijen wordt beschreven in de elektrochemie; dit zijn de chemische reacties, die onder invloed van elektrische spanningen plaatsvinden. Bij deze reacties kunnen ionen vrijgemaakt of gebonden worden. En door een combinatie van deze twee typen reacties te kiezen, kan een ionentransport gerealiseerd worden. Een dergelijk ionentransport leidt tot een elektronentransport, waardoor bij de verkregen spanning een stroom gaat lopen en elektrische energie vrijkomt. Schematisch ziet een batterij eruit zoals in figuur 11 is weergegeven.

Batterij(d)en

31

Oplaadbare Li-ion batterij e-

Selecteren op energiedichtheid toont dat batterijchemie gebaseerd op Li als

e-

transport-ion meestal aanzienlijk hogere energiedichtheden heeft dan chemie

_

+ Li+

gebaseerd op Pb of Ni. Dit heeft ertoe geleid dat veel onderzoeksactiviteiten (om onder meer de andere eigenschappen te verbeteren) gericht waren en nog steeds

laden

zijn op de Li-chemie. Dergelijke onderzoeksactiviteiten hebben nu als resultaat dat e-

e-

kathatode

ontladen anode

Li+

grafiet

ionentransporterend elektroliet

------

personenauto’s. Onder deze batterijen is er een heel scala aan keuzemogelijkheden bij onder andere de chemie, afhankelijk van het gebruik in de personenauto. In figuur 12 worden de eigenschappen van enkele geavanceerde batterijtypen in tabelvorm weergegeven. Naast deze typen zijn er nog vele andere mogelijkheden.

LiCoO2

Figuur 11: Schematische weergave van een Li-ion batterij (bron: vrij naar P.G. Bruce, University of St. Andrews, Scotland, 2007, (vertaald))

--

nagenoeg alleen Li-batterijen als relevant beschouwd worden voor tractiebatterijen in

Toelichting (van links naar rechts): Geleidende elektrode, waarmee de elektronen, die in de chemische reactie aan de anodekant ontstaan verzameld (tijdens het opladen) of verspreid (tijdens het ontladen) worden Anodemateriaal (hier:grafiet, maar er zijn diverse andere opties) Ionen transporterend elektroliet (transport door diffusie) Kathodemateriaal (hier: een Lithium-Cobalt zout, ook hier zijn diverse andere opties) Geleidende elektrode waarmee de elektronen, die in de chemische reactie aan anodekant ontstaan, verzameld (tijdens het ontladen) of verspreid (tijdens het opladen) worden Door de geleiders van de elektroden elektrisch te verbinden met een apparaat (hier: lamp) kan de elektrische energie toegepast worden, waardoor ontladen wordt

3.2 Keuze van batterijchemie

Ref. NiMH

Lithium-ion batterijen

Anode

AB5 legering (bijv. LaNi5)

grafiet

grafiet

grafiet

grafiet

titanaat

Kathode

Nikkel oxy hydroxide

NiCoMnO2

Mn-spinel

NiCoAlO2

FePO4

Mn-spinel

Electroliet

KOH/NaOH

organische carbonaten

organische carbonaten

organische carbonaten

polymeer

polymeer

Spanning (nom.) (Volt)

1,25

3,6

3,6

3,6

3,3

2,4

Specifieke energie 60-120 (Wh/kg)

100-170

100-120

100-150

90-120

60-75

Oplaadtijd (nom.) (minuten)

60

60

>6

30

<6

<6

Cycle life

300-500

2000-3000

>1000

>2000

>3000

>>5000

Veiligheid

goed

goed

gemiddeld

gemiddeld

goed

goed

Voor de toepassing van tractiebatterijen in de personenautosector speelt een

Thermische stabiliteit

stabiel

redelijk stabiel

redelijk stabiel

minst stabiel

stabiel

meest stabiel

aantal eigenschappen van batterijen een belangrijke rol. Deze eigenschappen zijn:

Onderhoud

Gemiddeld

Geen onderhoud nodig

-- Energiedichtheid (de hoeveelheid opgeslagen energie per gewichts- of volumeeenheid).

Figuur 12: Eigenschappen van enkele geavanceerde op Li-chemie gebaseerde batterijen in vergelijking met NiMH-batterijen

-- Vermogensdichtheid (de hoeveelheid vermogen per gewichts- of volume-eenheid die geleverd kan worden binnen grenzen van verlies); de verliesgrens hoort hierbij

Concluderend kan gesteld worden dat in vergelijking met NiMH-batterijen,

vermeld te worden, maar vaak gebeurt dit niet.

de Li-batterijen op nagenoeg alle eigenschappen beter zijn.

-- Levensduur; in feite is sprake van twee eigenschappen: het aantal cycli (opladen/ ontladen) tot het einde van de levensduur (cycle life) en het aantal jaren (bij weinig gebruik) tot het einde van de levensduur (kalenderleeftijd). Zeer belangrijk hierbij

3.3 Toepassing van batterijen in personenauto’s

is de definitie van het einde van de levensduur: als de geleverde opslag­capaciteit 80 % van de oorspronkelijke opslagcapaciteit is, beschouwt men dit als het einde van de levensduur!

Bij de toepassing van tractiebatterijen in auto’s worden voornamelijk drie typen auto’s onderscheiden (zie ook hoofdstuk 2):

-- Veiligheid.

-- De hybride auto (PHEV, SHEV)

-- Kosten voor productie en gebruik.

-- De plug-in hybride auto (P-PHEV of P-SHEV) -- De volledig elektrische auto (BEV)

32

Batterij(d)en

Batterij(d)en

33

De grootte van het batterijsysteem, in termen van elektrische capaciteit, voor

decennium is 100-1000). Verwacht mag worden dat een groot recyclepercentage

deze drie typen auto’s verschilt sterk: voor de ‘gewone’ hybride auto (PHEV,

van meer dan 90% gehaald kan worden. Toch zal een aanzienlijk deel van de

SHEV) wordt een (relatief) kleine batterij gebruikt (0.1-1 kWh)14, voor de plug-in

materialen in de leefomgeving terecht komen. Bij Li wordt dit vanwege de

hybride auto (P-PHEV, P-SHEV) een grotere batterij (1-10 kWh) en voor de volledig

geringe toxiciteit niet als een groot probleem ervaren. Dit geldt echter niet

elektrische auto (BEV) de grootste batterijen (10-100 kWh). Hierdoor verschillen

voor enkele andere elementen waaruit de Li-batterij samengesteld kan zijn.

ook de eisen die aan de eigenschappen van de batterij gesteld moeten worden.

Dit betreft voornamelijk de zware metalen, zoals bijvoorbeeld Co en Ni. Naar

In figuur 13 is dat kwalitatief uitgewerkt.

de toekomst toe mag verwacht worden dat, gelet op de uitgebreidheid aan keuzemogelijkheden voor Li-gebaseerde chemie en op het feit dat men streeft

Energiedichtheid

Vermogensdichtheid

Cycle life

Veiligheid

naar een zo laag mogelijk gewicht, dergelijke materialen zo min mogelijk in

PHEV, SHEV

laag

hoog

hoog

laag

batterijen zullen voorkomen.

P-PHEV, P-SHEV

middel

middel

middel

middel

BEV

hoog

laag

laag

hoog

Figuur 13: Vergelijking van batterijeigenschappen voor verschillende toepassingen

3.5 Toekomstverwachtingen Op het gebied van batterijtechnologie zijn er nog wel een paar technologische

3.4 Milieuaspecten bij deze batterijtoepassing

doorbraken te verwachten. Het onderzoek richt zich, gezien de toepassing, voor­namelijk op het vergroten van de vermogensdichtheid en de energiedichtheid.

Zoals in het begin van het hoofdstuk is aangegeven, is het doel van het

Uiteindelijk zal, zoals gebruikelijk, de prijs een belangrijke factor worden voor het

elektrificeren (door toepassing van tractiebatterijen) van personenauto’s vooral de

‘slagen’ van de elektrische auto.

milieu­vriendelijkheid van dit personentransport te verbeteren. Hierbij spelen twee aspecten een belangrijke rol.

Vermogensdichtheid In de afgelopen paar jaar is de ontwikkeling van batterijen met hoge vermogens­

De milieueffecten tijdens het gebruik van de batterijen

dichtheid spectaculair verlopen. Enorme verbeteringen zijn gerealiseerd, onder

Dit heeft vooral betrekking op het energiegebruik en de uitstoot tijdens het rijden.

andere door toepassing van nanotechnologie15. Een deel van deze vooruitgang is

Voor de gehele keten (well-to-wheel) is dit reeds beschreven (Vaessen, 2007;

reeds terug te vinden in commercieel verkrijgbare producten, die daardoor ook in

Maatman, 2008, Hanschke et al., 2009). Duidelijk is dat hier een grote sprong

cyclus levensduur, oplaadtijd16 en interne energieverliezen sterk verbeterd zijn. Deze

voorwaarts gemaakt kan worden.

vooruitgang in commerciële producten zal de komende jaren verder doorzetten, waarbij een cycle life van meer dan 10.000 keer opladen/ontladen en een oplaadtijd

De milieueffecten tijdens productie en recycling van batterijen

van minder dan 5 minuten op korte termijn (binnen 5 jaar) haalbaar zijn.

