ELEKTRISCHE AUTO S IN STEDELIJK GEBIED

SEPTEMBER 1992

ECN-C--92-050

ELEKTRISCHE AUTO’S IN STEDELIJK GEBIED Een case-studie voor Amsterdam: acceptatie, milieu-effecten en gevolgen voor de elektriciteitsproduktie en -distributie O. VAN HILTEN J.M. BAIS A.D. KANT

Deze rapportage betreft onderzoek uitgevoerd in opdracht van de Europese Commissie (hoofdaannemer European Electrie Vehicle Association AVERE, projectnummer EDS-P017) en de Nederlandse /~aatschappij voor Energie en ~4ilieu (iNOVE/~). Het project staat bö ECbl geregistreerd onder nummer 7026.

SAMENVATTING, CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN Deze studie maakt deel uit van de in opdracht van de Europese Commissie uitgevoerde studie aangaande elektrische voertuigen, getiteld "Advanced electric drive systems for buses, vans and passenger cars to reduce pollutioW~ (EDS), en is mede gefinancierd door de Nederlandse Organisatie voor Energie en Milieu (NOVEM). De motivatie voor het EDS-project is gelegen in de groeiende bezorgdheid om de door het wegverkeer veroorzaakte milieubelasting. De bijdrage van het wegverkeer aan de totale emissie in Nederland is hoog: 65% van de emissies van koolmonoxyde, 55% van de NOx-emissie en 45% van de emissies van koolwaterstoffen. In stedelijke gebieden liggen deze percentages zelfs nog hoger. Vooral in nauwe drukke straten kan dit leiden tot effecten op de gezondheid. Daarom zijn voor een aantal stoffen (SO» zwevende deeltjes (zwarte rook), NO2, CO, lood en benzeen) grenswaarden vastgesteld. In stedelijke gebieden worden deze limieten gewoonlijk alleen overschreden in drukke verkeerssituaties. Wegverkeer veroorzaakt tevens geluidsoverlast. Het aantal Nederlanders dat zich gehinderd voelt door lawaai van het wegverkeer is de laatste tien jaar van 49% tot 60% gestegen. Circa 19% ondervindt zelfs ernstige hinder, hetgeen overeenkomt met een geluidsintensiteit van meer dan 70 dB(A). De conclusie die hieruit getrokken kan worden is dat de situatie in stedelijke gebieden zoals de Randstad emstig is, met name in de grote steden zoals Amsterdam. Het doel van deze studie is te onderzoeken of, en zo ja in welke mate, elektrische voertuigen kunnen bijdragen aan een milieuvriendelijker vervoerssysteem, rekening houdend met de emissies als gevolg van extra elektriciteitsproduktie en met de beperkte capaciteit van lokale elektriciteitsdistributienetten. Als onderdeel van de studie is een gedetailleerde analyse uitgevoerd van de potentiële markt voor eIektrische voertuigen in Amsterdam, rekening houdend met de beperkte actieradius en de maatschappelijke acceptatie van elektrische auto’s. Aan verschillende onderdelen van de studie zijn onmisbare bijdragen geleverd door de Dienst Ruimtelijke Ordening en de Milieudienst van Amsterdam, de Onderzoeksdienst voor milieu en grondmechanica Amsterdam (OMEGAM) en het Gemeentelijk Energie Bedrijf.

Elektrische voertuigen: typen, actieradius, kosten en energiegebruik Er zijn vele typen elektrische voertuigen: auto’s met alleen een batterij voor de opslag van energie, hybride auto’s en auto’s met een brandstofcel. In deze studie is de nadruk gelegd op elektrische voertuigen met alleen een batterij voor de opslag van energie. In de Nederlandse situatie lijkt de beperkte actieradius van dergelijke auto’s geen cruciale factor, aangezien de per dag afgelegde afstanden door personen- en bestelauto’s klein zijn en omdat veelbelovende ontwikkelingen op het gebied van batterijen met een hoge energiedichtheid de actieradius aanzienlijk kunnen vergroten (tot ruim 100 kilometer per batterijlading op de middellange termijn en 200 kilometer op de lange termijn). Aangenomen wordt dat voor vrachtwagens een hybride voertuig het meest geschikte alternatief is. Ondanks de grote afstanden per dag kunnen bussen in principe toe met alleen batterijen voor de energie-opslag, aangezien bijladen van de batterijen op halteplaatsen mogelijk is. Als uitgangspunten voor de prestaties van elektrische voertuigen zijn de doelstellingen voor de middellange en lange termijn van de grote Amerikaanse autofabrikanten gehanteerd. Ten aanzien van de kosten is aangenomen dat grootschalige serieproduktie de prijs van elektrische voertuigen (exclusief de batterij) zal verlagen tot een zodanig niveau dat de som van kapitaallasten en onderhoudskosten (die voor elektrische auto’s relatief laag z0n) voor elektrische voertuigen en vergelijkbare auto’s met een verbrandingsmotor van dezelfde orde van grootte zijn. Dit impliceert dat de energiekosten een doorslaggevende rol spelen in de kostenvergelijking. Deze

energiekosten (batterij, laadapparaat en elektriciteit) van de elektrische auto zullen in de toekomst waarschijnlijk dalen naar een niveau dat vergelijkbaar is met de brandstofkosten van de auto met verbrandingsmotor. Of het gebruik van elektrische auto’s leidt tot een besparing op primaire energie hangt af van de aannames ten aanzien van de rendementen van elektrische auto’s, elektriciteitsproduktie en auto’s met verbrandingsmotor. Geconcludeerd wordt dat het gebruik van elektrische auto’s in stadsverkeer leidt tot energiebesparing, maar dat de uitkomst in gemengd verkeer (stad en snelweg) sterk afhangt van de veronderstelde rendementen.

Acceptatie De acceptatie van elektrische voertuigen wordt niet alleen bepaald door technische en economische factoren. Aangenomen wordt dat de maatschappelijke acceptatie van elektrische voertuigen sterk samenhangt met ervaringen met het gebruik van elektriciteit in transportsystemen in het verleden. De kemvraag is of elektrische voertuigen gezien worden als auto’s die moeten concurreren met de huidige auto’s, die in reclame-uitingen meestal gepresenteerd worden als sterk, dynamisch en agressief. Onder bewoners van de binnenstad van Amsterdam is een enquête uitgevoerd (N=494) om de houding ten opzichte van elektrische auto’s te peilen en belemmeringen voor maatschappelijke acceptatie te identificeren. Een derde van de (voornamelijk kleinere) auto’s is nieuw gekocht, voor een gemiddelde prijs van 29.700 gulden voor de ~’eerste’~ auto en 25.600 gulden voor de ’tweede~’ auto. De belangrijkste redenen voor de aanschaf van een auto zijn mobiliteit in het algemeen en woon-werkverkeer. Het jaarkilometrage ligt tussen 16.000 en 21.000 kilometer, met een gemiddelde van 18.000. Nauwkeurige analyse van de mobiliteitsgegevens leert dat tussen de 53 en 85% van de autobezitters minder dan 100 kilometer per werkdag rijdt, waarbij het werkelijke percentage waarschijnlijk dichter bij de bovengrens ligt. Vakanties vormen een belemmering voor de introductie van elektrische voertuigen: bijna één derde van de respondenten noemt "vakanties" als één van de twee belangrijkste redenen voor de aanschaf van de auto; 56% van de respondenten heeft in 1991 de auto gebruikt voor vakantie, waarbij gemiddeld 3200 kilometer werd afgelegd. Ongeveer 43% van de respondenten kan de auto direct voor hun huis parkeren. De overige 57% moet vijf minuten lopen om de geparkeerde auto te bereiken. De benodigde tijd om de ringweg te bereiken is gemiddeld 11 à 12 minuten. Parkeren en verkeersdrukte worden niet genoemd als serieus probleem, maar worden wel als problematisch ervaren. Dit leidt tot een positieve houding ten aanzien van autobeperkende maatregelen: 70% wil het autogebruik in de binnenstad beperken, terwijl 41% elektrische auto’s een ontheffing van deze beperkende maatregelen wil geven. De houding ten aanzien van elektrische auto’s is vrij gunstig: ongeveer 80% heeft een positieve houding, terwijl minder dan 10% negatief oordeelt. De discrepantie tussen deze 80% en de eerder genoemde 41% is deels het gevolg van de heersende gedachte dat elektrische auto’s net zo goed ruimte in beslag nemen en toch ook milieuvervuiling opleveren als gevo|g van de eIektriciteitsopwekking. De conclusie is dat een autovrije binnenstad door de bewoners meer gewaardeerd wordt dan een schonere lucht als gevolg van vervanging op grote schaal van de huidige auto’s door elektrische. Hoewel de verwachting was dat financiële overwegingen de houding ten aanzien van elektrische auto’s zouden domineren, werd juist de omgekeerde relatie gevonden. De financiële overwegingen berusten op een kostenvoorbeeld waarin elektrische auto’s met batterij 25% en hybride auto’s 40% duurder waren dan hun conventionele tegenhangers. Inkomen en de prijs van de huidige auto blijken geen belangrijke verklarende factoren te zijn van de intentie om een dergelijke elektrische of hybride auto te kopen.

Marktpotentieel Het marktpotentieel voor elektrische voertuigen in Amsterdam is gebaseerd op een gedetailleerde analyse van de verkeersstromen. Er wordt onderscheid gemaakt tussen autobezit en autogebruik. Vier typen voertuigen worden onderscheiden (personenauto’s, bestelauto’s, vrachtauto’s en bussen), en vijf verschillende gebruiksdoeleinden: woon~werkverkeer, overig privéverkeer, personenvervoer (bussen, taxi’s), bevoorradingsverkeer en beroepsverkeer. Met behulp van een penetratie-algoritme worden de jaarlijkse verkopen van elektrische auto’s bepaald als een percentage van de totale autoverkopen, rekening houdend met de beperkte actieradius van elektrische voertuigen. De belangrijkste parameters van dit algoritme zijn het startjaar van de penetratie, de maximale penetratie en de snelheid van penetratie. Deze parameters verschillen voor de diverse voertuigtypen en gebruiksdoeleinden. Aangenomen wordt dat substantiële penetratie niet voor 1995 zal plaatsvinden. Indien een maximum penetratie van 80% wordt gekozen, geeft het penetratie-algoritme de volgende uitkomsten. Tabel 1. Marktpenetratie van elektrische voertuigen als percentage van het totale wagenpark in 2005, 2010 en 201.5 "Langzame" penetratie 2005 2010 2015 Personenauto’s Bestelauto’s Vrachtauto’s Bussen

18 26 4 14

51 56 22 53

68 72 38 78

"Snelle" penetratie 2005 2010 2015 30 28 10 44

60 56 30 78

68 72 40 80

De marktaandelen van elektrische voertuigen zijn met opzet hoog gekozen. De reden hiervoor is tweeledig. 1. Het is uitermate moeilijk om te voorspellen of de economische voorwaarden en de maatschappelijke acceptatie in de toekomst gunstig zullen zijn voor elektrische auto’s. Indien dit echter wel het geval is, lijken er geen fundamentele beperkingen van de marktpenetratie te zijn, afgezien van de beperkte actieradius van elektrische auto’s. De analyse van de gemiddeld afgelegde afstand per werkdag door auto’s in Amsterdam en omgeving laat zien dat een marktaandeel van 80% in principe mogelijk is. Dit wordt ondersteund door de resultaten van de enquête. De enige beperking is het gebruik van de auto voor vakanties en andere lange afstand trips. Deze beperking kan omzeild worden door het gebruik van andere vervoerswijzen voor lange afstanden te stimuleren. Indien hybride voertuigen de markt penetreren in plaats van elektrische auto’s met alleen een batterij is het ’actieradiusprobleem’ zelfs afwezig. De conclusie is dat de omvang van de marktaandelen in dit rapport realiseerbaar is, mits de kosten, batterijtechnologie en maatschappelijke acceptatie zich gunstig ontwikkelen. Het tempo van de marktpenetratie hangt in zeer sterke mate af van de vraag hoe snel kosten, techniek en acceptatie zich ontwikkelen. Dat is uitermate moeilijk in te schatten. Het gekozen tijdpad van de scenario’s, waarin wordt uitgegaan van een positieve ontwikkeling, is derhalve slechts één van de mogelijke tijdpaden. 2. Het gebruik van elektrische voertuigen wordt gepropageerd vanwege hun milieuvriendelijke eigenschappen. De resultaten van deze studie laten evenwel zien dat marktaandelen van een paar procent geen merkbare invloed hebben op luchtverontreiniging en geluidsoverlast. Indien voertuigen met een verbrandingsmotor geweerd worden uit binnensteden terwijl elektrische auto’s wel worden toegelaten, hoeft het marktaandeel van elektrische auto’s niet zo groot te zijn om significante positieve effecten te bereiken. In een dergelijk geval is het echter het weren van auto’s met verbrandingsmotor dat de grootste positieve milieu-effecten oplevert en niet de introductie van elektrische auto’s. Indien van de toepassing van elektrische auto’s ook een positief milieu-effect wordt verwacht in gebieden waar auto’s met verbrandingsmotor niet worden geweerd, zijn significante marktaandelen vereist. Benadrukt dient te worden dat in deze studie is uitgegaan van de verkeersstromen zoals die nu worden voorzien, waarbij geen fundamentele veranderingen in het verkeers- en vervoerssysteem

zijn verondersteld. De gepresenteerde scenario’s zijn niet de enige manier om luchtverontreiniging en geluidsoverlast terug te dringen. Het (drastisch) terugdringen van het autoverkeer in de stad is bijvoorbeeld een andere manier. Het is dan ook niet de bedoeling van dit rapport om de elektrische auto te presenteren als de ideale oplossing, maar om de mogelijkheden en effecten van een grootschalige introductie van elektrische auto’s, als één van de mogelijke oplossingen, te analyseren.