Hierbij spelen twee aspecten een hoofdrol:

34

-- het energiegebruik voor productie/afvoer van de batterijen en

Energiedichtheid

-- de effecten van het materiaalgebruik

De verbetering van de energiedichtheid toont een ander beeld. Weliswaar is er

Door het sterk gestegen aantal gebruikscycli voor de geavanceerde batterijen en

in commerciële producten sprake van een verbetering met een factoren 2-5,

de betrekkelijk geringe energie die nodig is om batterijen geavanceerd te maken,

maar eigenlijk wil de markt hier meer. Een kritische kanttekening is hier op zijn

is dit relatieve energiegebruik sterk afgenomen. Het wordt nu geschat op enkele

plaats. Natuurlijk heeft het gewicht (en dus ook het batterijgewicht) van een auto

procenten. Voor het materiaalgebruik speelt recyclen een belangrijke rol.

een ongunstige invloed op het brandstofverbruik, maar in dit brandstofverbruik

Diverse recyclingbedrijven zijn reeds actief op dit werkterrein, maar de totale

speelt (vooral wanneer remenergie wordt hergebruikt, zoals bij elektrische auto’s)

recyclingcapaciteit zal met het opschalen van de keten bij het elektrisch rijden in

het gewicht een zeer ondergeschikte rol in vergelijking met aërodynamica. Door

verhouding moeten meegroeien (de geschatte opschaalfactor voor het komende

elektrisch te rijden overtreft de winst in energiereductie deze negatieve invloed

Batterij(d)en

Batterij(d)en

35

ruim, zelfs bij geheel elektrische auto’s (BEV) met een volwaardige actieradius van bijvoorbeeld 600 km. Toch streeft men naar batterijen met veel hogere energiedichtheden, met name ook om andere vervoersegmenten te kunnen bedienen. Gelet op de ontwikkelingen in laboratoria en op de prototypen mag verwacht worden dat binnen een termijn van enige jaren batterijen met dichtheden van ruim 200 Wh/kg grootschalig geproduceerd zullen worden. Het einde van de ontwikkelingen is daarmee nog lang niet in zicht. Reeds is aangetoond dat dichtheden van meer dan 1000 Wh/kg (bijvoorbeeld Li-luchtbatterijen) realiseerbaar zijn. Een commerciële, grootschalige toepassing hiervan is de komende 10 jaar niet te verwachten, maar voor daarna zeer wel mogelijk. Kosten Door de lage productieaantallen liggen de prijzen van batterijen op dit moment nog altijd erg hoog. Opschaling van de productie zal de komende jaren plaats­ vinden, afhankelijk van de door autofabrikanten gegenereerde vraag. Veel van deze fabrikanten starten of zijn met productie van elektrische voertuigen gestart. De ontwikkeltijd van de productielijnen vergt echter jaren, waardoor de invoering van deze auto’s trager zal gaan dan menigeen wenst. Ook een prijsdaling voor batterijen zal hierdoor traag verlopen. De uitkomst van voorspellingsberekeningen van deze prijzen wordt als voorbeeld in figuur 14 gegeven. Duidelijk zal zijn, dat kostenreducties ook voor batterijen traag zullen verlopen. 1200

P-HEV 10 P-HEV 20 P-HEV 30 P-HEV 40 BEV

Kosten in $/kWh

1000

800

600

400

200

0 2008

2010

2015

2030

2045

Figuur 14: Prijsverwachting bij batterijen voor toepassing in auto’s (bron: Delorme et al., 2009, (vertaald)) P-HEV10/20/30/40 = Plug-in Hybrid Electric Vehicle met een bereik van 10/20/30/40 mijl

36

Batterij(d)en

4 Infrastructuur Het elektrisch rijden met volledig elektrische of (plug-in) hybride auto’s vraagt geen grote aanpassingen aan de wegeninfrastructuur. Echter, op de elektrische infrastructuur komt wel meer druk te staan door de toenemende vraag naar het opladen van de batterijen. Deze ontwikkeling past qua tijdsgeest prima in de ‘herziening’ van het elektriciteits­netwerk, die momenteel ook plaatsvindt. In de volgende paragrafen wordt ingegaan op deze nieuwe netwerken van de toekomst en, in relatie tot elektrisch rijden, de oplaad- en wisselstructuur voor batterijen.

4.1 Intelligent netwerk (Smart Grid) De informatie in deze paragraaf is grotendeels afkomstig uit het KEMA-rapport Reflections on Smart Grids for the Future. Door de ontwikkelingen in de energievoorziening, het gebruik van meerdere primaire bronnen en de trend om centrale en decentrale opwekking te combineren, is het gewenst dat het elektriciteitsnetwerk met deze veranderingen kan omgaan. Hoewel er niks mis is met het huidige, bijna 100 jaar oude netwerk vraagt het slim omgaan met de combinatie van vraag en aanbod binnen deze nieuwe context om een intelligent netwerk, een zogenaamd smart grid (zie figuur 15). Als definitie zou de volgende omschrijving kunnen worden gebruikt: Een smart grid is een elektriciteitsnetwerk dat op een intelligente manier de acties van alle aan het net gekoppelde gebruikers en opwekkers integreert. Figuur 15: Impressie van een intelligent netwerk (smart grid) (bron: (vrij naar Scott et al., 2008, (vertaald)) Van links naar rechts en van boven naar beneden: electriciteitscentrale, waterkracht, fabrieken, kantoren, HRe-ketel, zonne-energie, elektrische auto’s, huizen, windenergie.

Technologisch gezien vraagt dit intelligente netwerk om vernieuwingen op het gebied van onder andere ICT, meet- en regeltechniek, beveiligingen en hoogvermogenelektronica. Vooral op ICT-gebied zullen er veranderingen plaats­vinden: gebruikersgedrag en vraag- en aanbod van elektriciteit zijn belangrijke parameters voor efficiënt management van het netwerk. Aan de hardwarekant krijgt het netwerk te maken met een koppeling van decentrale en centrale elektriciteitsleveranciers aan het net, meer duurzame energiebronnen (windmolens, zonnepanelen) die fluctuerend energie leveren en natuurlijk een toenemende oplaadcapaciteit van de BEV en de plug-in hybride auto’s. Al deze op handen zijnde wijzigingen vragen ook om een (grotere) stabiliteit van het netwerk.

38

Batterij(d)en

Batterij(d)en

39

Deze contextuele ontwikkeling vanwege de elektrische auto, heeft ook gevolgen voor de mensen die in de energiesector (gaan) werken. Daarover meer in het volgende hoofdstuk.

4.2 Oplaad- en wisselsystemen Bron: Dr. Ruud Hunik Oplaadsystemen Plug-in hybride auto’s en volledig elektrische auto’s kunnen direct via het elektriciteitsnet (via stopcontact of eventueel inductief) worden opgeladen. Voor het opladen wordt onderscheid gemaakt tussen 3 niveaus van oplaadvermogen: -- Niveau I: 3 kW

Oplaadtijd van enkele uren

-- Niveau II: 10 kW-20 kW

Oplaadtijd van enkele kwartieren

-- Niveau III: 200 kW- 500 kW

Oplaadtijd van enkele minuten

Niveau I correspondeert met het opladen thuis. Niveau II komt overeen met het snel opladen via een speciaal stopcontact (krachtstroom) gekoppeld aan het laagspanningsnet (thuis, parkeerplaatsen, bedrijven). Niveau III past bij het zeer snel opladen via een verbinding met het middenspanningsnet (speciale oplaadstations). Al deze wijzen van opladen veroorzaken een extra elektriciteitsvraag, vooral in de laagspanningsnetten. Naarmate deze extra vraag groter wordt, zullen maatregelen in deze netten onvermijdelijk zijn. Het invoeren van smart grids (zie ook 4.1) lijkt verreweg de goedkoopste manier om aan de extra vraag te kunnen voldoen. Het oplaadproces wordt hierbij gecontroleerd op basis van de beschikbare oplaad- en netcapaciteit en aanbod en vraag worden lokaal op elkaar afgestemd door niet direct , maar in een voor de klant acceptabele tijd aan de vraag te voldoen. In de praktijk kunnen elektrische auto’s op publieke plaatsen (parkeerplaatsen, parkeergarages e.d.) opladen via een zogenaamde oplaadpaal (zie figuur 16) die, afhankelijk van de plek en verwachte statijd van een auto, gekoppeld is aan het laag- dan wel het middenspanningsnet.

40

Batterij(d)en

Batterij(d)en

41

5 Sociaal-economische gevolgen In de voorgaande hoofdstukken is uitvoerig ingegaan op de technologische stand van zaken bij elektrisch rijden. Het is duidelijk dat de ontwikkelingen onverminderd doorgaan, maar dat er ook nog veel moet gebeuren. De technologische mogelijkheden zijn dan wellicht voorhanden, maar hoe staat het met de voor deze transitie noodzakelijke institutionele veranderingen? En hoe kijken burgers tegen de ontwikkelingen aan, wat zijn de politieke dilemma’s? En wat zijn de economische gevolgen? In dit hoofdstuk wordt eerst een aantal maatschappelijke en politieke dilemma’s uitgelicht en mogelijke oplossingsrichtingen aangereikt. Een aantal van deze oplossingsrichtingen biedt voor Nederland (economische en innovatieve) kansen die worden afgezet tegen een mondiale analyse, zoals die is uitgevoerd door de Figuur 16: twee verschillende uitvoeringen van een oplaadpunt voor elektrische voertuigen (bron: www.studiomango.nl)

Universiteit Utrecht (Hameren et al., 2009). In de laatste paragraaf worden alle ontwikkelingen (technologisch, economisch, maatschappelijk e.d.) vertaald naar wat het een en ander betekent voor de technische beroepen en het (technisch)

Wisselsystemen

onderwijs.

Naast het opladen direct aan het net, is het natuurlijk ook mogelijk wisselbatterijen te gebruiken. Voor het praktische gebruik zijn reeds wisselstations ontworpen en in praktijk succesvol getest17. Deze wijze van opladen vergt een hoge mate van

5.1 Maatschappelijke en politieke dilemma’s

uniformiteit van batterijen en uniformiteit van plaatsing van batterijen in auto’s. Bij toepassing van dergelijke systemen is de automobilist over het algemeen

De verkoopargumenten van elektrisch rijden zijn duidelijk18:

geen eigenaar van de batterij, maar betaalt hij voor de met de batterij gereden

-- Schoon

kilometers. Het voordeel van dit systeem is de snelheid waarmee een volle

-- Goedkoop

batterij in de auto geplaatst kan worden: wisseltijden van minder dan 2 minuten

-- Eenvoudig

zijn goed realiseerbaar.

-- Duurzaam

Naar andere wijzen van het opladen van batterijen (bijvoorbeeld draadloos

-- Goede prestaties

tijdens het rijden) wordt onderzoek gedaan, maar tot aansprekende praktische toepassingen heeft dit nog niet geleid.

Gedreven door de mondiale klimaatproblematiek, het actuele milieubewustzijn en de stimulans vanuit de EU gebruikt de overheid deze argumenten om de burger in de elektrische auto te krijgen. Maar wat is de perceptie van de burger (= maatschappij) als het gaat om zaken die met elektrisch rijden te maken hebben? Nederland krijgt/heeft te maken met een paradigmashift bij mobiliteit en men ziet van alles op zich afkomen. Een korte inventarisatie langs een aantal willekeurige burgers, experts en media leert dat de momenteel levende vragen (dilemma’s) eigenlijk allemaal gaan over veiligheid, kosten, regelgeving, beleid en de invloed van de machtsverschuiving van oliemaatschappijen naar energieproducenten.

42

Batterij(d)en

Batterij(d)en

43

Veiligheid

Over langere tijd gezien zal het de overheid veel geld kosten om Nederland

Het meest gehoorde veiligheidsaspect heeft eigenlijk weinig met de veiligheid

in de elektrische auto te krijgen. Eerst door stimuleringsmaatregelen voor de

van het voertuig zelf te maken, maar met de (te) ‘stille motor’. Daarnaast

gebruiker en de markt (ontwikkelsubsidies), later door gebrek aan inkomsten

is een elektrische auto snel. De combinatie van stil en snel vraagt vanuit

door belastingen. Uiteraard zal dat worden teruggehaald bij de belastingbetaler,

veiligheidsoverwegingen extra aandacht voor andere weggebruikers. Met

waardoor deze transitie naar een nieuwe mobiliteit de maatschappij netto veel

de huidige ‘stille’ banden wordt dit er niet makkelijker op, maar het grootste

geld kost, maar ook een groot milieuvoordeel oplevert.

probleem is dat er geen trillende motor in een elektrische auto zit. Instinctief voel je eerder een gewone auto aankomen dan dat je hem hoort. Zelfs met een

Regelgeving

telefoon, MP3 of radio aan je oor kun je een gewone auto opmerken.

Elektrisch rijden houdt niet op bij de grens. Het is daarom noodzakelijk dat er in

Momenteel wordt gewerkt aan verschillende technologische oplossingen.

Europees verband wet- en regelgeving wordt gemaakt. Dat is belangrijk voor

Zo denkt men aan een auditief signaal (toeter), sensorische ingrepen door de

standaardisatie, infrastructurele compatibiliteit 20 en veiligheid.

boordcomputer en retro-innovatie op het gebied van banden en bestrating:

Een actueel risico is dat Brussel enigszins achter loopt op de ontwikkelingen. Hier

weer terug naar de oude, niet-stille banden en klinkerwegen.

ligt wellicht een rol voor Nederland om een voorzet voor Europese richtlijnen te

Maar de verschuiving van het paradigma vraagt ook om een verandering van de

geven.

mindset. Mensen zullen opgevoed moeten worden met het gegeven dat er straks ook snelverkeer is dat je niet hoort aankomen (zie ook Hanschke, 2009).

Beleid De overheid heeft qua beleid te maken met:

Kosten

-- het veranderen van de mindset van de burger,

Aan het aspect kosten zitten meerdere kanten. Vanuit de gebruiker gezien kost

-- het stimuleren van de technologische ontwikkelingen en

de aanschaf van een elektrische auto nu (nog) vrij veel. Het gebruik ervan is

-- de machtsverschuiving van de oliemaatschappijen naar de energieproducenten.

echter goedkoper, omdat de elektriciteit goedkoop is dan de fossiele brandstoffen

Bij het eerste punt is al aangegeven dat de overheid het actuele en

en omdat het onderhoud aan een elektrische auto nihil is . Met de tijd zal de

collectieve milieubewustzijn kan gebruiken, in combinatie met fiscale

aanschafprijs dalen door het toenemende aantal verkochte auto’s en tot die

stimuleringsmaatregelen.

tijd stimuleert de overheid met fiscale maatregelen de overstap. Een andere

Technologische ontwikkelingen worden in Nederland door marktwerking

stimuleringsmaatregel is bijvoorbeeld gratis parkeren in de stad.

aangejaagd. De overheid stimuleert de marktwerking met verschillende soorten

19

onderzoeks- en ontwikkelsubsidies. Kenmerkend voor deze aanpak is de

44

In Nederland is de mobiliteit financieel gebaseerd op een zekere balans tussen

stimulering van meerdere technologische oplossingsrichtingen. Dit is een bijna

kosten en baten. Dat betekent dat als de overheid investeert in de mobiliteit

traditionele keuze van de overheid als het gaat om grote, sterk innovatieve

(wegaanleg en -onderhoud, of de bovengenoemde stimuleringsmaatregelen e.d.)

transities waarbij het argument is dat innovatie ongebreideld moet kunnen

er ook weer geld terug moet stromen naar de staat (in casu Rijkswaterstaat).

plaatsvinden. Op een later moment kan dan de beste optie worden gekozen.

Dat gebeurt in het huidige systeem door middel van allerlei belastingen (BPM,

Andere landen kiezen eerst (bijv. Duitsland) en zetten hun stimuleringsgelden in

brandstofaccijnzen, BTW e.d.). Maar hoe gaat dat dan als er straks geen

op één of twee opties.

brandstofaccijnzen meer geheven kunnen worden? Op dit moment is dat

De machtsverschuiving van olie naar elektriciteit is een belangrijk aspect in

niet bekend. Er wordt gedacht aan een zware verwijderingsbijdrage op de

de overgang naar de nieuwe mobiliteit. Oliemaatschappijen hebben een sterk

batterijen en/of een verhoging van de elektriciteitsprijs. Dergelijke opties vragen

economisch belang bij het zo lang mogelijk in stand houden van het huidige

om studies die de voor- en nadelen van de verschillende mogelijkheden in

mobiliteitssysteem. Hun politieke lobby is krachtig en moeilijk te doorbreken.

kaart brengen. Deze opties zullen worden meegenomen in het gehele pakket

Toch realiseren de oliemaatschappijen ook dat hun cash cow geen lang beschoren

aan mobiliteitsmaatregelen dat momenteel al onderzocht wordt (denk aan

is en men is op zoek naar alternatieven. Zij zullen zich richten op primaire

rekeningrijden, kilometerheffing e.d.).

energiebronnen.

Batterij(d)en

Batterij(d)en

45

Aankoop hybride auto’s 12000

De elektriciteitsproducenten krijgen een nieuwe machtspositie. Op zich is dat niet erg, maar de laatste tijd is het mode om onze eigen energiemaatschappijen aan buitenlandse producenten te verkopen. Dat levert op middellange termijn

10000 8000

een afhankelijkheidssituatie op, terwijl het streven is om op het gebied van de

6000

energievoorziening juist zo onafhankelijk mogelijk te zijn.

4000 2000 0

5.2 Kansen voor Nederland

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Figuur 17: aankoop hybride auto’s (VROM, 2009)

5.2.1 Mondiale analyse

Elektrisch

In deze paragraaf wordt gekeken naar de duurzame(re) ontwikkelingen op het

Om de bouw van elektrische auto’s te stimuleren, krijgen Amerikaanse

gebied van mobiliteit. Eerst komen de recente ontwikkelingen in de Verenigde

autobedrijven steun van de overheid als zij elektrische auto’s gaan fabriceren.

Staten aan de orde, waarna Japan en ook Europa aan bod komen. Opkomende

De grote autofabrikanten uit Detroit hebben daarom ook vol ingezet op de

economieën, zoals China, India en in zekere mate ook Rusland, zullen ook hun rol

ontwikkeling van de elektrische en plug-in hybride auto. Toyota heeft al

in dit speelveld gaan invullen. Op dit moment is de aard en omvang van die rol

aangekondigd dat zij in 2012 een geheel elektrisch aangedreven auto op de

nog niet goed zichtbaar en moeilijk te voorspellen.

Amerikaanse markt willen brengen. Verder doet General Motors zijn best om

Achtereenvolgens worden de hybride auto’s , de elektrische auto’s en de

de wereld ervan te overtuigen dat de Chevrolet Volt vanaf 2011 haar redding is.

meest duurzame versie, de elektrische auto op waterstof, besproken en de

Maar dat lijkt tegen te vallen door de geringe capaciteit van de batterijen: de auto

ontwikkelingen op deze gebieden in de bovengenoemde landen beschouwd.

kan slechts 64 kilometer elektrisch rijden. Eenzelfde soort auto wordt dit jaar nog gepresenteerd door Opel, de Ampera.

Hybride

Op dit moment rijden er al elektrische auto’s in Japan, maar ook daar is de

Veel autobedrijven zetten, ondanks de grote financiële problemen waarin de

elektrische auto nog lang niet klaar voor massaproductie. Toch doet de overheid

automobielindustrie zich momenteel bevindt, in op groene technologieën.

er alles aan om de elektrische auto op de kaart te krijgen. Ook zij steunt de

Op dit moment is de hybride aandrijving de meest aantrekkelijke keuze voor

autofabrikanten financieel. Verschillende gewesten hebben al aangegeven

autofabrikanten.

(onder andere het bestuurlijk gewest van Tokyo) dat zij op verschillende plaatsen

In Amerika zijn ondertussen al veel hybride auto’s verkocht. In 2000 verkocht

oplaadpunten gaan plaatsen. Zo zullen bij restaurants, supermarkten en andere

Toyota haar eerste Prius in de Verenigde Staten. In 9 jaar zijn er meer dan een

plaatsen waar mensen hun auto’s parkeren gratis oplaadmogelijkheden komen.

miljoen van deze auto’s verkocht. Toyota heeft een marktaandeel van 75% in de

Als reactie hierop is een aantal maanden geleden de Mitsubishi i-MIEV op de

VS in het segment van hybride auto’s. In Japan werd al in 1999 de eerste zuinige

markt gebracht. De Japanners hopen er 2000 van te verkopen in 2009. In 2011

hybride auto gelanceerd door Honda.

ligt hun target op 10.000 auto’s.

Toyota is van plan om van de laatste versie van de Prius (derde generatie) in 2009

In Nederland beginnen de ontwikkelingen ook vorm te krijgen. Zo maakten

wereldwijd 200.000 exemplaren te verkopen en in 2010 zelfs 400.000. De verkoop

Enexis, Liander, DELTA Netwerkbedrijf, Westland Infra, NRE Netwerk, RENDO,

is begonnen in mei 2009 in meer dan tachtig landen in Europa, Noord-Amerika en

Cogas en TenneT op 25 april 2009 bekend dat zij samen een infrastructuur gaan

Azië. Ook in Nederland stijgt de verkoop van hybride auto’s (zie figuur 17).

aanleggen voor het opladen van elektrische auto’s. Ook in België is men druk met de elektrische auto. Daar is de eerste auto met een Li-ion batterijpakket al verkrijgbaar op de markt. Denemarken en Portugal zijn binnen Europa het meest actief; zij hebben al besloten om op grote schaal elektrische auto’s op de weg te introduceren en een infrastructuur voor deze auto’s te creëren.