Lokale milieu-effecten In Amsterdam worden door de Onderzoeksdienst voor milieu en grondmechanica OMEGAM computermodellen gebruikt om de concentraties van verschillende stoffen en de geluidsintensiteit in drukke straten te berekenen, uitmondend in de zogenaamde Verkeersmilieu Atlas. Deze modellen zijn gebruikt om de positieve effecten van elektrische auto’s op luchtverontreiniging en geluidsoverlast vast te stellen. De resultaten laten zien dat grootschalige introductie van elektrische voertuigen zal leiden tot een substantiële reductie van het aantal overschrijdingen van de wettelijke normen. Verder blijkt dat de bijdrage van elektrische bestelauto’s laag is in vergelijking tot de bijdrage van elektrische personenauto’s. Dit is het gevolg van het relatief kleine aantal ritten met bestelauto’s in Amsterdam. De resultaten ten aanzien van luchtverontreiniging zijn samengevat in tabel 2. Tabel 2. Totale straatlengte met overschrijding van de wettelijke normen

Referentie Langzame penetratie 2005 Snelle penetratie 2005 Snelle penetratie 2010

NO2

Benzeen

Zwarte rook

42,2 km

18,6 km

13,7 km

-23% -44% - 84%

-47% -80% -98%

-55% -80% - 100%

Het model berekent tevens gemiddelde geluidsintensiteiten aan de gevels van woonhuizen. In bijna alle straten correspondeert deze intensiteit met de geluidsproduktie van wegvoertuigen die met een constante snelheid van 50 km/uur rijden. Als gevolg hiervan is het effect van elektrische personen- en bestelauto’s op de uitkomsten van de Verkeersmilieu Atlas verwaarloosbaar, aangezien er weinig verschil is tussen de geluidsproduktie van elektrische auto’s en auto’s met verbrandingsmotor bij een constante snelheid van 50 km/uur. Dit betekent niet dat elektrische personen- en bestelauto’s de hinder veroorzaakt door verkeerslawaai niet zouden verminderen. Ze zouden waarschijnlijk veel van de pieken in het verkeerslawaai, veroorzaakt door de acceleratie van voertuigen, reduceren, vooral in de buurt van de vele kruispunten. Aangenomen is dat elektrische bussen en hybride vrachtauto’s bij een constante snelheid van 50 km/uur 10 dB(A) minder geluid produceren dan hun conventionele tegenhangers. Deze voertuigen hebben dus wel effect op de uitkomsten van de Verkeersmilieu Atlas. De resultaten zijn, voor een typische "overdagsituatie", samengevat in tabel 3. Tabel 3. Totale straatlengte en aantal woonhuizen met overschrijding van de wettelijk geluidsnorm Straatlengte Referentie

Aantal woonhuizen

117,6 km

44.240

-3% - 13% -23%

- 1,8% -9,5% -20,3%

Langzame penetratie 2005 Snelle penetratie 2005 Snelle penetratie 2010

6

De resultaten laten zien dat alleen grootschalige introductie van hybride vrachtauto’s en eiektrisehe bussen een significant effect heeft op het aantal geluidsnormoverschrijdingen. Vooral het effect van elektrische bussen is aanzienlijk. Echter, elektrische bussen zijn niet de enige oplossing van de geluidsoverlast. Amsterdam experimenteert momenteel met bussen op aardgas, die eveneens aanzienlijk stiller zijn dan dieselbussen. Bij deze resultaten ten aanzien van luchtverontreiniging en geluidsoverlast dient de volgende kanttekening geplaatst te worden. Vrachtauto’s produceren (per afgelegde kilometer) meer geluid en luchtverontreiniging dan personen- en bestelauto’s. Het ligt dus voor de hand om met name voor vrachtauto’s te kijken naar altematieven. In de gehanteerde scenario’s is het percentage hybride vrachtauto’s echter relatief laag, omdat verondersteld is dat hybride vrachtauto’s later beschikbaar zullen komen dan elektrische personen- en bestelauto’s en dat veel zware vrachtwagens niet in aanmerking komen voor een hybride aandrijving. Hierdoor is de bijdrage van hybride vrachtauto’s aan de vermindering van luchtverontreiniging en geluidsoverlast in de scenario’s relatief gering en veel kleiner dan theoretisch mogelijk.

Effecten op de elektriciteitsdistributie Met betrekking tot de capaciteit van het lokale elektriciteitsdistributienet is de belangrijkste conclusie dat belastingsturing (load management) essentieel is indien elektrische auto’s op grote schaal gebruikt worden. Zowel op het niveau van de laagspanningskabels als op het niveau van het totale net in Amsterdam kan het opladen van batterijen overdag of het ongestuurd opladen ’s nachts tot capaciteitsproblemen leiden. Het opladen overdag dient zo goed als uitgesloten te worden om grote investeringen in neteapaeiteit te voorkomen. Dit geldt in het bijzonder voor snelladen~ met uitzondering van kleine groepen voertuigen zoals bussen en wellicht taxi’s. De consequentie is een verminderde flexibiliteit in het gebruik van elektrische voertuigen, hetgeen de grootschalige introductie zou kunnen belemmeren. Als echter belastingsturing wordt toegepast is het opladen van de batterijen van alle elektrische auto’s gedurende de nacht mogelijk zonder nieuwe pieken in het eIektriciteitsverbruik te veroorzaken. Bovendien kan dit leiden tot een hogere benuttingsgraad van het net, waardoor de kosten per kWh dalen. Echter, ook indien vooral’s nachts wordt opgeladen zal het opladen van (veel) batterijen van elektrische auto’s leiden tot extra investeringen: De belastingsturing zelf brengt kosten met zich mee; - Fleetowners moeten wellicht een (extra) transformator installeren; Niet-huishoudelijke kleinverbruikers moeten wellicht hun netaansluiting verzwaren; - Indien het opladen van batterijen centraal plaatsvindt op parkeerterreinen zullen transformatoren geïnstalleerd moeten worden; - Ook het snelladen van bussen of taxi’s vereist de installatie van transformatoren. Het is moeilijk de totale kosten van deze investeringen in te schatten en te beoordelen of de voordelen van een betere benutting van het net hier tegen op wegen. Wel is duidelijk dat bij grootschalige introductie van elektrische voertuigen het opladen van de batterijen speciale aandacht verdient.

Effecten op de elektriciteitsproduktie: emissies en kosten Indien elektrische auto’s niet alleen in Amsterdam geïntroduceerd worden maar in de gehele Randstad, dan kan het aantal elektrische auto’s, volgens de boven beschreven scenario’s, op lange termijn ongeveer drie miljoen bedragen. Dit zou een forse toename van de elektriciteitsvraag betekenen. Dit heeft consequenties voor zowel de milieu-effecten als de kosten van elektriciteitsproduktie. Er zijn verschillende methoden om deze emissies en kosten toe te rekenen aan elektrische auto’s: zo kan uitgegaan worden van gemiddelde of marginale emissies en kosten, en kunnen tweede orde effecten op het type geïnstalleerd vermogen en op de voor elektriciteitsproduktie gebruikte mix van brandstoffen al dan niet meegenomen worden. In onderstaande

tabel zijn de gemiddelde emissies per kilometer in 2015 berekend voor twee scenario’s met betrekking tot de elektriciteitsopwekking. Voor de basislastproduktie worden in één scenario kemenergie en kolenvergassing-STEG’s met CO2-verwijdering en -opslag ingezet (dit is één van de scenario’s uit de Nationale Energie Verkenningen 1990 - 2015, die in opdracht van het Ministerie van Economische Zaken door ESC-Energiestudies zijn uitgevoerd), en worden in het andere scenario alleen kolenvergassing-STEG’s zonder CO2-verwijdering gebruikt. Deze scenario’s worden respectievelijk het BG- en het VAR-scenario genoemd. De emissies van elektrische auto’s volgens deze twee scenario’s worden vergeleken met de emissies van voertuigen met een verbrandingsmotor (de referentie), waarvoor vergaande verbeteringen van de efficiëntie zijn verondersteld (30% voor personenauto’s tussen 1990 en 2015, 35% voor bestelauto’s en 20% voor vrachtwagens), alsmede de toepassing van driewegkatalysatoren op alle benzinevoertuigen. De resultaten, uitgedrukt in indices, worden gepresenteerd in tabel 4. Tabel 4. Emissies uitgedrukt als indices (Referentie = 100) SO2

NOx

Stof

CO2

CO

HC

Referentie

100

100

100

100

100

100

Elektrisch BG Elektrisch VAR

38 87

28 31

19 22

73 123

2 2

3 3

Uit deze tabel kunnen de volgende conclusies getrokken worden: - De SO2-emissie is in beide elektrische opties lager dan die van auto’s met verbrandingsmotor. Voor het VAR-scenario, met uitgebreide inzet van kolen (zonder CO2-verwijdering) is echter het verschil met de referentie gering. Voor elektrische auto’s in het BG-scenario is de SO~-emissie slechts een derde van die van auto’s met verbrandingsmotor. In dit geval wordt minder kolen gebruikt en een groot gedeelte van de SO~ wordt tegelijk met de CO~ verwijderd. Hierbij dient te worden opgemerkt dat in de meeste studies de SO~-emissie van elektrische auto’s hoger uitvalt dan die van auto’s met verbrandingsmotor. De hier gepresenteerde getallen weerspiegelen gedeeltelijk de grote Nederlandse inspanning met betrekking tot de reductie van SO~-emissies; - De NOx-emissies van elektrische voertuigen zijn in beide scenario’s minder dan een derde van die van voertuigen met verbrandingsmotor; - De emissies van stof zijn in beide elektrische opties slechts een vijfde van de emissies in het geval van de referentie; - Wat CO2 betreft, zijn de emissies van elektdsche auto’s in het BG-scenario 25% lager dan die van auto’s met verbrandingsmotor. In het VAR-scenario vallen deze emissies echter 25% hoger uit, dit als gevolg van het grootscheepse gebruik van kolen zonder COz-verwijdering; De emissies van CO en HC door elektrische auto’s zijn nagenoeg gelijk in beide scenario’s en zo goed als verwaarloosbaar in vergelijking met de CO- en HC-emissies van auto’s met verbrandingsmotor. Als algemene conclusie kan gesteld worden dat in 2015 de emissies van elektrische voertuigen veel lager zullen zijn dan de emissies van de toekomstige zeer efficiënte en schone voertuigen met verbrandingsmotor, met slechts één uitzondering: de CO~-emissie in het geval dat de elektriciteitsproduktie hoofdzakelijk op kolen gebaseerd is. De resultaten veranderen niet fundamenteel wanneer het effect van elektrische voertuigen op de primaire brandstofmix in de beschouwing wordt meegenomen. Als gevolg van het op grote schaal introduceren van elektrische voertuigen zouden de gemiddeIde kosten van elektriciteitsproduktie op de korte termijn kunnen stijgen, daar de extra elektriciteit opgewekt zou worden met relatief dure pieklasteenheden. Op langere termijn echter, wanneer het elektriciteitsproduktiesysteem is aangepast aan de extra vraag, is het waarschijnlijk dat de gemiddelde produktiekosten zullen dalen. Wanneer in de Nederlandse situatie in 2015 ongeveer éénderde van alle motorvoertuigen elektrisch zou zijn, zouden de gemiddelde produktiekosten dalen met zo’n 5%.

Elektrische auto’s en overheidsbeleid Overheidssteun voor elektrische auto’s kan zeer ingrijpend zijn, zoals wordt aangetoond door de Californische maatregelen, die voorschrijven dat in de toekomst een zeker percentage van alle nieuw verkochte auto’s elektrisch moet zijn. Op stedelijk niveau zou het weten van a]le motorvoertuigen uit de binnenstad behalve elektrische auto’s de meest rigoureuze maatregel zijn. In deze studie wordt een andere ("bottom up") benadering beschreven, die met behulp van allerlei korte termijn maatregelen gericht op de kleinschalige introductie van elektrische auto’s voor bepaalde toepassingen, elektrische voertuigen over de drempel van marktpenetratie moet helpen. Als deze maatregelen succes hebben, kunnen op een later tijdstip meer ingrijpende maatregelen worden genomen in het geval de elektrische auto het niet op eigen kracht redt. Het Nederlandse vervoersbeleid is gericht op de vermindering van het (personen)autogebruik, zodat overheidsbeleid aangaande elektrische auto’s onderworpen is aan de "randvoorwaarde" dat stimulering van niet ma9 leiden tot een extra vraa9 naar automobiliteit. Dus elektrische auto’s moeten bijvoorbeeld 9een concurrent van het openbaar vervoer worden, of leiden tot meer kilometers per auto. Dit betekent dat op de lange termijn elektrische auto’s niet te 9oedkoop mogen worden. Om zowel de variabele als de vaste kosten van elektrische auto’s te kunnen beïnvloeden kan een extra accijns op elektriciteit noodzakelijk zijn. Aangezien op de lange termijn aparte meters noodzakelijk zijn voor load management, is een accijns op elektriciteit voor elektrische auto’s vanuit theoretisch oogpunt uitvoerbaar. Het probleem van het vermijden van extra vraag naar auto’s geldt alleen voor particuliere personenauto’s. Met betrekking tot bedrijfsauto’s is het stimuleren van elektrische auto’s een recht-toe-recht-aan aangelegenheid zonder onbedoelde nadelige effecten. Daarom, en ook omdat de markt zich momenteel toespitst op elektrische bestelauto’s, lijkt het aan te raden om te beginnen met de stimulerin9 van elektrische auto’s voor bedrijfsdoeleinden. Desalniettemin kunnen personenauto’s niet buiten beschouwing blijven, zoals de resultaten van de Verkeersmilieu Atlas laten zien. Op korte termijn kan een scala aan maatregelen, naar analogie van wetgeving in andere landen, worden genomen om elektrische auto’s te stimuleren. Het is essentieel dat de verschillende niveaus (nationale overheid, lokale overheid en elektriciteitsbedrijven) en de verschillende soorten maatregelen (sociaal, fysiek, financieel en institutioneel) in dezelfde richting werken. De belangrijkste taken voor de nationale overheid liggen op het gebied van aanpassing van de huidige verkeerswetgeving aan het "bestaan" van elektrische auto’s en het geven van financiële prikkels. Aanpassing van de huidige wetgeving betekent bijvoorbeeld dat elektrische auto’s een aparte categorie worden voor de wegenbelasting en dat normen worden opgesteld waaraan elektrische auto’s moeten voldoen om toe9elaten te worden op de openbare weg. Financiële prikkels zijn bijvoorbeeld (gedeeltelijke) vrijstelling van wegenbelasting en bijzondere verbruiksbelasting en investeringssubsidies (n.b.: het huidige beleid gericht op verhogen van de brandstofaccijns is reeds een stimulans voor elektrische auto’s). Een mogelijkheid om de penetratie op gang te helpen in het zakelijk verkeer in stedelijke gebieden zou kunnen zijn fleet-owners in de Randstad te verplichten hun wagenpark met een zeker percentage elektrische auto’s uit te rusten. Om de lokale autoriteiten in staat te stellen een voorbeeldfunctie te vervullen, kunnen speciale prikkels voor deze lokale autoriteiten worden gecreëerd. Bovendien zou, gezien de resultaten van de Verkeersmilieu Atlas, een actief stimuleringsbeleid voor bussen kunnen worden opgezet. ’Road pricing’ zou een nuttig instrument kunnen zijn om elektrische auto’s in het bijzonder in stedelijke gebieden te stimuleren. Refererend aan de nationale wetgeving zouden lokale overheden elektrische auto’s kunnen introduceren in hun eigen wagenpark. Men zou elektrische bussen in overweging kunnen nemen, en een aantal maatregelen kunnen nemen om elektrische auto’s aantrekkelijk te maken voor bedrijven en particulieren, bijvoorbeeld door het creëren van speciale parkeerplaatsen en -tarieven. Ook kan de lokale overheid van taxibedrijven verlangen dat zij een gedeelte van hun wagenpark door elektrische auto’s vervangen (de Milieudienst van de gemeente Amsterdam overweegt momenteel de mogelijkheden van elektrische taxi’s). Wederom refererend aan de landelijke wetgeving zouden elektriciteitsdistributiebedrijven elektrische auto’s kunnen aanschaffen voor hun eigen wagenpark en maatregelen kunnen nemen om de nationale en lokale wetgeving te ondersteunen. Hierbij valt te denken aan het installeren van oplaadfaciliteiten bij parkeerplaatsen voor elektrische auto’s, het aanbieden van speci-

9

ale tarieven voor het opladen van batterijen, het opzetten van service stations en het aanbieden van gespreide betaling voor batterijen.