46

Batterij(d)en

Batterij(d)en

47

Waterstof

Op basis van deze mondiale analyse kan gesteld worden dat Europa momenteel

In 2008 is in Amerika de eerste waterstofauto in gebruik genomen. De Honda

ten opzichte van Amerika en Japan niet echt een voortrekkersrol vervult. Binnen

FCX Clarity is oorspronkelijk van Japanse bodem, maar zal ook voor een deel

Europa bevindt Nederland zich ergens onderaan als het gaat om het ontwikkelen

geëxporteerd worden naar de Verenigde Staten. Honda bouwt komende jaren

en stimuleren van elektrisch rijden.

maximaal 200 waterstofauto’s, exclusief voor de Amerikaanse en Japanse markt.

Wat kan Nederland technologisch en op het gebied van kennisontwikkeling

De actieradius van deze auto is 430 kilometer. Met slechts drie commerciële

bijdragen om een zichtbare positie te krijgen en een speler van formaat te worden

waterstofstations in Californië zal deze auto in beperkte geografische kring

op het gebied van elektrisch rijden? In de volgende paragraaf wordt daartoe een

rondrijden. Hoewel er in Californië al ongeveer 25 waterstoftankstations operationeel

sterkte/zwakte-analyse gemaakt.

zijn, is het overgrote deel bestemd voor voertuigen op experimentele basis. Japan is beter voorbereid op de komst van waterstofauto’s, er zijn 12 commerciële

5.2.2 Sterkte/zwakte-analyse (SWOT)

tankstations operationeel (figuur 18). En waar de regering Bush in 2003 nog

De SWOT-analyse 22 (figuur 19) is een middel om een ontwikkelingsstrategie te

1,2 miljard dollar inzette op waterstofauto’s, is onder het huidige regime van de

bepalen, waarbij gekeken wordt naar de huidige stand van zaken van bijvoorbeeld

regering Obama 60% van dit budget verschoven naar de hybride en elektrische

een bepaald land, product of organisatie. De analyse is breed inzetbaar en zal

auto’s. Zo wil de regering Obama liever inzetten op aandrijftechnologieën,

hier gebruikt worden om de huidige stand van zaken voor elektrisch rijden in

waarvoor de obstakels makkelijker en sneller te overkomen zijn.

Nederland in kaart te brengen en voor het ontwikkelen van een strategie. Met

Hoewel de ontwikkelingen in de waterstofindustrie druk gaande zijn, verwachten

deze SWOT, die zich tot Nederland beperkt, zal gekeken worden hoe deze vier

andere grote autoproducenten zoals BMW en General Motors hun eerste

pijlers scoren op elektrisch rijden.

volledig op waterstof aangedreven auto’s pas rond 2010 op de markt te kunnen brengen. De infrastructuur die nodig is voor deze auto’s blijkt al aardig op gang te komen. Alleen Europa blijft sterk achter wat betreft de ontwikkelingen van de infrastructuur, zoals blijkt uit een overzicht van alle waterstoftankstations in de

STERKTEN

ZWAKTES

• Bevolkingsdichtheid

• Weinig

• Korte

afstanden • Betrouwbare energievoorziening

• Geen/weinig

KANSEN

BEDREIGINGEN

• Duurzame

• Achterstand

overheidssteun automotive-industrie • Geen batterij-industrie

hele wereld (Fuelcells, 2009). Alleen in Noorwegen 21, Denemarken, Frankrijk en Italië is een aantal waterstoftankstations operationeel.

energie (met name wind) • Universitair onderzoek • Bereiken milieu­doelstellingen Ome-shi

op andere landen oliemaatschappijen • Capaciteit elektriciteits­netwerk • Lobby

Senju Tokyo

Kasumigaseki

Figuur 19: Sterkte/zwakte-analyse op elektrisch rijden binnen Nederland(Hameren et al., 2009)

Ariake

Sterkten -- Bevolkingsdichtheid

Yokohama-Asahi Kawasaki Sagamilhara Hadano

Kanagawa

Yokohama-Tsurumi Yokohama-Daikoku JHFC Park Kimitsu-shi

Chiba

Nederland is een land met een grote bevolkingsdichtheid en een geografisch gezien dichte bebouwing. Het uitrollen van een systeem met oplaadpunten zal dus relatief goedkoop en efficiënt zijn. -- Korte afstanden Omdat in Nederland vooral veel korte afstanden worden gereden, is de capaciteit van de batterijen minder relevant voor de consument. Waar in andere landen de invoering van de elektrische auto door de beperkte actieradius gehinderd wordt,

Figuur 18: waterstoftankstations in Japan (bron: www.hydrogencarsnow.com)

48

Batterij(d)en

zal dit in Nederland minder van belang zijn. Batterij(d)en

49

-- Betrouwbaarheid energievoorziening Uit recent onderzoek is gebleken dat Nederland een erg betrouwbare

Bedreigingen -- Achterstand op omringende landen

energievoorziening heeft. Dit betekent dat er waarschijnlijk relatief weinig

Landen als Duitsland en Denemarken zijn een stuk verder met de productie van

technische problemen zullen optreden bij het invoeren van elektrisch rijden

duurzame energie. De kans bestaat dan ook dat zij door de reeds opgedane

(Energiebranche, 2008).

ervaring sneller kunnen inspelen op de invoering van elektrisch rijden. -- Olielobby

Zwaktes -- Te weinig steun van de overheid De Nederlandse overheid staat niet bekend om haar proactieve rol in de ontwikkeling van duurzame energieën. Hoewel de regering regelmatig

Nederland heeft een relatief sterke olieproducerende industrie. Deze sector heeft aangegeven dat zij de elektrische auto als een bedreiging ziet. De kans bestaat dat zij de invoering ervan tegen zullen houden. -- Capaciteit elektriciteitsnet

verduurzaming propageert, laat het voorbeeld van het recentelijk omgevallen

De capaciteit van het Nederlandse elektriciteitsnetwerk zal eventueel in de

Econcern wederom zien dat de overheid weinig steun biedt aan de duurzame

toekomst tekort kunnen schieten. Zeker wanneer er grote aantallen elektrische

sector.

auto’s via het elektriciteitsnet opgeladen moeten worden, is het mogelijk dat de

-- Beperkte aanwezigheid auto-industrie

capaciteit niet toereikend is en dat de invoering vertraagd wordt.

Nederland heeft een zeer beperkte auto-industrie, waardoor we voor de beschikbaarheid van elektrische auto’s afhankelijk zijn van andere landen. -- Geen batterij-industrie

In de volgende tabel (figuur 20) worden alle eigenschappen schematisch weergegeven. In de ontstane matrix worden de belangrijkste verbanden tussen

Nederland heeft geen batterij-industrie en is dus ook voor die ontwikkeling

de verschillende eigenschappen geïdentificeerd. Deze verbanden resulteren in

volledig afhankelijk van het buitenland. Het opzetten van een eigen batterij-

een vijftal strategische vragen. Deze bepalen op welk aspect van het elektrisch

industrie betekent een niet te vermijden achterstand op de concurrenten door het

rijden Nederland zich zal kunnen concentreren om een significante rol van

gebrek aan kennis en ervaring.

betekenis te gaan spelen in deze transitie. Kansen

Kansen -- Productie van windenergie in de Noordzee

Strategievragen

Productie duurzame energie (m.n. wind)

Sterkten

Bevolkings­ dichtheid

Door de productie van energie uit duurzame bronnen fors te verhogen, kan de invoering van de elektrische auto soepeler verlopen. Vanuit de keten gezien wordt elektrisch rijden dan (nog) schoner. In Nederland geldt met name dat windenergie wordt gemaakt van een intelligent netwerk. -- Onderzoek door universiteiten Nederland heeft drie hoogstaande technische universiteiten. Wanneer deze zich dat meer bekend wordt over alle aspecten van het elektrisch rijden. Zo kan de invoering soepeler en sneller verlopen. -- Halen van milieudoelen Een transitie naar elektrisch rijden zou veel bijdragen aan de vele milieudoelen. Het ontbreekt Nederland aan duidelijke en ambitieuze plannen om deze doelen, die op diverse klimaatbijeenkomsten worden gesteld, te halen. 50

Batterij(d)en

Milieudoelen

Achter­ stand op andere landen

Capaciteit elektriciteitsnet

Olielobby

4

5

3

Korte afstanden

erg geschikt is als bron voor het opladen van elektrische auto’s, mits er gebruik

meer zouden richten op elektrische auto’s, zorgt de kennisontwikkeling ervoor

Bedreigingen Onderzoek

Zwaktes

Betrouw­ baarheid energie­ voorziening

1

Weinig overheids­ steun

2

Beperkte autoindustrie Geen batterijindustrie Figuur 20: Definiëren van de strategische vragen over elektrisch rijden in Nederland (Hameren et al., 2009)

Batterij(d)en

51

1 Hoe kan de betrouwbaarheid van de energievoorziening worden gebruikt om de productie van windenergie in de Noordzee te bevorderen?

aangegeven in paragraaf 5.1 zou het voor de positie van Nederland in dit speelveld goed zijn om haar stimuleringsbeleid te herzien.