Aanbevelingen voor verder onderzoek o Vergelijking van verschillende alternatieven In dit rapport worden elektrisehe auto’s met een batterij beschouwd als het enige alternatief voor de huidige auto’s met verbrandingsmotor, vooropgesteld dat de actieradius van de elektrische auto voldoende is. De conclusie is dat elektrische auto’s in principe een groot marktaandeel kunnen bereiken. Dit garandeert echter niet dat elektrische auto’s inderdaad het belangrijkste alternatief voor auto’s met verbrandingsmotor worden. Andere altematieven zoals hybride voertuigen, voertuigen met brandstofcellen, transportsystemen met bovenleiding of vanuit de weg aangedreven voertuigen, of enigerlei combinatie van deze alternatieven, zouden ook mogelijk kunnen zijn. Ieder van deze systemen heef~ zo zijn eigen effecten op het milieu, de kosten en het elektriciteitsnet. Vergelijking van deze effecten en de benodigdheden voor implementatie is noodzakelijk. o Het gebruik van elektrische auto’s in relatie tot het afsluiten van binnensteden De voornaamste reden om het afsluiten van binnensteden in overweging te nemen is vaak het gebrek aan ruimte en de daaraan verbonden problemen van congestie. Tot op zekere hoogte moeten echter alternatieven worden geboden voor zowel het personenvervoer als het zakelijk verkeer om de economische levensvatbaarheid van de binnenstad te behouden. Vrijstellingen zouden bijvoorbeeld kunnen worden gegeven aan alleen elektrische bedrijfsauto’s, en voor personenvervoer zouden elektrische busjes kunnen worden ingezet. Teneinde de mogelijke rol van elektrische auto’s in de discussie omtrent het afsluiten van binnensteden te verduidelijken is onderzoek naar de uitvoerbaarheid en de integrale kosten van dergelijke opties noodzakelijk. o Alternatieven om de capaciteitsproblemen van het net te verlichten Dit rapport toont aan dat grootschalige introductie van elektrische auto’s en/of snelle oplading gedurende de dag gemakkelijk kan leiden tot capaciteitsproblemen in het lokale elektriciteitsdistributienet. Aanpassing van het net is zeer kostbaar, zodat voor bepaalde toepassingen batterijwisselstations of decentrale elektriciteitsopwekking rendabele opties kunnen zijn. o Sociale acceptatie van elektrische voertuigen door de bedrijfsgemeenschap In dit rapport is de houding van individuen ten opzichte van elektrische personenauto’s bestudeerd. Voor ondernemers zijn de motieven om tot aanschaf van een elektrisch voertuig over te gaan vanzelfsprekend anders. Kennis van de attitudes en meningen van ondernemers en inzicht in besluitvormingsprocessen zou suggesties kunnen opleveren voor de introductie van elektrische auto’s in het bedrijfsleven, vooral in de context van autobeperkende maatregelen in binnensteden, waartegen binnen de zakenwereld in Amsterdam emstig verzet bestaat. o Betere kwantificering effecten van elektrische auto’s op het verkeerslawaai De resultaten in dit rapport betreffende het effect van elektrische auto’s op de geluidshinder zijn gebaseerd op geluidsniveaus bij constante snelheid. Dit levert geen compleet beeld van de mogelijke bijdrage van elektrische auto’s aan de vermindering van geluidsniveaus. Geluidsoverlast in steden is mede het gevolg van variaties in het geluidsniveau, die voor een gedeelte worden veroorzaakt door optrekkende motorvoertuigen. Aangezien elektrische auto’s tijdens het optrekken minder lawaai produceren dan auto’s met verbrandingsmotor, mag verwacht worden dat elektrische auto’s bijdragen tot een verminderde geluidsoverlast. Het is echter niet duidelijk op welke schaal elektrische auto’s moeten worden ingevoerd om een significant effect te bereiken.

o Marketing aspecten De resultaten van dit rapport roepen een aantal vragen op met betrekking tot marketing, Moet het elektrische voertuig worden aangeprezen als een equivalent van de auto met verbrandingsmotor of als een altematieve "groene" manier van transport? Inzicht in de kennis die ’het 10

publiek’ heeft betreffende elektriciteitsopwekking, elektrlsche auto’s en auto’s met verbrandingsmotor in termen van prestatie en vervuiling zou waardevolle informatie kunnen verschaffen voor communicatiestrategieën. Een andere marketingvraag heeft betrekking op het institutionele ontwerp dat moet worden gekozen om de beperkingen te overwinnen die verbonden zijn aan de actieradius van elektrische auto’s. Gecombineerde lease-contracten voor een elektrische auto en een auto met verbrandingsmotor, of goedkope huurauto’s met verbrandingsmotor voor vakantiedoeleinden zijn twee van de.vele mogelijke oplossingen. Tenslotte zouden de technische, economische en sociale aspecten van marktpenetratie van elektrische voertuigen geïntegreerd moeten worden.

11

INHOUDSOPGAVE SAMENVATTING, CONCLUSIES EN AANBFVELINGHN

3

1. INLEIDING 1.1. Achtergrond van de studie 1.2. Verkeer, milieu en nationaal beleid 1.3. De p~aats van de elektrische auto in de nationale beleidsplannen 1.4. De situatie in de "Randstad’ in het algemeen en Amsterdam in het bijzonder 1.5. Korte beschrijving van de studie

17 17 17 18 18 19

2. ALGEMENE ACHTERGROND VAN DE SCENARIO’S 2.1. Inleiding 2.2. De betekenis van de term ’scenario’ 2.3. Elektrische, hybride en brandstofcelauto’s 2.4. Een vergelijking van de kosten van EV en ICEV 2.5. Het weren van motorvoertuigen uit binnensteden 2.6. Overige aannames en opmerkingen

21 21 21 22 24 24 25

3. HNERGIEGEBRUIK, BRANDSTOFVERBRUIK EN ACTIERADIUS 3.I. Inleiding 3.2. Aannames 3.3. Actieradius, batterijgewicht, oplaadvermogen en oplaadtijd 3.3.1. lnleiding 3.3.2. Geen structurele bijladingen overdag 3.3.3. De maximaal haalbare actieradius 3.3.4. Elektriciteitsverbruik van bussen en hybride auto’s 3.3.5. Optimalisatie van batterijgewicht en oplaadvermogen 3.4. De mogelijkheden voor energiebesparing 3.4.1. Het doel van energiebesparing 3.4.2. De mogelijkheden voor brandstofbesparing 3.5. Energiekosten 3.5.1. Personen- en bestelauto’s 3.5.2. Hybride auto’s, vrachtauto’s en bussen

27 27 27 29 29 29 30 31 31 32 32 32 35 35 37

4. MAATSCHAPPELIJKE ACCEPTATIE VAN ELEKTRISCHE PERSONENAUTO’S 4.1. lnleiding 4.2. Altematieve brandstoftoepassingen in Nederland 4.3. Hen definitie van maatschappelijke acceptatie 4.4. Resultaten 4.4.1. Het gebruik van de huidige auto’s met verbrandingsmotor 4.4.2. Parkeer- en verkeersproblemen 4.4.3. Attitude ten opzichte van autobeperkende maatregelen 4.4.4. Attitude ten opzichte van elektrische auto’s 4.4.5. Maatschappelijke acceptatie van elektrische auto’s 4.5. Conclusies en aanbevelingen

39 39 39 40 42 42 44 45 47 49 52

13

5. DE MARKT VOOR ELEKTRISCHE AUTO’S IN AMSTERDAM 5.1. lnleiding 5.2. Verkeer en vervoer in de agglomeratie Amsterdam 5.2.1. Inleiding 5.2.2. Privé verkeer door bewoners van Amsterdam 5.2.3. Woon-werkverkeer met de auto 5.2.4. Openbaar vervoer 5.2.5. Nutsverkeer 5.2.6. Bevoorradingsverkeer 5.2.7. Beroepsverkeer 5.3. Het autogebruik in 2000 en 2010 5.4. De markt voor elektrische auto’s 5.4.1. Verschillende soorten elektrische auto’s 5.4.2. Marktsegmentatie 5.4.3. Segmentatie naar doelgroepen 5.4.4. De ontwikkeling van de penetratie 5.5. De berekeningswijze van de penetratie 5.6. De berekeningsresuItaten

55 55 55 55 56 57 58 58 58 59 59 6O 6O 61 61 62 62 66

6. LOKALE MILIEU~EFFECTEN 6.1. lnleiding 6.2. Beschrijving van het mode~ 6.2.1. Luchtverontreiniging 6.2.2. Geluidsoverlast 6.3. Beschrijving van de berekeningen 6.4. Resultaten 6.4.1. Inleiding 6.4.2. Luchtverontreiniging 6.4.3. Geluidsoverlast

69 69 69 69 70 70 71 71 71 73

8o

KNELPUNTEN IN DE ELEKTRICITEITSDISTRIBUTIE 7.1. Inleiding 7.2. Het openbare net in Amsterdam 7.3. Overzicht van mogelijke knelpunten 7.4. Oplaadvermogen en e]ektriciteitsverbruik 7.5. De capaciteit van de individuele netaansluiting 7.6. De capaciteit van de laagspanningskabel 7.7. De totale capaciteit van het Amsterdamse net 7.8. Snelladen overdag 7.9. Conclusies

77 77 77 78 78 79 8O 82 82 83

ELEKTRICITEITSPRODUKTIE: LUCHTVERONTREINIGING EN KOSTEN 8.1. lnleiding 8.2. De effecten van elektrische auto’s op de elektriciteitsproduktie 8.3. Elektrische auto’s in de Randstad 8.4. Emissies als gevolg van elektriciteitsproduktie 8.4.1. De eenvoudige methode 8.4.2. Meer verfijnde methodes 8.5. Elektriciteitsproduktiekosten 8.5.1. lnleiding 8.5.2. De eenvoudige methode 8.5.3. Meer verfijnde methodes 8.5.4. Conclusies

85 85 86 87 89 89 91 93 93 93 94 94

14

9. ELEKTRISCHE AUTO’S EN OVERHEIDSBELEID 9,1. lnleiding 9.2. Financiële maatregelen door de landelijke overheid 9.2.1. Externe effecten van autobezit en -gebruik 9.2.2. Kritische opmerkingen bij financiële ondersteuning van EV’s 9.2.3. Enige indicatieve berekeningen 9.3. Mogelijke maatregelen om EV’s te stimuleren 9.4. Conclusies

97 97 98 98 99 101 101 104

LITERATUUR

107

APPENDICES: 1. Het ’balaneed growth’ (BG) scenario 2. Technische voertuigkarakteristieken 3. Optimahsatie van batterijgewicht en oplaadvermogen 4. Gegevens voor de energiekostenvergelijking 5. De vragenlijst 6. Steekproefgrootte en generaliseerbaarheid 7. Toelichting op de princals analyse 8. Details van het penetratie-algoritme 9. Emissiecoëffieiënten 10. Gemiddelde emissies in gr/km voor EV’s and ICEV’s

113 115 117 119 121 137 141 143 145 147

15

1. INLEIDING Achtergrond van de studie Onlangs is door de ministeries van VROM en V&W een brochure uitgebracht [1] over verkeer en milieu in stedelijke gebieden. Deze brochure begint met de zin: "De groei van het autoverkeer en een goed milieu laten zich in onze samenleving steeds moeihjker combineren. In onze directe omgeving kunnen we dat bijna dagelijks merken’’. In de woorden van Van Witsen in het boek ~~Het milieu: denkbeelden voor de 21ste eeuw« van de Commissie Lange Termijn Milieubeleid I2]: ’~Als grootgebruiker van energie en grondstoffen en als massale producent van schadelijke stoffen moet verkeer als belangrijk onderdeel van de beklemmende ontwikkeling van het milieu worden beschouwd’L Dit stelt de maatschappij voor een dilemma, aangezien ~~... verkeer en vervoer een essentiële functie vervullen en als het ware het bloedvatenstelsel ten behoeve van de economische en sociale activiteiten van de mens vormen~’. Er zijn vele oplossingen voor dit dilemma denkbaar. Deze studie beoogt na te gaan of de elektrische auto één van die potentiële oplossingen kan zijn. De relatie verkeer-milieu is met name in een dicht bevolkt land als Nederland precair. Nederland is het land met de meeste auto’s per km2 [2]. Van alle personenkilometers wordt 75% afgelegd door het individueel gemotoriseerd verkeer [2]. Bij ongewijzigd beleid wordt een groei van de automobiliteit voorzien van 60% tussen 1986 en 2010 [3,4]. De overheid denkt dit percentage te kunnen beperken tot 35% door hogere accijnzen, een stringent parkeerbeleid, stimulering van carpooling en verbetering van het openbaar vervoer. Dus ook met een maximale beleidsinspan~ ning zal het autoverkeer de komende decennia sterk groeien. De bijdrage van het wegverkeer aan de Nederlandse emissies van schadelijke stoffen is nu reeds zeer groot: 65% van de koolmonoxyde-uitstoot, 55% van de stikstofoxyde-uitstoot en 45% van de koolweterstoffenuitstoot. In stedelijke gebieden liggen deze percentages nog hoger [1]. Met name in drukke straten is het zo dat "effecten op de gezondheid van de mens op den duur niet uitgesloten zijn" [1, p.4]. Daarom zijn voor een aantal stoffen (zwaveldioxide, zwevende deeltjes (zwarte rook), stikstofdioxyde, koolmonoxyde, lood en benzeen) grenswaarden vastgesteld. Binnen stedelijke gebieden komen overschrijdingen vrijwel alleen voor in verkeerssituaties. Naast luchtverontreiniging zorgt het verkeer ook voor geluidsoverlast. Het aantal Nederlanders dat zich gehinderd voelt door lawaai van het wegverkeer is de laatste tien jaar van 49% tot 60% gestegen. Ongeveer 19% ondervindt zelfs ernstige hinder, hetgeen overeenkomt met een geluidsniveau van 70 dB(A) of hoger [1].