Het blijkt dat Nederland een stabiel en betrouwbaar energienetwerk heeft. Het leent zich dus goed voor experimenten met intelligente netwerken en biedt zo

5 Hoe kan de overheidssteun worden ingericht zodat de olielobby minder kans

veel mogelijkheden voor de implementatie van duurzame energieopwekking zoals

krijgt?

wind- en zonne-energie. Nederland doet er dus aan goed haar energienetwerk

Hier speelt de vraag rond de machtsverschuiving (zie ook 5.1). De overheid zou in

voor te bereiden op de komst van deze energiebronnen.

het kader van elektrisch rijden meer de kant van duurzame lobbies en projecten kunnen kiezen om zo het proces van creative destruction te stimuleren en te

2 Hoe kan de overheidssteun worden verbeterd om bijvoorbeeld de duurzame

versnellen.

productie van windenergie in de Noordzee te stimuleren? De overheidssteun zou geoptimaliseerd kunnen worden om meer draagvlak

Veel strategische acties en beslissingen liggen natuurlijk op het bord van de

voor projecten op het gebied van duurzame energievoorziening te creëren.

overheid c.q. de regering. Daarover is veel gezegd en geschreven; hetheeft

Te denken valt met name aan windmolenparken in de Noordzee. Deze bron van

een direct verband met wat creatief innovatiebeleid wordt genoemd. In deze

energie leent zich heel goed om te voorzien in de snel stijgende energiebehoefte

publicatie wordt hierop niet verder ingegaan, maar duidelijk is wel dat het huidige

vanwege het elektrisch rijden (Hameren et al., 2009). Het is de taak van de

innovatiebeleid misschien nog eens nader bekeken moet worden op zijn voor- en

overheid om voldoende en juiste instrumenten in te zetten om dat soort projecten

nadelen (Jacobs, 2009).

te stimuleren (zie ook 5.1). De gelimiteerde stimulering in termen van tijd en geld is in Nederland leidend voor de door de markt aangejaagde ontwikkelingen. De vraag werpt zich op of marktwerking hier het geëigende mechanisme is om op

5.3 Onderwijs en technische beroepen

voldoende grote schaal deze vorm van energieproductie te realiseren. Uit de voorgaande hoofdstukken blijkt dat de transitie naar elektrisch 3 Hoe kan het voordeel van de bevolkingsdichtheid worden gebruikt om de

rijden in Nederland een grote maatschappelijke verschuiving betekent.

achterstand op andere landen in te lopen?

Dat vertaalt zich in beleid, institutionele veranderingen, adaptatieprocessen,

Nederland heeft een (technologische) achterstand op andere landen zoals

arbeidsmarktontwikkelingen en onderwijs. In een rapport van het Planbureau

Duitsland en Denemarken. Zij zijn op de gebieden van biomassa en windenergie

voor de Leefomgeving (Nagelhout et al., 2009) wordt uitvoerig ingegaan op de

een stuk verder. Om deze achterstand in te lopen is het voor Nederland belangrijk

gevolgen voor het beleid en de institutionele veranderingen. Deze paragraaf

om het kip-ei-probleem van de oplaadpunten en elektrische auto’s te doorbreken.

gaat met name in op de gevolgen voor technische beroepen, de gerelateerde

De bevolkingsdichtheid zorgt ervoor dat deze doorbraak relatief goedkoper

arbeidsmarkt en het (beroeps)onderwijs.

kan worden gerealiseerd dan bijvoorbeeld in buurlanden met een lagere bevolkingsdichtheid.

Aandrijfsystemen Nederland heeft geen automotive industrie, maar wel een hoogontwikkelde en

4 Hoe kan de overheidssteun worden ingericht zodat de achterstand op andere

52

goed aangeschreven maakindustrie. De markt voor elektromotoren, in alle vormen

landen kan worden verkleind?

en maten, zal wereldwijd groeien en biedt in die zin kansen voor de Nederlandse

Deze strategische vraag heeft ook betrekking op de achterstand op de ons

economie. Er zijn al bedrijven die alleen maar wielnaafmotoren maken. Deze

omringende landen. Ze roept de overheid op om hieraan met meer stimulerende

markt vraagt om mensen met een gedegen kennis van vermogenselektronica,

maatregelen een einde te maken. Met haar stimulerende maatregelen heeft

zowel op mbo- als op hbo-niveau.

Duitsland de opwekking van zonne-energie en biomassa een grote impuls

De vraag naar mensen met dergelijke kennis zal op relatief korte termijn gaan

gegeven en onder andere daarmee haar voorsprong verworven. Zoals ook

toenemen. In 2020 zal het (volledig) elektrische wagenpark al zo’n omvang

Batterij(d)en

Batterij(d)en

53

hebben dat garages, politie, brandweer e.d. bekend moeten zijn met (de effecten

Infrastructuur

van) de technologie van deze aandrijving.

Voor de ontwikkeling van een intelligent netwerk dat voor elektrisch rijden

Opgemerkt moet worden dat de arbeidsmarkt voor autotechnici al onder druk is

nodig is, zal het werkterrein van netwerkbeheerders en elektriciteitsleveranciers

komen te staan, omdat elektrisch aangedreven auto’s minder onderhoud vragen.

toenemen. Deze uitbreiding manifesteert zich voornamelijk in het aanleggen

Aan de andere kant is het denkbaar dat er een nieuwe sector ontstaat (bijv. op

dan wel verbeteren van de verschillende netwerken (hoog-, midden- en

het gebied van batterij-recycling). Een eeuw geleden zijn de paardenhandelaren

laagspanningsnetwerken), het onderhoud daaraan en het management van de

tenslotte garagehouders geworden23.

elektriciteitslevering. Daarom valt ook groei te verwachten in de IT-sector. Vertaald naar het onderwijs gaat het om disciplines als elektrotechniek, meet-

Op een wat langere termijn biedt ook het ontwerpen en produceren van genera­

en regeltechniek en ICT op alle niveaus. Er worden geen nieuwe opleidingen

toren kansen. Nederland heeft binnen Europa een vooraanstaande positie op

verwacht, maar wel een groei van de arbeidsmarkt in deze sector.

het gebied van brandstofcellen en die markt lijkt zich uit te breiden door de toenemende vraag naar elektrische auto’s met een groot bereik. Ook deze markt

Bij oplaad- en wisselsystemen worden vooralsnog geen significante

vraagt mensen met een opleiding waarin deze nieuwe technologie aan bod

veranderingen verwacht als het gaat om benodigde kennis en opleiding. De

gekomen is. Het is te verwachten dat de ‘langeafstandauto’s’ in eerste instantie

bestaande opleidingen kunnen de ontwikkelingen vooralsnog wel opvangen en

een aardgasgenerator gaan gebruiken en pas veel later een waterstofgenerator

de uitvoering wordt geïntegreerd in de elektriciteitsleverende sector(en). Dit

(brandstofcellen). Vanwege de benodigde kostenreductie van brandstofcellen

vraagt wel om meer aandacht voor de logistiek component in de verschillende

ligt het overgangspunt van aardgas naar waterstof ergens rond 2025-2030. Wat

technische disciplines.

waterstof betekent voor technische beroepen is eerder uitvoerig beschreven (Vaessen, 2007; Maatman, 2008).

Een nieuw infrastructureel aspect heeft te maken met veiligheid: elektrische

Essentieel om te constateren is dat motoren op basis van het verbrandings­

auto’s zijn stil. In paragraaf 5.1 is gewezen op infrastructurele mogelijkheden,

principe met de tijd uit het straatbeeld gaan verdwijnen. Mensen die nu een

zoals een ander wegdek (klinkers, geluidrijk asfalt). Maar ook de banden bieden in

opleiding Autotechniek volgen, zullen gedurende hun werkzaam leven met

deze zin mogelijkheden.

deze verandering te maken krijgen. Dit vraagt om de tijdige ontwikkeling van

Echter, gezien de grootschaligheid van dergelijke aanpassingen zal er eerder

bijscholingsmateriaal en/of aanpassing van de curricula, met name op mbo- en

gezocht worden naar voertuigspecifieke oplossingen om de veiligheid te

hbo-niveau.

bevorderen, zoals sensorische ingrepen door het motormanagement bij het naderen van obstakels (ook voetgangers, fietsers, andere voertuigen en

Batterijtechnologie

dergelijke).

Nederland heeft ook geen batterijtechnologische industrie. Het ontwikkelen van een dergelijke industrie levert geen voorsprong op, omdat andere landen

Er zal onderzoek gedaan moeten worden naar de veiligheidsaspecten van

al verder zijn. Het is daarom zoeken naar een complementaire bijdrage aan

elektrisch rijden. Dit zal met name door universiteiten worden gedaan. De

batterijtechnologische ontwikkelingen. Die zou, gelet op de reputatie van

productie van de ontwikkelde componenten gebeurt door de maakindustrie (met

Nederland op het gebied van recycling, kunnen liggen bij het ontwikkelen en

name de toeleveringsindustrie voor de automotive sector). Het ligt in de lijn der

uitvoeren van een recyclingtechnologie voor batterijen.

verwachtingen dat de arbeidsmarkt in de civiele sector en de maakindustrie zal

Deze nieuwe sector moet zich nog ontwikkelen. Hij zal kansen bieden aan

groeien.

mensen met kennis van elektrochemie en materiaalkunde, voornamelijk op hbo-niveau (ontwikkeling) en mbo-niveau (uitvoering, verwerking). Het is nu te vroeg om te voorspellen hoe groot deze sector kan worden, maar het verdient aanbeveling de economische perspectieven te onderzoeken. 54

Batterij(d)en

Batterij(d)en

55

6 Conclusie In deze studie zijn de verschillende technologische ontwikkelingen op het gebied van elektrische aandrijving en de sociaal-economische gevolgen voor Nederland in kaart gebracht. Het doel van het onderzoek is: -- het in kaart brengen van de verschillende technologische opties voor elektrische aandrijving van voertuigen, -- de betekenis ervan, infrastructureel en technologisch gezien, voor de kansen en bedreigingen voor Nederland en -- de vertaling van deze ontwikkelingen naar sociaal-economische gevolgen. Uit dit onderzoeksdoel zijn de volgende onderzoeksvragen afgeleid: -- Wat zijn de mondiale ontwikkelingen in deze sector? -- Waar staat Nederland in dit plaatje, wat gaat Nederland doen? Richten wij ons op onderzoek en zo ja, gerelateerd aan welk toepassingsgebied? Of richten wij ons (ook) op het ontwikkelen van toepassingen en gaan we het bedrijfsleven stimuleren? En welke criteria spelen daarbij een rol? -- Wat betekenen deze ontwikkelingen voor het onderwijs en de technische beroepen? De ontwikkelingen zijn beschreven vanuit het oogpunt van Nederland en zijn primair gericht op het voertuig en de elektrische aandrijving daarvan, maar niet op de keten (‘well-to-wheel’). Algemeen De elektrische aandrijving lijkt serieus te kunnen concurreren met de traditionele verbrandingsmotor en de elektrische auto heeft een grote kans om op niet al te lange termijn door te breken. Een termijn van 10 jaar (rond 2020) voor kleine, volledig elektrische auto’s is realistisch, zeker gezien de aardbevingen die zich in de Amerikaanse auto-industrie hebben voorgedaan. In de tussenliggende jaren zal de aandacht met name gericht worden op de belemmerende factoren voor een succesvolle doorbraak van de elektrische auto, te weten de batterijtechnologie, de oplaad- en wisselsystemen en deels ook de recycling van batterijen. Op de langere termijn, rond 2025, wordt verwacht dat de markt voor de auto’s met meerdere wielnaafmotoren en een aardgasgenerator zich zal ontwikkelen. Uiteindelijk zal de generator worden uitgevoerd met brandstofcellen en op waterstof. Deze ontwikkelingen zitten al in een voorstadium en zijn zichtbaar Batterij(d)en