1.2. Verkeer, milieu en nationaal beleid De milieuproblemen die het verkeer veroorzaakt zijn dus ernstig. Bovendien brengt het verkeer nog meer problemen met zieh mee: ruimtebeslag, congestie op belangrijke verkeersaders en jaarlijks vele verkeersongelukken. Er zijn de laatste jaren een aantal bileidsnota’s verschenen die zich met deze problemen bezighouden: het Tweede Structuurschema Verkeer en Vervoer (SVV-II, [3]), het Nationaal Milieubeleidsplan (NMP, [4]) en het Nationaal Milieubeleidsplan Plus (NMP+, [5]), de Nota Energiebesparing [6] en de Vierde nota over de ruimtelijke ordening Extra (Vinex, [7]). Uit al deze nota’s komt naar voren dat milieu, verkeer en ruimtelijke ordening onlosmakelijk met elkaar zijn verbonden. Het doel van deze nota’s ten aanzien van verkeer en vervoer is "een inrichting van ons land en .. een verkeers- en vervoerssysteem waarbij zo zuinig mogelijk wordt omgesprongen met schone lucht, energie en met de schaarse ruimte" ([3], p.10). Ofwel, "ons land bereikbaar te houden binnen de grenzen van de duurzame samenleving" (idem, p.11 ). De strategie die dit moet bewerkstelligen bestaat uit 5 beleidslijnen: versterking van het verkeers- en vervoersbeleid, bieden van selectieve bereikbaarheid over de weg, verbete-

ren van altematieven voor de auto, terugdringen en geleiden mobiliteit en aanpak bij de bron (hetgeen wil zeggen: het zo schoon, stil en zuinig mogelijk maken van voertuigen).

1.3. De plaats van de elektrische auto in de nationale beleidsplannen Het spreekt vanzelf dat de elektrische auto in de beleidsnotities die in de laatste jaren geschreven zijn nog weinig aandacht krijgt. De elektrische auto als alternatief in het reguliere wegverkeer krijgt pas de laatste twee jaar enige, gestaag groeiende, aandacht. In SVV-I1 [3] en NMP+ [5] wordt geen rekening gehouden met een noemenswaardige overstap in het verkeer van olieprodukten op andere energiedragers (resp. p.67 en p.51). Wel wordt reeds in het NMP [4] aangekondigd dat het transport in steden als speerpunt zal dienen voor de demonstratie en toepassing van schone technologie, waarbij o.a. gedacht wordt aan elektrische en hybride voertuigen. In het SVV-II [3] wordt, als het gaat om stedelijk verkeer, de ’schone’ technologie in een adem genoemd met ’stille’ technologie. Hier wordt het accent gelegd op het zware verkeer (vrachtauto’s en bussen). De elektrische bus wordt genoemd als één van de mogelijkheden. Verder wordt bij het goederenvervoer gestreefd naar ontvangstinstallaties nabij binnensteden/winkelcentra met daaraan gekoppeld een systeem van milieuvriendelijke voertuigen voor de bevoorrading in de binnenstad. Ook hierbij wordt expliciet gedacht aan elektrische tractie. Verder wordt opgemerkt dat ook het verkeer van nutsbedrijven, taxiverkeer en ander kleinschalig bedrijfsverkeer zich uitstekend leent voor elektrische tractie. De elektrische auto komt dus wel degelijk voor in de landelijke beleidsplannen. Toch stelt de Algemene Energieraad in haar advies over NMP+ en de Nota Energiebespar, ing [81 dat "om milieu- en gezondheidsredenen, alsook ter verdere beperking van de afhankelijkheid van g~importeerde olie ..... veel meer aandacht zou moeten worden geschonken aan het gebruik van gas en elektriciteit voor lokaal en regionaal vervoer". In zijn schets van een duurzaam beeld van milieu, verkeer en vervoer in de 21ste eeuw noemt van Witsen [2] als een van de hoofdkenmerken: "zoveel mogelijk gebruik van elektrische tractie bij alle verkeerssoorten in stedelijke milieus (trein, tram, trolleybus, elektrische personenauto en bestelwagen)".

1.4. De situatie in de Randstad in het algemeen en Amsterdam in het bijzonder In de Randstad bevinden zich de grootste bevolkingsconcentraties en ligt het economisch zwaartepunt van Nederland. In de Vierde nota over de ruimtelijke ordening Extra [7] ligt de nadruk op "het benutten van de ontwikkelingsruimte van bestaand stedelijk gebied" (p.13). Dit betekent dat nieuwe woningbouw en werkgelegenheid zich moeten, concentreren in de bestaande gebouwde omgeving: inbreiding in plaats van uitbreiding. Van de geschatte woningtoevoeging in Nederland in de periode 1995-2015 van 835.000 woningen wordt 485.000 voorzien in de Randstad. Tot 2015 zullen er naar verwachting 530.000 nieuwe arbeidsplaatsen bijkomen. Samen met de voorziene verdergaande individualisering van de maatschappij zal dit de mobiliteitsvraag doen toenemen. Bij deze ontwikkeling van bestaand stedelijk gebied krijgt ’nabijheid’ een nog hogere prioriteit dan ’bereikbaarheid’. Samen met de noodzakelijk geachte ’kwaliteitssprong’ van het openbaar vervoer in de Randstad moet dit het mobiliteitsprobleem oplossen. De Randstad is volgens [2] qua verkeersproblematiek te vergelijken met Zuid-CaIifornië: het gebied is weliswaar half zo klein, maar het aantal inwoners per km2 iS iets groter en het aantal auto’s per km2 is vergelijkbaar. Maar aangezien het gebied veel kleiner is, zijn de afstanden ook veel kleiner: 40% van de autoverplaatsingen in stedelijke gebieden in Nederland is korter dan 5 km! Een van de steden in Nederland waar de milieubelasting door het verkeer ernstige vormen heeft aangenomen, is ongetwijfeld Amsterdam. In 1990 is via modelberekeningen vastgesteld dat de reeds eerder genoemde normen voor CO, NOa en geluid op vele plaatsen in de stad werden overschreden [9]. Naar aanleiding van deze "schokkende resultaten" [10, p.5] heeft het college

18

van B&W besloten een strategische notitie op te laten stellen over de relatie verkeer-milieu. In deze notitie worden de twee doelstellingen van het Amsterdamse verkeersmilieubeleid uiteengezet: "op macro niveau gaat het om de vermindering van de uitstoot van luchtverontreinigende stoffen in Amsterdam als geheel. Op microniveau draait het om leefbaarheid" [10, p.7]. Vervol~ gens wordt gesteld dat de in de landelijke beleidsstukken gepropageerde concept van de ’compacte stad’, dat ook de kern vormt van het Amsterdamse ruimtelijke ordeningsbeleid [10, p.16], leidt tot een paradox: de compacte stad draagt bij aan de macrodoelstelling door de lagere mobiliteitsbehoefte en de gunstiger vervoermiddelkeuze (meer openbaar vervoer en gebruik van de fiets, minder auto). Echter, op microniveau leidt de compacte stad, als gevolg van het intansieve gebruik van de openbare ruimte tot "een grote verstoring van het leefmilieu" [10, p.7]. Om het compacte stadsbeleid overeind te kunnen houden, is derhalve veel aandacht nodig voor "maatregelen die de kwaliteit van het leefmilieu verbeteren" [10, p.7]. Hiertoe wordt een breed scala van mogelijke maatregelen uitgewerkt (o.a. positieve discriminatie openbaar vervoer en fiets, verkeerscirculatiemaatregelen, het beperken van de ruimte voor de auto en het duurder maken van het gebruik van de auto (m.n. door het parkeerbeleid)). Ook wordt genoemd het stimuleren van alternatieve aandrijftechnieken, maar "de beleidsruimte voor lokale overheden om technologische innovaties af te dwingen is niet erg groot" [10, p. 16].

1.5. Korte beschrijving van de studie In de studie worden scenario’s opgesteld die de introductie van elektrische en hybride voertuigen in het voertuigenpark dat regelmatig in Amsterdam rijdt, beschrijven. Het doel van deze scenario’s is tweeledig: duidelijk maken welke problemen zich (kunnen) voordoen bij de realisatie van die introductie en aangeven wat de milieu-effecten van die introductie zijn. Met andere woorden: het aangeven van kansen en bedreigingen. De resultaten hiervan moeten idealiter een basis vormen voor de beoordeling van de wenselijkheid van de introductie van elektrische voertuigen en, indien het antwoord bevestigend is, hoe die introductie bevorderd kan worden. Grootschalige introductie van elektrische voertuigen kent meerdere facetten: - Technisch: de prestaties van elektrische auto’s; Economisch: de prijs van elektrische auto’s, overheidsinkomsten uit accijnzen, de externe effecten van de verschillende transportmodes en, vanuit het oogpunt van de stad, de effecten van maatregelen ter verbetering van het leefmilieu op de economische levensvatbaarheid van de stad; - Infrastructureel: het noodzakelijke netwerk voor de verkoop en het onderhoud van elektrische auto’s, alsmede de benodigde infrastructuur voor het opladen van de batterijen van elektri- Milieukundig: geluidsoverlast en luchtverontreiniging door het verkeer, de recycling van oude batterijen; - Maatschappelök: de relatie tussen kennis, waarden, ervaringen, attitudes en gedrag met betrekking tot mobiliteit in het algemeen en elektrische auto’s in het bijzonder. Veel van deze facetten worden in de volgende hoofdstukken behandeld. Aan verschillende hoofdstukken zijn onmisbare bijdragen geleverd door de Dienst Ruimtelijke Ordening (hoofdstuk 5), de onderzoeksdienst voor milieu en grondmechanica OMEGAM (hoofdstuk 6) en het Gemeentelijk Energie Bedrijf (hoofdstuk 7). In hoofdstuk 2 wordt de achtergrond van de scenario’s geschetst. In hoofdstuk 3 worden de belangrijkste eigenschappen van elektrische voertuigen besproken: elektriciteitsverbruik, actieradius en energiekosten. In hoofdstuk 4 komt de maatschappelijke acceptatie aan de orde. In hoofdstuk 5 worden, op basis van de gemaakte keuzen en de resultaten in de hoofdstukken 2 t/m 4, de scenario’s kwantitatief ingevuld aan de hand van een penetratiemodel. De daarop volgende hoofdstukken bouwen voort op deze kwantitatieve resultaten. In hoofdstuk 6 worden de effecten van de scenario’s op het lokale ]eefmilieu onderzocht. In hoofdstuk 7 komen de mogelijke problemen in het distributienet en oplossingen daarvan aan de orde. In hoofdstuk 8 wordt de penetratie van e]ektrische auto’s uitgebreid naar de gehele Randstad. Op basis daarvan

19

wordt het effect geanalyseerd van eIektrische voertuigen op de kosten en milieu-effecten van de elektriciteitsproduktie. In hoofdstuk 9, tenslotte, wordt beschreven welke maatregelen lokale en nationale overheden kunnen nemen om de introductie van elektrische auto’s te stimuleren. Samenvattend: het doel van deze studie is na te gaan in hoeverre de elektrische auto een bijdrage kan leveren aan het verminderen van de nadelige effecten van het autoverkeer. Inherent daaraan is een zekere ’eenkennigheid’: er wordt bijna alleen over elektrische auto’s gesproken en weinig over alternatieven. Echter, het kan niet genoeg benadrukt worden dat de elektrische auto niet de oplossing van alle problemen kan zijn (veiligheid, ruimtebeslag, congestie), niet "in zijn eentje", zonder tal van andere maatregelen, problemen kan oplossen (luchtverontreiniging, geluidsoverlast) en ook niet de enig denkbare oplossing is. Met name in stedelijk gebied ligt de nadruk op het terugdringen van autoverkeer door het zo kort mogelijk maken van verplaatsingsafstanden en door een kwaliteitssprong van het openbaar vervoer. De elektrische auto is geen alternatief voor dit beleid, maar kan er wel een aanvulling op zijn: er blijft immers nog veel autoverkeer over.

20

2. ALGEMENE ACHTERGROND VAN DE SCENARIO’S 2.1. Inleiding In dit hoofdstuk wordt allereerst toegelicht wat in deze studie bedoeld wordt met de term scenario en hoe de scenario’s zich verhouden tot het huidige Amsterdamse verkeers- en vervoersl~eleid (2.2). Vervolgens worden de achtergronden van de te ontwerpen scenario’s besproken. Het betreft hier de te beschouwen typen voertuigen (2.3) en de rol van de kostenverhouding tussen elektrische en conventionele auto’s (2.4). Vaak wordt in de literatuur het afsluiten van binnensteden voor auto’s in verband gebracht met de elektrische auto. In 2.5 wordt hierop nader ingegaan. Tenslotte komen, in 2.6, een aantal meer specifieke aannamen aan de orde.