57

geworden met de reeds verkrijgbare hybride auto’s. Er zal eerst (een vorm van)

Een andere mogelijk lucratieve sector is het recyclen van batterijen. Wereldwijd

aardgas worden gebruikt, omdat deze brandstof snel beschikbaar is en omdat er

gaat de ontwikkeling van batterijen razendsnel. Nu instappen met een eigen

voor aardgas al een infrastructuur ligt. De brandstofceltechnologie zal zich dan ook

industrie heeft geen toegevoegde waarde en zal Nederland eerder op achterstand

richten op aardgas als brandstof.

brengen dan een voorsprong geven. Maar Nederland recyclet graag en goed

Pas als er zicht is op een, tot zekere hoogte, duurzame productie van waterstof

en met de kennis op dit gebied kan Nederland hiermee een economisch

zal er een markt ontstaan voor de elektrische auto met een brandstofcelgenerator

vooraanstaande positie verwerven.

met waterstof. Eerdere ketenstudies laten zien dat deze variant niet eerder maatschappelijk zal doorbreken dan rond 2035, omdat vanuit het collectieve

Tot slot de infrastructurele sector. Daar liggen de kansen bij de exploitatie

en mondiale milieubewustzijn de ‘eis’ wordt gesteld dat waterstof duurzaam

van het netwerk. De productie van elektriciteit wordt momenteel uit handen

geproduceerd wordt; de aandrijftechnologie is al beschikbaar.

gegeven. Hiermee creëert Nederland een nieuw soort afhankelijkheid van het buitenland, vergelijkbaar met de huidige geopolitieke afhankelijkheid rond fossiele

Maar …

brandstoffen. Dit maakt Nederland ook economisch kwetsbaar.

… er moet ook nog veel gedaan en ontwikkeld worden. De snelheid van de

Toch kan Nederland in deze sector, mede vanwege de goed ontwikkelde

lopende ontwikkelingen vraagt een zekere alertheid om, economisch gezien,

kennisinfrastructuur, een goede en belangrijke positie verwerven door in te zetten

de boot niet te missen. Dit levert niet alleen kansen op, maar ook bedreigingen.

op de aspecten veiligheid en netwerkmanagement.

Het maken van de goede keuzes op de goede momenten is essentieel om een positie in het mondiale speelveld te veroveren. Hier is een rol voor de overheid

Technische beroepen en onderwijs

weggelegd, een rol die gezien de dynamiek vraagt om een herziening van het

De overgang naar elektrisch rijden zorgt voor een verschuiving op de arbeids­

Nederlandse innovatiebeleid, waarbij marktwerking de innovatie moet aanjagen.

markt. De traditionele automonteur wordt nu een specialist vermogens­

Nederland moet zich bewust zijn, of worden, van het feit dat in een globale

elektronica, maar zijn arbeidsmarktpotentieel neemt af omdat elektrische auto’s

wereldeconomie een land vaak slechts een specifieke en specialistische

minder onderhoud vragen. In de overgangsperiode zullen de onderwijsinstellingen

rol kan spelen in de ontwikkeling van nieuwe technologieën. Op de grote

lesmateriaal en/of nieuwe curricula moeten ontwikkelen om degenen die nu

wereldeconomieën na, zal geen enkel land alle verschillende technologieën

een studie Autotechniek volgen bij te scholen op de technologieën die bij het

binnen de grenzen willen en kunnen hebben. Elk land moet bepalen welke kennis

elektrisch rijden horen.

in huis is en hoe die kennis het beste kan worden ingezet en/of geëxploiteerd

Daartegenover staat echter de groei in gelieerde sectoren als netwerkbeheer

voor een groter doel. Dit doel is de verbetering van het lokale, en daarmee het

(ICT), civiel (wegenbouw) en de maakindustrie (elektromotoren, banden). De

mondiale milieu.

disciplines elektrochemie, materiaalkunde, ICT en elektrotechniek op hbo- en mbo-niveau zullen veelgevraagd worden.

Kansen

De universiteiten zijn en blijven actief met fundamenteel onderzoek op alle

Meerdere technologieën worden momenteel ontwikkeld, zowel op het gebied

genoemde disciplines.

van aandrijving, batterijtechnologie als infrastructuur. Uiteindelijk zal zich een ‘winnende technologie’ aandienen, waaraan de wereld zich zal conformeren. Met betrekking tot aandrijftechnologie kan de momenteel populaire hybride aandrijving gezien worden als een tussenstap naar volwaardige elektrische auto’s voor zowel de korte als de lange afstand. Nederland kan een rol van betekenis spelen door te gaan investeren in de niche van de elektromotoren (in het bijzonder de wielnaafmotoren).

58

Batterij(d)en

Batterij(d)en

59



Bijlage



Vervoersmodaliteiten De inhoud van deze bijlage is in zijn geheel ontleend aan de verkenning van de Universiteit Utrecht (Hameren et al., 2009). Voor de onderbouwing wordt dan ook verwezen naar genoemde verkenning.

Wegtransport (trucks) Wegtransport in Nederland is een snelgroeiende sector en kan gezien worden als een aparte klasse binnen dit onderzoek. Nationaal en internationaal vindt steeds meer bedrijvigheid en onderlinge handel plaats, waardoor deze sector steeds groter wordt. Op dit moment is de sector al verantwoordelijk voor een vijfde deel van de CO2-uitstoot in Nederland. Voor het transport wordt vooral gereden met vrachtwagens die aangedreven worden door interne verbrandingsmotoren die op benzine of diesel lopen. De afhankelijkheid van fossiele brandstoffen brengt twee nadelen met zich mee. Ten eerste zijn de operationele kosten sterk afhankelijk van de brandstofprijzen. Ten tweede ondervindt de sector vaak last van milieuwetgevingen, zoals de verplichting van roetfilters en de invoering van zogenaamde milieuzones waar zwaardere vrachtwagens niet toegestaan zijn. Gezien deze nadelen zouden alternatieve manieren van aandrijving en energieopslag in de vrachtwagens een oplossing kunnen bieden voor het wegentransport. Net als bij personenvervoer lijken er twee technieken potentie te hebben om de interne verbrandingsmotor te vervangen, namelijk hybride aangedreven en volledig elektrisch. Hybride Het concept van een hybride aandrijving, dus zowel door een interne verbrandings­motor als door een elektromotor, is reeds commercieel beschikbaar voor het personen­vervoer, waarbij het meest bekende voorbeeld de Toyota Prius is. Voor het wegentransport is er op dit moment nog geen commerciële hybride vrachtwagen op de markt gebracht. Echter zowel Volvo als Volkswagen heeft al aangekondigd zeer spoedig met een hybride model op de markt te komen. Daarnaast is Coca-Cola zeer recentelijk ook een pilot gestart met een hybride vrachtwagen. Aangezien een hybride zijn batterijen oplaadt met energie die verkregen wordt tijdens het remmen is een hybride aangedreven vrachtwagen vooral aantrekkelijk op stedelijke trajecten waarbij veel geremd en opgetrokken wordt. Hierbij kan gedacht worden aan vuilniswagens, pakketvervoer en vrachtwagens in de bouw. Batterij(d)en

61

Vrachtwagens die vooral gebruikt zullen worden voor langere afstanden, wat in de

Hoewel innovaties en ontwikkelingen in de batterijtechnologie de actieradius

praktijk meer zal voorkomen, hebben veel minder baat bij een hybride aandrijving.

en andere eigenschappen van elektrische trucks enorm kunnen verbeteren,

De brandstof­besparing zal in dit geval namelijk minimaal zijn.

lijkt het op dit moment onwaarschijnlijk dat er in 2020 al trucks zijn die kunnen

Het voordeel van een hybride aandrijving moet daarom niet in de brandstof­

concurreren met de huidige dieseltrucks.

besparing gezocht worden, maar in de steeds scherpere eisen die aan vracht­ wagens worden gesteld. Met de komst van de milieuzones en de aankondiging van de minister dat de eisen die aan vrachtwagens gesteld worden om binnen

Vliegtuigen

de milieuzone te mogen rijden steeds strenger worden, kan een hybride vracht­ wagen uitkomst bieden.

Volgens het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) zorgde de lucht­

Wanneer een hybride vrachtwagen zich eenmaal binnen de milieuzone bevindt,

vaart in 1992 voor 2% van de totale menselijke CO2-uitstoot. Gevreesd wordt dat,

kan de bestuurder overschakelen op de elektromotor. Eenmaal aangedreven door

zelfs al worden verbeteringen op het gebied van efficiency gerealiseerd, de totale

de elektromotor zal de vrachtwagen geen schadelijke stoffen uitstoten en wordt

bijdrage in 2050 2,6 tot 11 keer groter is dan in 1992 (PDL, 2009). Om toch te

de luchtkwaliteit binnen de milieuzone verbeterd.

zorgen dat de CO2-bijdrage niet zorgwekkend groeit, zijn er vele ontwikkelingen

Ook internationaal gezien zijn er steeds meer initiatieven waarbij vervuilende

gaande op het gebied van duurzaamheid in de luchtvaart. Behalve de uitstoot

vrachtwagens worden aangepakt. Zo moeten vrachtwagens in Duitsland meer tol

zijn steeds duurder wordende kerosine en het vele lawaai dat vliegtuigen

betalen naar mate ze meer vervuilen en worden vrachtwagens actief uit London

produceren redenen om te zoeken naar alternatieven voor de huidige manier van

geweerd door middel van het heffen van tol.

energieopslag. In zowel Nederland als daarbuiten wordt geëxperimenteerd met waterstof/brandstofcellen in vliegtuigen.