2.2. De betekenis van de term ’scenario’ De eerste vraag die beantwoord moet worden in een ’scenariostudie’ zoals deze is: wat wordt bedoeld met de term scenario. Het gaat in deze studie om de introductie van een nieuwe techniek, de elektrische auto. Een scenario die zo’n introductie beschrijft wordt niet alleen bepaald door technische factoren (is de stand der techniek zodanig dat de huidige auto’s vervangen kunnen worden door elektrische). De maatschappelijke omgeving moet zodani9 zijn dat het "elektrische auto scenario" daar op een consistente manier in past. Hierop wordt in dit hoofdstuk en de hoofdstukken 4 en 5 uitvoerig ingegaan. Voor wat betreft "energie en verkeer" wordt aangesloten bij één van de scenario’s uit de Nationale Energie Verkenningen [11], het Balanced Growth (BG) scenario. In dit scenario is er wereldwijd sprake van economische groei en optimisme ten aanzien van technologische ontwikkeling. Daarnaast is er veel aandacht voor de broeikasproblematiek, die aangepakt wordt met een forse wereldwijde CO2-heffing. In appendix 1 wordt dit scenario uitvoeriger beschreven. De combinatie van technologisch optimisme en hoge energieprijzen schept in dit scenario kansen voor nieuwe energietechnieken. De elektrische auto past derhalve goed binnen dit scenario. Er wordt in dit rapport uitgegaan van de veronderstelling dat ieder individu en bedrijf zelf over de aanschaf van een voertuig beslist. Dit betekent dat elektrische en hybride voertuigen alleen penetreren wanneer ze doorslaggevende voordelen hebben ten opzichte van de auto met verbrandingsmotor. Dit kan een financieel voordeel zijn, teweeg gebracht door autonome prijsveranderingen en/of financiële overheidsmaatregelen (motorrijtuigenbelasting, accijnzen, subsidies, etc.) ter stimulering van elektrische en hybride auto’s. Ook kan er sprake zijn van een "mobiliteitsvoordeel", bijvoorbeeld als binnensteden worden afgesloten voor auto’s met verbrandingsmotor. In de scenario’s in dit rapport wordt verondersteld dat er een situatie ontstaat waarin het financiële nadeel van de elektrische auto verdwijnt. Dit wordt nader toegelicht in 2.4. De scenário’s beschrijven hoe de penetratie zou kunnen verlopen (vooral in de hoofdstukken 4 en 5) en wat de effecten zijn van de realisatie van die penetratie (vooral in de hoofdstukken 6, 7 en 8). De kwantificering van de scenario’s is gebaseerd op door de Dienst Ruimtelijke Ordening aangeleverde cijfers betreffende verkeersstromen in Amsterdam. Dit betekent bijvoorbeeld dat de elektrische auto niet wordt gezien als concurrent van de trein. De elektrische auto wordt alleen opgevat als een potentiële vervanger van de auto met verbrandingsmotor en niet als vervanging van andere transportmodes. Dit impliceert dat wordt aangenomen dat de elektrische auto geen additionele vraag naar auto’s genereert (bijvoorbeeld van milieubewuste mensen die niet met een auto met verbrandingsmotor willen rijden maar die de elektrische auto zien als een kans om in een ’schone’ auto te rijden). Zie ook paragraaf 9.2.2 over dit onderwerp.

21

2.3. Elektrische, hybride en brandstofcelauto’s De verschillende aannames ten aanzien van de verschillende typen voertuigen worden in deze paragraaf nader toegelicht. Onder een elektrische auto (afgekort: EV, van Elektrisch Voertuig of het Engelse Electric Vehicle1 wordt in dit rapport verstaan een auto met elektrische aandrijving en een batterij als enige opslagmedium van energie. Onder een hybride auto (afgekort: HV, van Hybride Voertuig (Hybrid Vehicle)) wordt verstaan een auto met zowel een verbrandingsmotor als een elektromotor en zowel een brandstoftank als een batterij. Onder een brandstofcelauto wordt verstaan een auto waarin elektriciteit wordt opgewek~ met behulp van een met waterstof of methanol gevoede brandstofcel, al dan niet in combinatie met opslag van elektriciteit in een batterij. Deze drie typen voertuigen hebben als overeenkomst dat ze in principe een bepaalde afstand kunnen afleggen zonder (of vrijwel zonder bij een brandstofcelauto op methanol) directe emissies te produceren. Ten aanzien van de luchtkwaliteit op de plaats waar ze rijden, hebben ze dus dezelfde (positieve) effecten. Voor het overige zijn het echter verschillende concepten, waarvan de invoering totaal verschillende eisen stelt. Vooral de verschillen tussen de elektrische en hybride auto enerzijds en de brandstofcelauto anderzijds zijn groot. Bij de elektrische en hybride auto wordt de elektriciteit in de vorm van chemische energie aan boord van het voertuig meegeno~ men. De wijze van opwekken van deze elektriciteit in centrales en de milieu-effecten daarvan, en de zo efficiënt mogelijk opslag in de auto zijn dan de grote vraagpunten. Bij de brandstofcelauto wordt de brandstof in de vorm van methanol of waterstof meegenomen. Nu zijn de vraagpunten: de ontwikkeling van een geschikte brandstofcel en de wijze van produktie van methanol of waterstof en de milieu-effecten daarvan. In het kort, in het eerste geval gaat het om batterijen en elektriciteitsproduktie en -distributie, in het tweede geval gaat het om brandstofcellen en methanol of waterstof produktie en -distributie. Dit zijn twee vraagstukken die overeenkomsten vertonen, maar ook veel verschillen. Beide vraagstukken behandelen in één rapport is een vrijwel onmogelijke opgave. In deze studie wordt de brandstofcelauto buiten beschouwing gelaten. Het belangrijkste argument hiervoor is het feit dat de ontwikkeling van elektrische en hybride auto’s veel verder is dan de ontwikkeling van de brandstofcelauto, hetgeen bijvoorbeeld blijkt uit de (nog) vrij geringe literatuur over brandstofcelauto’s in vergelijking tot de literatuur over elektrische en hybride auto’s, en uit het feit dat elektrische en hybride voertuigen reeds in redelijke aantallen rondrijden en brandstofcelauto’s nog niet. Bovendien is het karakter van deze studie niet voertuigtechnisch: het gaat over de consequenties van het invoeren van een nieuwe voertuigtechniek. Het is erg moeilijk en wellicht ook prematuur om een rapport te schrijven over de consequenties van het invoeren van een nieuwe techniek als deze techniek nog verre van uitontwikkeld is. De studie wordt aldus beperkt tot elektrische en hybride voertuigen. De hybride auto heeft diverse verschijningsvormen. Bij de verschillende uitvoeringen is de mate van gebruik van de interne verbrandingsmotor verschillend, en daarmee ook de geproduceerde luchtverontreiniging tijdens het rijden. Indien men vanuit milieu-oogpunt de introductie van elektrische voertuigen nastreeft, ligt het voor de hand de elektrische en hybride auto vooral op hun "milieu-eigenschappen" te beoordelen. Dit is geen eenvoudige kwestie. Het grote voordeel van het hybride voertuig ten opzichte van het e]ektrische voertuig is het feit dat de actieradius geen beperkende factor is. Dit betekent dat in principe alle auto’s vervangen kunnen worden door een hybride, terwijl slechts een (klein) deel van het voertuigpark puur elektrisch uitgevoerd kan worden. Dit is vooral op de korte termijn, gegeven de huidige stand der techniek op het gebied van batterijen, een voordeel van het hybride voertuig.

De meervoudsvorm zal, overeenkomstig het Engels, afgekort worden als EV’s. De traditionele auto met interne verbrandingsmotor zal afgekort worden met de gangbare Engelse afkorting ICEV, van lnternal Combustion Engine Vehicle. 22

Er zijn echter ook verschillende nadelen aan het hybride voertuig: - Indien de verbrandingsmotor gebruikt wordt, produceert het voertuig luchtverontreiniging en relatief veel geluidsoverlast; - De hybride auto geeft de gebruiker de mogelijkheid om altijd met behulp van de verbrandingsmotor te rijden. De mate van het milieu-effect van de hybride auto hangt dus, in tegenstelling tot de elektrische auto, in sterke mate af van het gedrag van de gebruiker. De gebruiker kan bijvoorbeeld ongestraft laks zijn met het opladen van de batterij, of altijd de verbrandingsmotor gebruiken vanwege de grotere prestaties. Bij het afsluiten van binnensteden voor niet-elektrisch verkeer ontstaat door de aanwezigheid van hybride auto’s een controleprobleem. Tenslotte gaat er van de hybride auto, weer in tegenstelling tot de elektrische auto, niet automatisch een prikkel uit om het aantal autokilometers te beperken. Dit kan ook als een voordeel van de hybride auto worden gezien, maar vanuit milieu-oogpunt is het een deel; - Hybride voertuigen brengen ten dele dezelfde milieup~oblemen met zich mee als de huidige auto’s met alleen een verbrandingsmotor. Te denken valt hierbij aan lekkage van olie en de verdamping van benzine/diesel. Een op voorhand onbeslist punt in de vergeliiking tussen puur elektrische en hybride voertuigen is het energiegebruik. Algemeen aanvaard is dat de elektrische auto in stadsverkeer, waarin het rendement van de interne verbrandingsmotor heel slecht is, leidt tot energiebesparing. Buiten de stad is dat echter de vraag. Een hybride auto die in stadsverkeer elektrisch rijdt en daarbuiten met behulp van de verbrandingsmotor, zou dus wel eens het meest efficiënt kunnen zijn. Hierop wordt teruggekomen in hoofdstuk 3. In de hoofdstukken 3, 4 en 5 zal verder blijken dat indien de ontwikkeling van de batterijtechniek voorspoedig is, de gereden afstanden per dag van de voertuigen die in en om Amsterdam rijden zodanig ’laag’ zijn, dat een zeer groot deel van het voertuigpark (m.n. als het gaat om personen- en bestelauto’s) elektrisch uitgevoerd zou kunnen worden. Hiermee valt het grote voordeel van hybride voertuigen grotendeels weg. Hierbij dient wel opgemerkt te worden dat ook al zijn de feitelijk gereden afstanden over het algemeen kort, de mogelijkheid om in korte tijd een zeer grote afstand af te leggen is een hoog gewaardeerde eigenschap van een auto (zie ook paragraaf 4.4.1). Echter, als elektrische auto’s goedkoper zijn dan hybride auto’s en andere transportmodes of als huur-lCEV’s voor lange afstanden gebruikt kunnen worden, kunnen EV’s toch aantrekkelijker zijn dan HV’s. Vanwege de milieuvoordelen van het EV en de relatief lage afgelegde afstanden per dag, ligt de nadruk in de scenario’s daarom op de puur elektrische personen- en bestelauto. Wel wordt op diverse punten aandacht besteed aan de hybride auto, om de elektrische en de hybride auto te kunnen vergelijken. Van de hybride auto wordt geëist dat hij als puur elektrische auto kan meekomen in het stadsverkeer, hetgeen bepaalde eisen stelt aan het elektrische vermogen, en aan de afstand die minimaal zonder tussentijds opladen puur elektrisch kan worden afgelegd. Deze minimale afstand wordt op 50 kilometer gesteld. Bij de vrachtauto is alleen rekening gehouden met hybride uitvoeringen. Vrachtwagens rijden vaak grote afstanden per dag, waarvan een groot deel op snelwegen, en vragen een groot vermogen, hetgeen de toepassing van puur elektrische tractie bemoeilijkt. Ook van de hybride vrachtauto wordt een elektrische actieradius van minimaal 50 kilometer geëist. Stadsbussen vragen ook een vrij groot vermogen en rijden ook veel ki]ometers, maar rijden vrijwel alleen in de stad (dus lage snelheden) en staan vaak tussentijds stil, hetgeen bijladen van de batterijen mogelijk maakt. Bij experimenten in Duitsland bleek een afstand van 360 kilometer per dag goed haalbaar. Daarom wordt uitgegaan van puur elektrische bussen. Tenslotte, de categorie bijzondere voertuigen (mobiele kranen, brandweerauto’s, reinigingsvoertuigen etc.) blijft buiten beschouwing. Overigens zij vermeld dat met name in de categorie reinigingsvoertuigen op diverse plaatsen in de wereld elektrische voertuigen voorkomen (Parijs, Japan).

23

Vaak wordt gedacht aan verschillende typen elektrische personenauto’s voor verschillende typen gebruik (urban, suburban, highway). Met name lichte, kleine elektrische personenauto’s krijgt veel aandacht en worden bijvoorbeeld in Zwitserland al gebruikt. In hoofdstuk 5 wordt nader op dit onderscheid ingegaan. Voorlopig wordt de naam elektrische auto gebruikt als verzamelnaam voor al deze concepten. Een bestelauto wordt, overeenkomstig de definities van het CBS, gedefinieerd als een voertuig met een bruto toelaatbaar gewicht van 3500 kg. Alle voertuigen met een groter toelaatbaar gewicht vallen onder de categorie vrachtwagens. Indien een bestelwagen met verbrandingsmotor wordt vervangen door een elektrische auto die, als gevolg van het gewicht van de batterijen, een hoger toelaatbaar gewicht dan 3500 kg heeft, dan wordt toch gesproken van een elektrische bestelwagen.

2.4. Een vergelijking van de kosten van EV en ICEV Wil de elektrische auto een reëel alternatief zijn voor de autobezitter zonder dat er fysieke (verbods-)maatregelen gebruikt worden, dan zal de huidige kostenverhouding drastisch moeten veranderen. Hierbij moet onderscheid gemaakt worden tussen de lange en de korte termijn. Op de korte termijn zullen de e|ektrische en hybride auto vanwege de kleine produktie-aantallen in verhouding tot de auto met verbrandingsmotor erg duur zijn. Indien echter de seriegrootte toeneemt, zal de prijs van de auto en van de batterij dalen. Ten aanzien van de kosten van de auto bij serieproduktie lopen de meningen uiteen. In [12] wordt gesteld: "However, with the advent of ac powertrains, and the development of low-cost inverters and onboard chargers, it is now thought that the initial cost of an EV (excluding the battery) will be about the same as that of its ICE counterpart, and perhaps lower". Bij bestelwagens zou dit al het geval kunnen zijn bij een produktie van 10.000 auto’s per jaar. Ook in [13] wordt aangenomen dat elektrische personenauto’s bij produktie-aantallen van 100.000 per jaar even duur zullen zijn als personenauto’s met verbrandingsmotor (excl. batterij). In [14] en [15] is men pessimistischer: ook bij serieproduktie blijft het EV iets duurder dan de ICEV. Ten aanzien van de variabele kosten wordt algemeen aangenomen dat de onderhoudskosten van EV’s beduidend lager zijn dan van ~CEV’s (zie bijvoorbeeld [14]). In deze studie wordt uitgegaan van de aanname dat de jaarlijkse afschrijvingsen onderhoudskosten gezamenlijk van elektrische personen- en bestelauto’s (excl. batterij en laadapparaat/ bij serieproduktie even hoog zullen zijn als van hun tegenhanger met verbrandingsmotor. De kostenverhouding tussen elektrische auto’s en auto’s met een verbrandingsmotor hangen dan alleen nog af van de energiekosten (batterij, laadapparaat en elektriciteit versus benzine/die~el). Op deze energiekosten wordt ingegaan in hoofdst~Jk 3. Op basis van de veronderstelde kostenverhouding op langere termijn, zal het voor overheden aantrekkelijk kunnen zijn om tijdelijk de aanschaf van elektrische auto’s te stimuleren. Hierop wordt verder ingegaan in hoofdstuk 9.

2.5. Het weren van motorvoertuigen uit binnensteden Het afsluiten van binnensteden voor ICEV’s wordt vaak genoemd als één van de belangrijkste (en wellicht onmisbare) ontwikkelingen die de introductie van EV’s kunnen forceren. Hierbij dient echter opgemerkt te worden dat één van de belangrijkste, en wellicht de doorslaggevende, argumenten voor het afsluiten van de binnenstad is het ruimtebeslag door auto’s. Dit geldt zeker voor een stad als Amsterdam. In Amsterdam is in Maart 1992 een referendum gehouden over het autoluw maken van de binnenstad. Belangrijke redenen voor het houden van dit referendum zijn de vele verkeersopstoppingen en verkeersongelukken. De elektrische auto biedt geen oplossing voor deze problemen. Er wordt in het referendum geen link gelegd naar elektrische auto’s. Wel wordt in de ambtelijke stukken die in het kader van het referendum zijn geschreven de mogelijkheid geopperd van elektrisch taxivervoer in de binnenstad [16].

24

Feit is wel dat de combinatie "afsluiten binnenstad" en "elektrische auto’s" interessante perspectieven biedt, ook als die afsluiting voor alle typen voertuigen geldt. De noodzakelijke ontheffingen voor bepaalde vormen van dienstverlening en openbaar vervoer zouden alleen voor elektrische auto’s gegeven kunnen worden. Bovendien vormen de parkeergarages die waarschijnlijk net buiten het centrum van de stad gebouwd zouden worden, ideale lokaties voor het aanbrengen van een batterij-oplaadinfrastruetuur. Er zijn vele variaties denkbaar op het thema "afsluiten van de binnenstad" en elke variatie heeft zijn eigen consequenties voor de kansen van EV’s en HV’s. Voor elk van deze variaties geldt echter dat de effecten op verkeersstromen en de economische effecten erg moeilijk zijn in te schatten, zodat ook weinig te zeggen valt over de kansen van EV’s en HV’s. Om die reden wordt het afsluiten van de binnenstad in deze studie verder niet behandeld. In zekere zin kunnen de resultaten van deze studie (het effect op het leefmilieu in de stad van het vervangen van ICEV’s door EV’s) gezien worden als alternatief voor het afsluiten van de binnenstad. In andere bewoordingen: een ’technologische’ versus een ’gedragsmatige’ aanpak. De voordelen van "|CEV’s vervangen door EV’s~~ boven ~~afsluiten van de binnenstad" zijn: - Minder economische implicaties voor de binnenstad; - Minder of geen controleproblemen met betrekking tot het ongeoorloofd rijden en/of parkeren in de binnenstad; Geen extra parkeerdruk rondom het centrum. De voordelen van het afsluiten van de binnenstad boven het vervangen van ICEV’s door EV’s - Minder ruimtebeslag door auto’s in de binnenstad; Een grotere verkeersveiligheid in de binnenstad; - Aantrekkelijker voor fietsers en wandelaars. De beide mogelijkheden hebben dus verschillende voor- en nadelen. De scenario’s in deze stuJ die hebben alleen betrekking op de eerste mogelijkheid: niet het beperken van het autogebruik in dè stad, maar het vervangen van ICEV’s door EV’s.

2.6. Overige aannames en opmerkingen Prestaties elektrische en hybride voertuigen Wat betreft de prestaties van elektrische en hybride voertuigen wordt alleen gekeken naar de actieradius. Er wordt met andere woorden van uit gegaan dat andere factoren zoals maximum snelheid, acceleratie, comfort, etc., zodanig zijn dat ze de introductie van elektrische en hybride voertuigen op geen enkele wijze belemmeren. Dit betekent bijvoorbeeld dat impliciet wordt aangenomen dat het acceleratievermogen en de maximum snelheid van elektrische voertuigen zodanig is dat ze ook goed mee kunnen komen op de snelweg. Ook al gaat het in deze studie vooral om stadsverkeer, ook de auto’s die voornamelijk in de stad rond rijden komen regelmatig op wegen waar 80 km/uur of meer gereden wordt (bijvoorbeeld de rondweg).

lnkomend particulier verkeer Wat betreft het inkomende particuliere autoverkeer is de volgende aanname gemaakt. Het gaat hier zowel om woon-werkverkeer als particulier verkeer om een andere reden. Dit particuliere inkömende verkeer dat niet behoort tot het woon-werkverkeer wordt in de kwantitatieve uitwerking van de scenario’s buiten besehouwing gelaten. De reden is dat het hier een zeer heterogene groep betreft, die van dag tot dag van samenstelling verandert, en waar dus geen algemene uitspraken over te doen zijn.

Speciale ontwikkelingen die kansen bieden aan EV’s In het SVV-II [3] wordt het oprichten van stadsdistributiecentra, gekoppeld aan ’schoon’ en ’stil’ vervoer in de binnenstad. Dit idee biedt interessante mogelijkheden voor elektrisch goederenver25

voer. Volgens [17] zouden deze centra het goederenverkeer in de stad met 50% kunnen doen afnemen en zouden voor elke tweeduizend vrachtwagens 160 grote beste]wagens in de plaats komen. Voor Amsterdam zou dit neerkomen op 1000 (mogelijk e]ektrische) beste]auto’s (onze schatting). Verder wordt in het SVV-II aandacht besteed aan zgn. transferia. Deze transferia kunnen gezien worden als uitgebreide P÷R voorzieningen die tegelijkertijd servicecentrum zijn. Het opzetten van transferia kan er toe leiden dat de per auto afge]egde afstanden in het woon-werkverkeer afnemen. Dit biedt kansen voor elektrische auto’s, vooral ook omdat in dergelijke transferia re]atief eenvoudig een oplaadinfrastructuur is aan te brengen. Het is niet mogelijk gebleken om binnen de scenario’s aandacht te besteden aan deze twee recente ontwikkelingen, aangezien ze niet verwerkt zijn in de gebruikte data ten aanzien van de verkeersstromen in Amsterdam. Het mag duidelijk zijn dat het, vanuit het gezichtspunt van de elektrische auto, wél interessante ontwikkelingen zijn.

Geografische definities Met de term ’~Amsterdam’ wordt in dit rapport het gebied omvattende de gemeente Amsterdam, Schiphol, Badhoevedorp, Amstelveen, Diemen en Ouderamstel bedoeld. De binnenstad is gedefinieerd als het gebied dat wordt ingesloten door de Singelgracht en het IJ.

26

3. ENERGIEGEBRUIK, BRANDSTOFVERBRUIK EN ACTIERADIUS 3.1. Inleiding Actieradius is één van de belangrijkste factoren die de mogelijke marktpenetratie van elektrische voertuigen bepalen. De belangrijkste bepalende factoren van de dagactieradius van een elektrische auto zijn: - Elektriciteitsverbruik per km uit de batterij; - Energiedichtheid batterij; - Gewicht batterij; - Mogelijkheid tussentijds opladen en het oplaadvermogen. De belangrijkste bepalende factoren van het bruto elektriciteitsverbruik per km zijn: De veronderstelde ritcyclus; Gewicht auto, in¢l. batterij en lading; Rendement batterij; Rendement aandrijving; Terugwinning remenergie; Overige voertuigkarakteristieken. Het elektriciteitsverbruik is niet alleen van belang voor de bepaling van de actieradius, maar (uiteindelijk) ook voor het bepalen van de aan de elektrische auto toe te rekenen emissies bij elektriciteitsopwekking. Verder is het elektriciteitsverbruik mede bepalend voor het antwoord op de vraag of de inzet van elektrische voertuigen leidt tot primaire energiebesparing. En, tenslotte, het elektriciteitsverbruik bepaalt mede de hoogte van de energiekosten van de elektrische auto. tn dit hoofdstuk komen deze onderwerpen (elektriciteitsverbruik en actieradius, primair energiegebruik en energiekosten) aan de orde. Het gaat daarbij in de eerste plaats om het elektriciteitsverbruik van personen- en bestelauto’s. Het elektriciteitsverbruik van hybride voertuigen en elektrische bussen wordt apart behandeld in paragraaf 3.3.4.

3.2. Aannames Om nu tot een vaststelling van het elektriciteitsverbruik te komen, zullen allereerst de veronderstellingen ten aanzien van ritcyclus, energiedichtheid, gewicht.auto plus lading, rendement van de batterij, rendement van de aandrijving, terugwinning remenergie en de overige voertuigkarakteristieken (luehtweerstandscoëfficiënt, rolweerstandscoëfficiënt, frontaal oppervlak) toegelicht worden. Op basis van deze gegevens kan, met behulp van het in [18] ontwikkelde model, de benodigde energie aan de wielen en het bruto elektriciteitsverbruik berekend worden als functie van het gewicht van de batterij. Vervolgens bepaalt de keuze van het gewicht van de batterij en de mate van overdag bijladen de actieradius.

Energiedichtheid batterij Ten aanzien van de energiedichtheid, vermogensdichtheid, kosten en levensduur van toekomstige batterijen wordt uitgegaan van de doelstellingen die geformuleerd zijn door het onlangs opgerichte batterijconsortium USABC van de drie grote autofabrikanten in de VS. Het consortium heeft zowel middellange termijn doelstellingen (ontwerp en pilot-produktie van een batterij in 1994, produktie eind jaren negentig) als lange termijn doelstellingen (demonstratie van haalbaarheid van een batterij in 1994 en toepassing in EV’s tussen 2000 en 2010) geformuleerd. De eisen aan de batterijen zijn als volgt [19].

27

Tabel 3.1. USABC doelstellingen voor de middellange en lange termijn Middel|ange termijn 80-100 150-200 5 <300 6

Energiedichtheid [Wh/kg] Vermogensdichtheid IW/kg] Levensduur [jaren] Kosten [gulden/kWh] Oplaadtijd [uren]

Lange termijn 200 400 10 <200 3-6

Er wordt geen uitspraak gedaan over het type batterij. Uit onderzoek zal moeten blijken met welk type deze doelstellingen gehaald kunnen worden. Bij de doelstellingen ten aanzien van de energiedichtheid wordt niet gezegd bij welke ontla~adkarakteristiek de genoemde waarde geldt. Aangenomen wordt dat het geoorloofd is om deze waarde in stadsverkeer te hanteren. Verder wordt aangenomen dat de energiedichtheid per kilo betrekking heeft op het gewicht van de batterij inclusiefrandapparatuur. Het is interessant om na te gaan hoe de huidige stand der batterijtechniek zich verhoudt tot deze doelstellingen. In tabel 3.2 zijn data aangaande gangbare batterijtypes weergegeven ([20], I21]), in vergelijking tot de lood-zwavelzuur batterij. Tabel 3.2. Momenteel beschikbare batterijen

Lood-zwavelzuur Ni-Cd Na-S Li-V6-03 Zn-Br

Wh/kg

W/kg

gld/Wh

26-36 twee keer zo veel vier keer vijf keer twee keer

20-80 vier keer hetzelfde hoger hetzelfde

0,23 drie keer hetzelfde iets hoger lager

Hieruit blijkt dat er ten aanzien van zowel energiedichtheid, vermogensdichtheid als kosten op dit moment al batterijen ziin die aan de middellange termijn doelstelling van het USABC-consortium voldoen, maar dat er nog geen batterij is die aan alle eisen voldoet. Verder is duidelijk dat er nog een groot gat gaapt tussen de huidige stand der techniek en de lange termijn doelstellingen. Een meer uitvoerige beschrijving van de huidige stand der batterijtechniek is te vinden in [22], één van de andere deelstudies van het EDS-programma. Rendement batterij De rendement van de batterij is sterk afhankelijk van het type batterij. In [23] wordt bijvoorbeeld een rendement van 58% genoemd voor Ni-Fe, 75% voor Zn-Br en Ni-Cd, en 91% voor Na-S. In [18] wordt voor lithiumbatterijen zelfs een rendement van 98% genoemd. Bij batterijen die een hoge bedrijfstemperatuur hebben moet rekening gehouden worden met het energiegebruik voor het warmhouden van de batterij. In [24] en [12] zijn de rendementen van de verschillende batterijtypen gegroepeerd rond de 75%. In deze studie wordt aangenomen dat het rendement van de batterij, rekening houdend met warmhoudverliezen, 75% is. In paragraaf 3.4.2 zal een gevoeligheidsanalyse ten aanzien van deze parameter uitgevoerd worden. Tenslotte: het rendement van de batterij kan opgesplitst worden in een laadrendement en een ontlaadrendement. Zonder verdere motivatie wordt aangenomen dat het laad- en ontlaadrendement even hoog zijn en samen leiden tot een totaal rendement van 75%.

Ritcyclus Aangezien de nadruk ligt op stadsve~keer wordt in hoofdzaak uitgegaan van de ECE-15 stadscyclus. Verder wordt ook gekeken naar het energiegebruik bij een constante snelheid van 50, 80 en 100 km/uur.

28

Voertuigkarakteristieken Er worden 4 typen voertuigen gedefinieerd: de compacte stadsauto, de ’middenklasse’-personenauto, de lichte bestelwagen en de zware bestelwagen. De parameters van deze voertuigen zijn overgenomen uit [18]. Voor de compacte stadsauto is uitgegaan van de weerstandscoëfficienten en frontaal oppervlak van de Peugeot 205 en van een gewicht van 450 kg (vgl. de Penguin 7 [25]). Voor de ’middenklasse’-personenauto is uitgegaan van de VW Citystromer, voor de lichte bestelwagen van de Renault Express en voor de zware bestelwagen van de Renault Master. Voor de personenauto’s is uitgegaan van een belading van 150 kg (2 personen), voor de bestelwagens resp. 300 en 1000 kg. Alle gebruikte gegevens van deze voertuigen staan in appendix 2. Overigens blijkt uit I18] dat het voertuiggewicht een veel grotere invloed heeft op het energiegebruik tijdens de ECE-cyclus dan de weerstandscoëfficiënten en het frontaal oppervlak.