Volledig elektrisch In tegenstelling tot de hybride vrachtwagens zijn er nog geen plannen voor

Waterstof

commer­ciële elektrische vrachtwagens. Het grote bezwaar bij elektrische vracht­

De twee belangrijkste ontwikkelingen op het gebied van waterstofvliegtuigen zijn

wagens is namelijk de beperkte actieradius die de vrachtwagens belet lange

het project onder de hoede van Airbus en een project van AeroVironment in de

afstanden te rijden. Er draait al wel een aantal pilotprojecten. Een hiervan is op dit

Verenigde Staten.

moment aan de gang bij TNT die een aantal elektrische trucks in het wagenpark

Zo werkt Airbus met nog 34 partners uit industrie, onderzoeksinstellingen en

heeft opgenomen. Hoewel volledig emissievrij, zijn deze trucks met hun beperkte

universiteiten uit 11 verschillende Europese landen samen aan een ‘systeem­

actieradius van 220 km alleen geschikt voor korte (stads)ritjes. Een ander bekend

analyse’ van waterstofvliegtuigen. Het zogenoemde cryoplane-programma gaat

project is de Hytruck (www.hytruck.nl): een door vier elektromotoren aangedreven

onderzoek doen naar de verschillende aspecten van de toepassing van waterstof

vrachtwagen, voorzien van een brandstofcel die wordt gevoed door waterstof.

in vliegtuigen. Volgens de onderzoekers zal het, nadat de analyse compleet is, minsten 10 jaar duren voordat alle technologische ontwikkelingen en grond- en vliegtesten zijn gedaan die nodig zijn om een vliegtuig op waterstof te kunnen laten vliegen. Boeing is er als eerste in geslaagd een vliegtuig aan te drijven met elektriciteit uit brandstofcellen. Het gaat om een kleine tweezitter met een enkele propeller waarmee in februari en maart 2008 de eerste testvluchten succesvol zijn geweest. Om het toestel te kunnen laten opstijgen, werden lithium-ion-batterijen gebruikt. De brandstofcellen konden het toestel na het opstijgen ongeveer 20 minuten op een hoogte van circa één kilometer houden (NRC, 2008).

Figuur B1: De Hytruck, aangedreven door 4 wielnaafmotoren en een brandstofcelgenerator met waterstof (bron: www.hytruck.nl) 62

Batterij(d)en

Batterij(d)en

63

De Verenigde Staten hadden in 2004 al hun eerste geslaagde testvluchten met

Schepen

vliegtuigen op waterstof. Er werd gebruik gemaakt van vloeibare waterstof die werd vermengd met zuurstof. Met behulp van een brandstofcel kon er elektriciteit

De uitstoot van de internationale scheepvaart is immens. Zo wijzen diverse

worden opgewekt die op haar beurt ervoor zorgde dat de propellers gingen

studies uit dat de CO2-uitstoot in de scheepvaart omvangrijker is en sneller

draaien. Het onbemande vliegtuig met een spanwijdte van 15 meter kon dan

groeit dan die van de luchtvaart. Het zou daarom van groot belang zijn als in de

24 uren in de lucht blijven (Black, 2005).

scheepvaart een duurzamere oplossing wordt gevonden. Op dit moment zijn er

Op dit moment zijn er twee grote nadelen aan het gebruik van waterstof in de

op (relatief) kleine schaal projecten bezig om de de scheepvaart te verduurzamen.

luchtvaart. Zo is er vier liter waterstof nodig om dezelfde hoeveelheid energie te verkrijgen als uit één liter kerosine. Dit betekent dat er veel ruimte nodig is om

Elektrisch varen

de waterstof in het vliegtuig op te slaan. Verder is het heel moeilijk om de gehele

Veel gehoord is dat de scheepvaart er niet meer omheen kan: elektrisch varen.

infrastructuur voor vliegtuigen geschikt te maken voor het gebruik van waterstof.

Schepen voortstuwen met behulp van elektriciteit is geruislozer, zuiniger, steeds

Ook het ontwerpen van een geheel nieuw vliegtuig blijkt lastig.

goedkoper en beter voor het milieu dan conventionele verbrandingsmotoren. Elektrisch varen is er dan ook al volop; de watersport loopt voor op de automotive

Het voordeel is wel dat de energiehoeveelheid per massa-eenheid veel groter is

industrie. De eerste rondvaartboot met batterij vaart inmiddels door de grachten

dan die van kerosine. Als gevolg daarvan zal het totale gewicht van een vliegtuig

van Amsterdam. In Amsterdam, Leeuwarden (binnengracht), ’s Hertogenbosch

minder worden en zal er minder energie nodig zijn om in de lucht te kunnen

en Zutphen mag er commercieel alleen nog maar elektrisch worden gevaren. Het

blijven. Qua veiligheid is het gelijk aan en misschien zelfs wel veiliger dan een

in Sneek in gebruik genomen 12 meter lange schip dat volledig elektrisch vaart, is

vliegtuig dat op kerosine vliegt. Ondanks de ontwikkelingen op het gebied van

qua gebruik ook nog eens economisch. Zo verbruikt hij bij een snelheid van acht

waterstof lijkt het nu nog onmogelijk om waterstof toe te passen op grote

kilometer per uur maar zo’n vier kilowattuur, wat bij het gebruik van walstroom

passagiersvliegtuigen.

uitkomt op één euro per uur. Ter vergelijking, hetzelfde schip met diesel kost ongeveer 4,5 liter diesel per uur, dus zo’n 4,50 euro per uur (elektrisch varen,

Elektrisch vliegen (met batterijen)

2009).

Ook op het gebied van elektrisch vliegen wordt veel onderzoek gedaan. Zo

Toch maken alleen sloepen en rondvaartboten nog maar gebruik van volledig

steeg in Frankrijk eind 2007 het toestel ‘Electra F-WMDJ’ op. Dit 155 kilogram

elektrisch varen met een batterij. Deze batterij wordt opgeladen via walstroom.

wegende, onbemande vliegtuig had een elektrische motor van 25 kg aangevuld

Dit opladen duurt langer dan het bunkeren van dieselolie en batterijen hebben

met lithiumpolymeerbatterijen; het kon 48 minuten in de lucht blijven.

een te lage energiedichtheid om gedurende lange tijd veel vermogen te leveren.

In december 2008 debuteerde het eerste, geheel elektrische zweefvliegtuig.

In combinatie met een kleine actieradius is de volledig elektrische motor al met al

In dit vliegtuig is een 18pk elektrische motor en een aantal lithium-ionbatterijen

erg onpraktisch voor de beroepsvaart.

gemonteerd. Hierbij kan een topsnelheid van 115 km per uur worden gehaald bij een autonomie van één tot twee uur, afhankelijk van het soort batterij. De

Hybride

batterijen kunnen ’s nacht worden opgeladen en het kost slechts 50 eurocent

Naast het volledig elektrisch varen zijn de hybridische en dieselelektrische

per lading (Express, 2008).

systemen erg succesvol. Zij worden al toegepast in cruiseschepen, patrouille­

Het blijkt dat brandstofcellen tamelijk ongeschikt zijn als krachtbron voor vlieg­

boten, snelle jachten en offshore constructieschepen. Deze zuinige en efficiënte

tuigen. Ze zijn op dit moment te zwaar en er zijn onnodig veel verliezen doordat

schepen verbruiken echter nog steeds diesel.

energie eerst wordt omgezet in elektriciteit alvorens het omgezet wordt naar

Het voordeel van hybride schepen is dat de generatoren op een constant efficiënt

bewegingsenergie. Voor kleine, lichte vliegtuigen, zoals zweefvliegtuigen of

toerental draaien. De generatoren drijven de schroeven elektrisch aan en de

lesvliegtuigen, kan het in de toekomst wel gebruikt worden. Grote passagiers­

batterij fungeert als buffer.

vliegtuigen zullen echter eerst nog op kerosine aangedreven worden. 64

Batterij(d)en

Batterij(d)en

65

Bij veel vermogen, bijvoorbeeld tijdens het manoeuvreren, vaart het schip deels



Bronnen

op de batterij, bij weinig vermogen laadt de batterij weer op. Het nieuwste soort hybride schip heeft een 440 pk diesel voor snelvaren en een acht kilowatt elektromotor voor het in en uit de box manoeuvreren en om langzaam te varen.

-- Axsen, J., Burke, A., Kurani, K., ‘Batteries for plug-in hybrid electric vehicles (P-HEV’s): goals and the state of technology’, 2008.

Het verbruik van diesel is dan nog maar twee tot drie liter per uur (Stadt, 2009).

-- Balfour, F., ’China’s First Plug-in Hybrid Car Rolls Out’, Businessweek,

Waterstof

-- Black, R., ‘First hydrogen plane tested in US’, online gelezen:

15-12-2008, 2008. In 2006 ging het eerste schip met brandstofcellen te water. Op vier cilinders gevuld met waterstof kon de zogenaamde ‘Hydrogen Xperience’ ruim 300 km varen. Ook is er in 2006 in Nederland een consortium gestart met de ontwikkeling en de bouw van een rondvaartboot op waterstof. Naar verwachting kan deze boot 85 passagiers vervoeren en in de zomer van 2009 gaan varen in Amsterdam. Met

http://news.bbc.co.uk/, 2005. -- Bossel, U., ‘Efficiency of Hydrogen PFEC, Diesel-SOFC-Hybrid and Battery Electric Vehicles, European Fuel cell Forum, 2003. -- Delorme, A., Pagerit, S., Sharer, Ph., Rousseau, A., ‘Cost benefit analysis of advanced powertrains from 2010 to 2045’ Proceedings EVS24, 2009.

een volle tank kan er met deze boot ongeveer negen uur gevaren worden als een

-- EFCF, ‘Battery Electric Vehicles’, online gelezen: http://www.efcf.com, 2003.

gemiddelde snelheid wordt aangehouden (Spoelstra, 2007).