Terugwinnen remenergie In [18] bedraagt de teruggewonnen remenergie ruim 10% van de benodigde energie aan de wielen voor de ECE-15 cyclus, met. 17% als uitschieter voor de Renault Master. In [26] komt men op ongeveer 10% voor een niet nader gespecificeerde stadsrit. Omdat in praktijksituaties toch vaak mechanisch geremd zal worden, wordt uitgegaan van de niet al te optimistische 10%. Dus de netto energie aan de wielen is 90% van de energie aan de wielen wanneer geen rekening gehouden wordt met recuperatie.

Rendement aandrijving De getallen in de literatuur ten aanzien van de rendementen van de motor, de controller en de aandrijving lopen nogal uiteen: 85% in [18], 67% in [27] voor de FUDS-cycle, 62% in I28] en 52% in [26] voor een stadsrit. In deze studie wordt uitgegaan van 75%.

3.3. Actieradius, batterijgewicht, oplaadvermogen’en oplaadtijd 3.3.1. Inleiding Twee van de vragen waar het in dit hoofdstuk om gaat zijn: wat is de maximaal haalbare actieradius van de elektrische auto en hoe kan aan een bepaalde gewenste actieradius voldaan worden. De actieradius van een elektrische auto kan, uitgaand van een gegeven elektriciteitsverbruik voor een gegeven ritcyclus, uitgebreid worden door meer batterijen te installeren, door het oplaadvermogen te vergroten, of door overdag tussentijds de batterij (gedeeltelijk) op te laden. Zowel het installeren van meer batterijen als het vergroten van het oplaadvermogen als het overdag bijladen kost geld, dus het gaat hier om de afweging tussen actieradius en kosten. Er dient nu onderscheid gemaakt te worden tussen de haalbare actieradius en de benodigde actieradius. Indien bekend is welke actieradius benodigd is voor een bepaalde toepassing, ligt het voor de hand, aangezien "actieradius" duur is, om de kosten te minimaliseren. Beide vragen: wat is de haalbare actieradius en hoe kunnen de kosten bij een gegeven benodigde actieradius geminimaliseerd worden, komen in het vervolg van dit hoofdstuk aan de orde.

3~3.2. Geen structurele bijladingen overdag In deze studie wordt afgezien van het structureel overdag bijladen. Daar zijn verschillende redenen voor. In de eerste plaats vergt het zowel overdag als’s nachts opladen van batterijen een uitgebreidere infrastructuur dan het alleen’s nachts opladen (bijvoorbeeld: niet alleen oplaadfaciliteiten bij de EV-gebruikers thuis, maar ook op hun werk). In de tweede plaats leidt het structureel afhankelijk zijn van overdag opladen tot een verminderde flexibiliteit in het gebruik van de elektrische auto. In de derde plaats zou overdag opladen leiden tot een verhoging van de maximale belasting van het elektriciteitsnet, met alle gevolgen van dien (er moet meer duur vermogen opgesteld worden). Dat overdag bijladen bijna vanzelfsprekend leidt tot een verhoging ~’añ de maximale belasting wordt veroorzaakt door het vrijwel vlakke elektriciteitsvraagpatroon op 29

werkdagen: er is niet één duidelijke piek die gemakkelijk te omzeilen valt. Indien het verhogen van de maximale belasting in geld wordt uitgedrukt, dan is tussentijds opladen duur. In hoofdstuk 8 wordt berekend dat de extra vermogenskosten die het gevolg zijn van het verhogen van de piek neerkomen op 196 gulden per kW per jaar. Dit is duur in vergelijking tot de jaarlijkse kosten van de batterij volgens de lange termijn doelstellingen van het USABC-consortium (200 gulden/kWh, levensduur 10 jaar, rente 5% geeft een annuïteit van 25 gulden per kWh per jaar). In de vierde plaats kan het overdag opladen leiden tot capaciteitsproblemen in het elektriciteitsdistributienet. Vergroten van die capaciteit is erg kostbaar (zie daarover hoofdstuk 7). Op grond van deze vier argumenten wordt afgezien van de mogelijkheden van structureel bijladen overdag. Opladen overdag wordt dus alleen gezien als een mogelijkheid om incidenteel de actieradius van de elektrische auto te vergroten. 3.3.3. De maximaal haalbare actieradius Op basis van de gegevens in paragraaf 3.2 kan, voor een gegeven ritcyclus en een gegeven voertuig, berekend worden hoeveel elektriciteit (aan de wielen respectievelijk uit de batterij) nodig is per af te leggen kilometer, als functie van het gewicht van de batterij. Uit [18] kan namelijk de volgende relatie afgeleid worden (n.b. het model in [18] is afgeleid uit [29]): E-verbruik aan de wielen = a + b x (gewicht batterij) Voor de ECE-15 cyclus geldt: b = 0,1 en a varieert van 67 voor de compacte stadsauto tot 314 voor een zware bestelwagen. De constante a hangt af van het gewicht van de auto en de belading, de ]uchtweerstand en het frontaal oppervlak. De factor b hangt af van de rolweerstand, die in [18] voor alle typen voertuigen hetzelfde is. Met behulp van deze relatie en met de veronderstelde rendementen van motor en aandrijving is het mogelijk om het gewicht van de batterij rechtstreeks te relateren aan de actieradius (immers de actieradius is gelijk aan het gewicht van de batterij maal de energiedichtheid, gedeeld door het elektriciteitsverbruik per km uit de batterij). Hieruit blijkt o.a. dat een verdubbeling van de gewenste actieradius leidt tot iets meer dan een verdubbeling van het gewicht van de batterij. Verder blijkt dat de verhouding "gewicht batterij/gewicht lege auto" de actieradius zo ongeveer vastlegt, dat wil zeggen onafhankelijk van andere voertuigkarakteristieken (s~mpel gezegd: een zware auto verbruikt meer elektriciteit per km, maar heeft meer batterijen aan boord; dit blijkt elkaar te eompenserën). Indien de oude vuistregel voor EV’s met lood-zwavelzuurbatterij gehanteerd wordt, namelijk dat het gewicht van de batterij één derde is van het gewicht van de lege auto (zie bijvoorbeeld [30]), dan leiden de middellange termijn doelstellingen van het USABC-consortium tot een actieradius van 130 km en de lange termijn doelstellingen tot een actieradius van ongeveer 260 km bij de ECE-15 cyclus, voor alle vier voertuigtypen. Indien voor de huidige situatie wordt uitgegaan van een energiediehtheid van 50 Wh/km, is de haalbare actieradius 60 à 70 km. Als eis wordt verder gesteld dat de batterij in 6 uur van 0 tot 100% opgeladen moet kunnen worden. Uit de energie-inhoud van de batterij en het laadrendement kan dan het benodigde oplaadvermogen worden afgeleid. Dit leidt tot de volgende resultaten.

Tabel 3.3. Gewicht batterij en oplaadvermogen

Compacte stadsauto Middenklasse persenenauto Lichte bestelwag~n Zware bestelwagen

Gewicht batterij [kg]

E-verbruik uit de batterij

150 275 275 650

113,2 198,2 201,3 521,3

Laadvermogen [kW] MT LT 2,5 4,6 4,6 10,8

MT (middellange termijn): Energiedichtheid 0,1 kWh/kg, actieradius 130 km LT (lange termijn) : Energiedichtheid 0,2 kWh/kg, actieradius 260 km

30

5,0 9,2 9,2 21,6

Uit deze tabel bliikt dat het vermogen waarover een huishouden kan beschikken, ruim 3 kW (220 V, 16 A, 1-fase aansluiting), in de meeste gevallen onvoldoende is. Aangenomen wordt dat het benodigde oplaadvermogen gerealiseerd wordt. In hoofdstuk 7 wordt hierop nader ingegaan. Bij het bepalen van de penetratie van elektrische auto’s in hoofdstuk 5 wordt uitgegaan van de volgende haalbare actieradius: - Vanaf 1995 50 km; - Vanaf 2000 100 km; - Vanaf 2005 150 km; - Vanaf 2010 200 km. Er is dus uitgegaan van een geleidelijke ontwikkeling tussen 2000 en 2015. Verder is niet uitgegaan van de maximaal haalbare actieradius: er is steeds een marge van ongeveer 50 km aangehouden.

3.3.4. Elektriciteitsverbruik van bussen en hybride voertuigen Elektrische bussen Voor het elektriciteitsverbruik voor elektrische bussen is uitgegaan van het bekende verbruik van elektrische trolleybussen in Nederland I31], vermeerderd met batterijverliezen. Dit komt neer op een verbruik van 2 kWh/km.

Hybride vrachtauto’s In de scenario’s zijn hybride vrachtauto’s opgenomen met een beperkte puur elektrische actieradius van ongeveer 50 km. Aangenomen is dat deze vrachtauto’s gemiddeld evenveel elektriciteit per km verbruiken als bussen.

Hybride personen- en bestelauto’s Aangenomen wordt dat de puur elektrische actieradius ongeveer 50 kilometer is en dat het totale autogewicht (auto ÷ batterij) even groot is als het gewicht van een overeenkomstige puur elektrische auto (het verminderde batterijgewicht wordt gecompenseerd door het gewicht van het ’dubbele’ aandrijfsysteem). Het elektriciteitsverbruik per kilometer is dus hetzelfde als het elektriciteitsverbruik voor de puur elektrische auto’s. Het verbruik van benzine en diesel is hoger dan het verbruik van ICEV’s2 door het hogere gewicht.

3.3.5. Optimalisatie van batterijgewicht en oplaadvermogen Indien wordt afgezien van structureel biiladen overdag, moet de energie-inhoud van de batterij voldoende zijn om de gewenste actieradius af te leggen en moet het oplaadvermogen voldoende zijn om de batterij gedurende de daluren vol te laden. Het bepalen van de energie-inhoud en dus het gewicht van de batterij op basis van de gewenste actieradius is een lastig probleem, omdat het gewicht aan batterijen een tweeledig effect heeft op de actieradius. Enerzijds neemt de actie~ radius toe omdat de totale energie-inhoud toeneemt. Anderzijds neemt door het hogere totale gewicht van het voertuig het energiegebruik toe en dus de actieradius af. Bovendien, een hoge actieradius is bij de voorziene hoge energiedichtheden met een redelijk gewicht aan batterijen haalbaar, maar dat kan wel, bij een norma]e huisaansluiting, een zeer lange oplaadtijd impliceren. Met andere woorden, in het verleden was het gewicht van de batterij het grote knelpunt: om een redelijke energie-inhoud te krijgen, was een zeer groot gewicht aan batterijen nodig. In de toekomst wordt dit probleem, als de lange termijn doelstellingen inderdaad gerealiseerd worden,

~ De volgende afkortingen worden gebruikt: EV voor elektrische auto, HV voor hybride auto en ICEV voor auto’s met verbrandingsmotor. 31

opgelost (met een energie-inhoud van 0,2 kWh/kg impliceert een batterij van 300 kilo een energie-inhoud van 60 kWh!). Het nieuwe knelpunt wordt dan het opladen van de batterij. Het gaat daarbij niet in de eerste plaats om het tussentijds zeer snel opladen van de lege batterij, maar om het binnen de zes of acht uur opladen van een batterij met een energie-inhoud van 60 kWh of meer. Bij een gegeven gewenste actieradius, moeten dus batterijgewicht en oplaadvermogen simultaan geoptimaliseerd worden, binnen de gestelde randvoorwaarden. In appendix 3 wordt dit nader toegelicht en wordt het optimale batterijgewicht en oplaadvermogen afgeleid uit de gewenste actieradius. Uit de resultaten van appendix 3 I~lijkt dat een verdubbeling van de energiedichtheid leidt tot meer dan een halvering van het benodigde batterijgewicht. Bovendien blijkt dat het oplaadvermogen tamelijk ongevoelig is voor veranderingen in de energiedichtheid. De reden is dat de gewenste actieradius de totale energie-inhoud van de batterij min of meer vastlegt en daarmee, gegeven de oplaadtijd van 6 uur, ook het oplaadvermogen.

3.4. De mogelijkheden voor energiebesparing 3.4.1. Het doel van energiebesparing De inzet van elektrische auto’s leidt mogelijk tot besparingen op primaire energie. Energiebesparing kan tot doel hebben: 1. Er voor zorgen dat de uitputbare energievoorraden minder snel op raken. 2. Het verminderen van de CO2-uitstoot. 3. Het verminderen van de luchtverontreinig!ng. 4. Het verminderen van de afhankelijkheid van buitenlandse energiebronnen. indien de elektriciteitsopwekking volledig gebaseerd is op fossiele brandstoffen, is de vergelijking tussen het primair energiegebruik van benzine/dieselauto’s versus elektrische auto’s eenduidig. Dat wordt anders indien de elektriciteitsopwekking geheel of gedeeltelijk gebaseerd is op kernenergie en/of duurzame bronnen. Bijvoorbeeld, hoewel het rendement van waterkracht hoger is dan de rendementen van elektriciteitsopwekking met zonne-energie en/of windenergie, dragen ze in gelijke mate bij aan bovengenoemde doelstellingen. Voor kernenergie ligt de zaak weer anders: indien energiebesparing vooral wordt gezien in het licht van de vermindering van de CO2-uitstoot en luchtverontreiniging, dan is kemenergie een zeer interessante optie, ondanks het feit dat het omzettingsrendement van een kemcentrale lager is dan het rendement van een gas- of kolencentrale en het primair energiegebruik dus hoger. Als het bij energiebesparing vooral gaat om de eerste doelstelling (minder gebruik van uitputbare energiebronnen), dan is de omvang van de voorraden van foss~ele brandstoffen en uranium cruciaal. Kortom, de discussie over energiebesparing kan niet los worden gezien van het doel van energiebesparing. In dit rapport wordt voor de volgende aanpak gekozen: de mate van gebruik van duurzame energie in de elektriciteitsopwekking is onafhankelijk van de mogelijke inzet van elektrische voertuigen. Indien elektrische auto’s inderdaad ingezet worden zal de extra elektriciteit dus geproduceerd moeten worden met behulp van kernenergie of fossiele brandstoffen, of geimporteerd moeten worden. Om een eerlijke vergelijking te kunnen maken is aangenomen dat de importen niet zullen toenemèn, zodat de extra elektriciteit in Nederland geproduceerd moet worden. 3.4.2. De mogelijkheden voor brandstofbesparing In [18] is het brandstofverbruik van EV’s en ICEV’s (benzine én diesel) in stadsverkeer onderzocht. De conclusie was dat de balans uitsloeg in het voordeel van de elektrische auto, maar dat de resultaten erg gevoelig zijn voor aannames omtrent het toekomstig rendement van verbrancJingsmotoren.