-- Elektrisch varen, Elektrische verhuurjachten, online gelezen:

Een groter project voor het gebruik van waterstofmotoren wordt gedaan in Duitsland. Het bedrijf HDW (Howaldswerke-Deutsche Werft GmbH) heeft al enkele onderzeeboten op waterstofmotoren varen. De voordelen van waterstof boven diesel zijn voor onderzeeërs erg groot. Zo geeft waterstof minder restenergie af waardoor de onderzeeboot minder gemakkelijk op te sporen is met behulp van warmtedetectie. Ook maakt een waterstofmotor veel minder lawaai.

http://www.elektrischvaren.info, 2009. -- Energiebranche, ‘Huishouden had in 2008 gemiddeld 22 minuten geen stroom’, online gelezen: http://www.energiebranche.eu, 2008. -- Express, ‘Eerste elektrische vliegtuig bijna geluidloos’, online gelezen: http://www.express.be, 2008. -- Fuelcells, ‘Worldwide hydrogen fueling stations’, online gelezen: http://www.fuelcells.org, 2009. -- Hameren, D. van, Hoogland, C., Spitters, R., Weele, M. van, ‘De toekomst van energieopslag en aandrijftechnologieën’, 2009 (casestudy Universiteit Utrecht). -- Hanschke, C.B., Uyterlinde, M.A., Kroon, P., Jeeninga, H., Londo, H.M., ‘Duurzame innovatie in het wegverkeer’, 2009, ECN-rapport ECN-E-08-076. -- Hydrogencarsnow, ‘Japan’s Hydrogen Highway’, online gelezen: http://www.hydrogencarsnow.com, 2009. -- Jacobs, D., ‘Creatief innovatiebeleid?’, 2009, Oratielezing Universiteit van Amsterdam (oratie 320). -- Kluiters, E.C., Schmal, D., Veen, W.R. ter, Posthumus, K.J.C.M., ‘Testing of a sodium/nickel chloride (ZEBRA) battery for electric propulsion of ships and vehicles’, 1999. -- Milieucentraal, ‘Trends energiebesparing’, online gelezen: http://www.milieucentraal.nl/, 2009. -- Mom, G.P.A., Filarski, R., ‘Van transport naar mobiliteit (2 delen)’, 2008. -- Nagelhout, D., Ros, J.P.M., Elektrisch autorijden – Evaluatie van transities op basis van systeemopties’, 2009, Planbureau voor de Leefomgeving, PBL-rapport 500083010.

66

Batterij(d)en

Batterij(d)en

67

-- NRC, ‘Elektrisch vliegen’, online gelezen: http://weblogs3.nrc.nl, 2008.



Noten

-- PDL (Platform Duurzame Luchtvaart), ‘thema: klimaat & luchtverontreiniging’, online gelezen: http://www.duurzameluchtvaart.nl, 2009. -- Rotmans, J., ‘Transitiemanagement, sleutel voor een duurzame samenleving’, uitg. Van Gorcum , 2e druk, 2006 -- Saakes, M., Woortmeijer, R., Schmal, D., ‘Bipolar lead-acid batteries for hybrid vehicles’. Journal of Power Sources 144, pp. 536-544, 2005. -- Scott, J., Vaessen, P., Verheij, F., ‘Reflections on Smart Grids for the Future’,

1

Zie ook: www.evs24.org

2

Het rendement van omzetting van remenergie in laadstroom is ca. 45%.

3

NiMH = nikkel-metaalhydride

4

SHEV = Serial Hybrid Electric Vehicle

5

PHEV = Parallel Hybrid Electric Vehicle

6

Dergelijke verbrandingsmotoren zijn geoptimaliseerd voor de vermogensvraag bij

2008, KEMA-rapport (i.o.v. Ministerie van Economische Zaken).

dit type aandrijving. In de praktijk levert dat vaak een kleinere motor op, waardoor

-- Spoelstra, J., ‘De toekomst is elektrisch’, online gelezen:

ook een reducerend effect wordt bereikt. Dit in tegenstelling tot de huidige

http://www.maritiemnederland.nl, 2007. -- Stadt, H. van der, ‘Groenere voortstuwing heeft toekomst, hybride een stap voorwaarts’, 2009 online gelezen: http://www.cuno.nl -- Strøm, K.H., Svaheim, J., ‘Small light electric vehicle – a blimp on the map or a

hybride auto’s die een ‘gewone’ verbrandingsmotor gebruiken. 7

BEV = Battery(powered) Electric Vehicle

8

www.milieucompendium.nl en www.cbs.nl

9

De Th!nk City heeft op 11 mei 2009 van de RDW de typegoedkeuring verkregen

small revolution?’, Proceedings EVS24, 2009. -- Toshiba, Toshiba to Launch Innovative Rechargeable Battery Business.

en is daarmee toegelaten voor de Europese wegen 10

Press Release, 11-12-2007, 2009. -- Vaessen, M., ‘Op weg naar een duurzame transportbrandstof’, Hiteq, Hilversum, 2007.

trekken. 11 12

-- VROM (ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer), Energiebesparing, 2009 online gelezen: http://www.vrom.nl. -- Wijk, Th. van, ‘Innovatie in de hoofdrol’, afstudeerscriptie Hiteq, Hilversum, 2009.

Lage snelheden gaan op voor de elektromotor en die kan het totaalgewicht niet in de vorm van LNG, CNG of SNG Het kathodemateriaal bestaat over het algemeen uit Li-zouten. Hier is alleen het ‘zout’ aangegeven. Spinel is een kristalstructuur.

13

De oplaadsnelheid is een maat voor de vermogensdichtheid van de Li-batterijen.

14

1 kWh komt overeen met 3,6 MJ

15

Zie ook www.kennislink.nl

16

Een veelbelovende innovatie komt van Toshiba, een grote speler op de lithiumionmarkt. In 2007 kondigden zij de Super Charge Ion Battery (SCiB) aan. Deze lithium-ionbatterij kan in minder dan vijf minuten opladen tot 90% en lijkt daarmee zeer geschikt als batterij voor de elektrische auto. Daarnaast heeft de batterij een zeer lange levensduur, is hij veiliger dan conventionele lithium-ionbatterijen en functioneert hij onder extreme temperaturen. Toshiba heeft dit bereikt door een combinatie van een nieuwe elektrode, nieuwe anode, en een nieuwe productiemethode. Toshiba verwacht dat de SCiB in 2015 een wereldwijde omzet zal genereren van 700 miljoen euro (Toshiba, 2007).

17

Zie bijv. www.betterplace.com

18

www.enexis.nl

19

Een elektrische auto heeft minder beweegbare onderdelen en is daardoor onderhoudsvriendelijker. Ter indicatie: een gewone auto heeft ca. 2000 componenten, een elektrische auto ca. 600.

20

Afspraken over standaardisatie van oplaadpunten, aansluiting en netspanning moeten in Europees verband worden gemaakt.

68

Batterij(d)en

Batterij(d)en

69

21

De Hynor waterstofsnelweg in Noorwegen werd opgericht in 2003 en is



Hiteq-publicaties

onderdeel van het Scandinavische waterstofsnelwegconsortium. De geplande weg is onderdeel van de waterstofinfrastructuur. Er zijn zeven waterstoftank­ 22 23

Hiteq heeft de volgende publicaties uitgebracht:

stations  gepland langs de 580 kilometer lange route tussen Oslo en Stavanger.

-- Generaties en generatieleren in organisaties

SWOT = Strenghts, Weaknesses, Opportunities, Threats (vertaald: Sterkten,

-- De digitale wereld, een nieuwe kijk op leren?

Zwakheden, Kansen, Bedreigingen)

-- Regionale samenwerking, nu en in 2020

Ten tijde van de transitie van paardentram naar auto.

-- ‘Geld speelt geen rol’ -- Innovatiediffusie en afvalverwerking -- Kernenergie -- De technische arbeidsmarkt en het technisch beroepsonderwijs in 2020



Afkortingen



BEV

Battery (powered) Electric Vehicle

-- Nanotechnologie onder de loep



PHEV

Parallel Hybrid Electric Vehicle

-- Kenmerkend vmbo



SHEV

Serial Hybrid Electric Vehicle

-- Jong & houdbaar



P-HEV

Plug-in Hybrid Electric Vehicle

-- Flexibilitijden



P-PHEV

Plug-in Parallel Hybrid Electric Vehicle

-- Kompas of GPS?



P-SHEV

Plug-in Serial Hybrid Electric Vehicle

-- De wereld als spiegel



CNG

Compressed Natural Gas

-- Permanent competent

(aardgas onder druk, ca. 200 bar)

-- Eten of gegeten worden?



LNG

Liquified Natural Gas

-- Kenmerkend mbo

(vloeibaar aardgas bij een temperatuur van -162 ˚C)

-- Ouders@mbo

Substitute Natural Gas

-- Werken in de Wereld

-- Op weg naar een duurzame transportbrandstof -- Groene kolen

-- Een beroep op energie

-- Uitgesloten!



SNG

(aardgasvervanger die zowel chemisch (synthetisch) als

70

Batterij(d)en

biologisch gemaakt kan worden. In het laatste geval staat

De actuele titellijst van Hiteq-publicaties treft u aan op www.hiteq.org

SNG ook bekend als biogas)

U kunt ze daar ook bestellen.

Batterij(d)en

71



Colofon Teksten

Programmaleider Technologie

Hiteq, Hilversum

Ir. Daan Maatman

Ir. Daan Maatman Met bijdragen van Redactie

Instituut voor Wetenschap en Ontwikkeling

1instijl, Meteren

Dr. Ruud Hunik

Erik-Jan van Pelt Universiteit Utrecht – studieteam Science Organisatie en productie

and Innovation Management

Hiteq, Hilversum

Daan van Hameren

Max Hoogenraad-Veeren

Coby Hoogland Rik Spitters

Ontwerp

Marijn van Weele

Sjoukje Ziel grafisch ontwerp helder ! ontwerpgroep, Amersfoort Illustraties cliffhanger visuals, Rotterdam Seger van Wijk Drukwerk DigiPrint, Nijkerk Uitgave © 2009, Hiteq, Hilversum Bestelnummer H00023 In deze publicaties zijn illustraties van derden opgenomen. Over de plaatsing van de meeste illustraties hebben we contact gehad met de maker en de bron vermeld. Mocht iemand menen rechten te ontlenen aan een van de illustraties waarvan we de maker niet hebben achterhaald, dan verzoeken wij contact op te nemen met Hiteq. Deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt na schriftelijke toestemming van de uitgever via [email protected]

72

Batterij(d)en