32

Het brandstofverbruik van elektrische auto’s versus benzine/dieseleuto’s wordt inderdaad beinvloed door veel factoren: Het elektriciteitsverbruik van de elektrische auto. Uit paragraaf 3.2 blijkt dat er veel factoren zijn die het elektriciteitsverbruik van elektrische auto’s bepalen; - Het rendement van auto’s met een verbrandingsmotor; - De beschouwde ritcyclus: het rendement van het EV en de ICEV hangen sterk af van de ritcyclus: in stadsverkeer bijvoorbeeld is er bij EV’s sprake van recuperatie van remenergie en bij ICEV’s van aanzienlijke stilstandsverliezen. Op de snelweg is het rendement van de verbrandingsmotor veel groter, en verliest het EV het voordeel van de recuperatie van remenergie; - Het rendement van de elektriciteitsopwekking en -distributie; - Het rendement van de winning, transport en bewerking van de primaire brandstoffen. Gezien de vele factoren die een rol spelen is het al erg moeilijk om voor de huidige situatie een verantwoorde vergelijking te maken van het brandstofverbruik van het EV en de ICEV. Aangezien een groot aantal van de factoren in de toekomst zal veranderen, is het mak’en van zo’n vergelijking voor een toekomstige situatie een vrijwel onmogelijke, en misschien ook wel niet zinvdile, bezigheid. Volstaan wordt daarom met een gevoeligheidsanalyse. Als uitgangspunt zijn de volgende getallen gebruikt: Het rendement van de elektrische auto is gebaseerd op de aannames in dit hoofdstuk; - Voor het rendement van de ICEV is uitgegaan van het toekomstig rendement van een benzine-auto met driewegkatalysator volgens een rapport van de World Energy Council [32]: 16% in stadsverkeer en 21% op snelwegen; De berekeningen zijn gemaakt voor de ECE-15 cyclus, voor constante snelheden 80 en 100 km/uur en voor een rit die voor 50% bestaat uit de ECE-15 cyclus, 25% constante snelheid 80 km/uur en 25% constante snelheid 100 km/uur; - De rendementen van de elektriciteitsopwekkïng en -distributie zijn gebaseerd op het BG-scenario (zie appendix 1 voor een beschrijving van dit scenario): 42% voor de opwekking en 95% voor de distributie; - De rendementen voor winning, transport en bewerking van fossiele brandstoffen zijn overgenomen uit een studie van de Unipede [33]: 94% voor de winning en transport van fossiele brandstoffen voor elektriciteitsproduktie, 83,5% voor de winning, transport en rafiïnage van olieprodukten én de distributie van diesel/benzine; - Er is niet expliciet rekening gehouden met eventueel benodigde energie voor het warmhouden van de batterij. Dit extra brandstofverbruik zal het rendement van de elektrische auto met een fors aantal procentpunten kunnen verlagen, afhankelijk van het jaarkilometrage. Indien er een permanent vermogen van 0,05 kW nodig is voor het warmhouden van de batterij, dan is het primair energiegebruik voor warmhouden, bij een jaarkilometrage van 10.000 km en een primair energiegebruik voor rijden van 800 Wh/km, 13% van het totale primair energiegebruik. De resultaten van de vergelijking verschillen niet wezenlijk voor de verschillende typen voertuigen. Een gevoeligheidsanalyse is uitgevoerd voor de volgende 4 parameters: A: Het rendement van batterij en aandrijving tezamen. B: Het rendement van elektriciteitsproduktie en -distributie. C: Het rendement van de ICEV in stadsverkeer. D: Het rendement van de ICEV op snelwegen. In tabel 3.4 zijn de resultaten van de gevoeligheidsanalyse weergegeven voor de "middenklasse" personenauto.

33

Tabel 3.4. Vergelijking van het primair brandstofverbruik voor een middenklasse personenauto Aannames:

Basis A (of B) +25% C en D +25% C -10% en D +25%

A

B

C

D

56% 70% 56% 56%

40% 40% 40% 40%

16% 16% 20% 14%

21% 21% 26% 26%

Primair brandstofverbruik van ICEV en HV t.o.v. EV (verbruik EV = 1): tCEV Stads- 80 km/h 100 km/h Gemengd verkeer verkeer Basis A (of B) +25% C en D +25% C -10% en D +25%

1,42 1,78 1,14 1,58

1,09 1,36 0,87 0,87

1,12 1,40 0,89 0,89

1,21 1,52 0,97 1,12

HV Gemengd verkeer 1,13 1,33 0,98 0,98

De volgende conclusies kunnen getrokken worden: In stadsverkeer verbruikt de elektrische auto minder brandstof, ook als het rendement van de verbrandingsmotor in stadsverkeer sterk toeneemt; Ook in het overig verkeer verbruikt de elektrische auto minder brandstof, maar dit resultaat is erg gevoelig voor veranderingen in het rendement van ICEV’s. Het EV wint wel duidelijk indien het rendement van het EV met 25% stijgt. Deze rendementsverbetering zou het gevolg kunnen zijn van een beter rendement van de aandrijving en/of de batterij. Een verhoging van het batterijrendement van 75 naar 90% betekent een verbetering van het totale rendement van de elektrische auto met 20%; Indien het rendement van de verbrandingsmotor in stadsverkeer tegenvalt en in het overige verkeer aanzienlijk hoger wordt, is de elektrische auto sterk in het voordeel in stadsverkeer en de ICEV in het overig verkeer. De situatie kan zich dan voordoen dat een hybride auto, die ten aanzien van het brandstofverbruik in dat geval de positieve punten van EV en ICEV combineert, het laagste brandstofverbruik kent in gemengd verkeer. De algehele conclusie is dat het brandstofverbruik van EV, ICEV en HV sterk afhangt van de gehanteerde parameterset en het soort verkeer (stadsverkeer of overig). Afhankelijk van de aannamen kan elk van de drie typen als ’winnaar’ uit de bus komen. Het is derhalve gevaarlijk om stellige uitspraken te doen ten aanzien van het brandstofverbruik van de elektrische auto. Weliswaar is de conclusie dat elektrische auto’s in stadsverkeer minder brandstof verbruiken tamelijk hard, maar de meeste auto’s die regelmatig in de stad rijden, maken toch ook vrij veel kilometers buiten de stad. In dit rapport wordt daarom verder uitgegaan van de ’neutrale’ veronderstelling dat het gemiddelde brandstofverbruik van elektrische en hybride personen- en bestelauto’s gelijk is aan het brandstofverbruik volgens het BG-scenario van de overeenkomstige benzine-auto. Hieruit kan het elektriciteitsverbruik van de gemiddelde elektrische personenauto en bestelauto worden berekend. Let wel: de verbruikscijfers uit het BG-scenario zijn gemiddelde cijfers, dus niet specifiek voor stadsverkeer. Voor elektrische bussen en hybride vrachtauto’s wordt het verbruik gehanteerd zoals vermeld in 3.3.4. In Tabel 3.5 is het brandstofverbruik van ICEV’s volgens het BG-scenario weergegeven, samen met het elektriciteitsverbruik van de overeenkom~tige EV’s. Deze waarden spelen in hoofdstuk 8 een belangrijke rol.

34

Tabel 3.5. Toekomstig brandstofverbruik en elektriciteitsverbruik Verbruik Personenauto benzine [l/km] elektrisch [Wh/km]

0,056 228

Bestelauto benzine LPG elektrisch

[l/km] Il/km] [Wh/km]

0,095 0,132 385

Vrachtauto benzine Il/km] diesel Il/km] elektrisch [Wh/km]

0,37 0,26 2000

Bus diese] Il/km] aardgas [m~/km] elektrisch [Wh/km]

0,27 0,36 2000

3.5. Energiekosten 3.5.1. Personen- en bestelauto’s In hoofdstuk 2 is de conclusie getrokken dat, rekening houdend met de iagere onderhoudskosten, de vaste kosten van de elektrische personen- en bestelauto op de Iange termijn niet hoger hoeven te zijn dan van de ICEV. De vergelijking van de totale kosten van EV en ICEV staat of valt dus met een vergelijking van de energiekosten. De energiekosten van de ICEV zijn de kosten van de verbruikte brandstof. De energiekosten van het EV zijn de kosten van elektriciteit, de kosten van de batterij, de kosten van het laadapparaat en eventueel de kosten van een ’laadpaaI’. In deze paragraaf wordt een vergelijking gemaakt tussen deze energiekosten van personen- en bestelauto’s op korte, middellange en lange termijn. De kosten van de ’laadpaal’ zijn in de vergelijking niet meegenomen. In [34] en [35] worden kostencijfers van openbare laadstations gegeven, die voor meerdere voertuigen gebruikt kunnen worden. De kosten van een particulier ’laadstation’ (dat wil zeggen één of andere op]aadfaciliteit zonder betaalvoorziening) zullen waarschijnlijk veel lager zijn. Het benodigde oplaadvermogen wordt besproken in hoofdstuk 7. De volgende aannames zijn gebruikt (de getallen staan vermeld in appendix 4): - De kosten en levensduur van de batterij zijn overgenomen uit paragraaf 2; - De brandstof- en elektriciteitsprijzen zijn overgenomen uit het BG-scenario; - De kosten van de lader zijn overgenomen uit mededelingen van Peugeot: ongeveer 3300 gulden. Het gaat hierbij om een zgn. off-board lader. In [12] wordt uitgegaan van een prijs van 1000 dollar voor een on-board lader, en wordt gesteld dat de prijs van het laadapparaat in de toekomst zelfs verwaarloosbaar zal zijn. Echter, aangezien in deze studie wordt aangenomen dat de laadapparaten in de toekomst meer vermogen moeten kunnen leveren (zie paragraaf 3.3) en dus duurder zullen zijn, is aangenomen dat de prijs van het laadapparaat niet daalt; - De omvang van de batterij is overgenomen uit paragraaf 3.3. Het jaarkilometrage is, voor de korte en middellange termijn, vastgesteld op basis van de mogelijkheden van de batterijen en voor de lange termijn op het gemiddeIde jaarkilometrage van personen- en bestelauto’s in het BG-scenario;

35

De mogelijke extra kosten verbonden aan het vergroten van de capaciteit van het distributienet worden niet meegenomen. Deze kosten komen wel aan bod in hoofdstuk 7. In de vergelijking tussen EV en ICEV gaat het er om of de lagere variabele energiekosten van het EV opwegen tegen de extra vaste kosten voor batterij en de batterijlader. In de gevoeligheidsanalyse zijn de effecten van een aantal mogelijk minder gunstige ontwikkelingen van kostenfactoren van het EV nagegaan. De resultaten van de analyse zijn samengevat in tabel 3.6. Tabel 3.6. Energiekostenvergelijking ICEV-EV Korte termijn Middellange termijn Lange termijn Kostenvoordeel EV per km (incl. jaarlijkse kosten van batterij en laadapparaat) Personenauto -29 [ct/km] Bestelauto -41 [ct/km]

-9 -10

-4 3

-10 -12

-6 0

-21 -28

-13 -5

- 16 -20

- 10 -2

Break-even waarden personenauto [km/jaar] Vaste kosten: batterij en laadapparatuur 31.000

23.000

17.000

Break-even waarden bestelauto [km/jaar] Vaste kosten: batterij en laadapparatuur

25.000

14.000

Gevoeligheidsanalyse: kostenvoordeel EV per km E-prijs +50% Personenauto [ct/km] -31 Bestelauto -43 [ct/km] Levensduur batterij -50% Personenauto -61 [ct/km] Bestelauto [ct/km] -87 Batterijkosten +50% Personenauto [ct/km] -46 Bestelauto [ct/km] -65

30~000

De conclusies van de berekeningen zijn: - Op de korte en de middellange termijn zijn de energiekosten van het EV aanmerkelijk hoger dan van de ICEV. Op de lange termijn zijn de energiekosten van de elektrische bestelwagen lager dan van de bestelwagen op benzir~e, maar zijn de energiekosten van de elektrische personenauto nog iets hoger; - Hoe hoger het jaarkilometrage, des te gevoeliger de kostenverhouding voor de elektriciteitsprijs. Dit betekent dat op de lange termijn vooral de bestelauto gevoelig is voor de elektriciteitsprijzen. Dit neemt niet weg dat bij de bestelwagen een verhoging van de elektriciteitsprijs met 50% de balans nog steeds (net) doorslaat in het voordeel van de elektrische uitvoering; - De kostenverhouding is zeer gevoelig voor de levensduur van de batterij. Een halvering van de levensduur heeft een sterk negatief effect op de energiekosten van elektrische voertuigen dan een verhoging van de batterijprijs met 50%. De algehele conclusie is dat, als gevolg van de hoge vaste kosten van batterij en laadapparaat in combinatie met het relatief geringe aantal kilometers, de energiekosten van de elektrische auto hoger zijn dan de energiekosten van de auto met verbrandingsmotor, met uitzondering van de bestelwagen op de lange termijn. Opgemerkt dient te worden dat in tabel 3.6 alleen ’tegenvallers’ zijn doorgerekend. De in de berekening opgenomen kosten van het laadapparaat zijn tamelijk hoog, met name als wordt uitgegaan van grootschalige introductie van elektrische voertuigen. Hier zijn dus wellicht ook ’meevallers’ te verwachten.

36

3.5.2. Hybride auto’s, vrachtauto’s en bussen Bij hybride auto’s is een energiekostenberekening gecompliceerder, aangezien nu het aandeel elektrisch gereden kilometers een bepalende factor is. Bovendien is er nu sprake van meerkosten aan de auto die waarschijnlijk bij serieproduktie niet verdwijnen. Omdat de nadruk in deze studie ligt op puur elektrische voertuigen, is voor hybride voertuigen geen kostenvergelijking uitgevoerd. Wel kan opgemerkt worden dat de vaste kosten van het laadapparaat nu zwaarder drukken op de energiekostenvergelijking omdat er minder elektrische kilometers gereden worden waarmee deze kosten goedgemaakt moeten worden. Bij hybride vrachtauto’s en met name bij elektrische bussen is sprake van veel kleinere aantallen voertuigen. Het is dus sterk de vraag of de kosten van de auto (excl. batterij+lader) wel zullen dalen tot een niveau dat vergelijkbaar is met het niveau van voertuigen met verbrandingsmotoren. Indien dit niet het geval is, zijn het niet langer de energiekosten die de doorslag geven en is het derhalve niet zinvol om een gedetailleerde analyse te maken van die kosten. Overigens kan wel opgemerkt worden dat de elektrische bussen veel kilometers maken, hetgeen positief uitwerkt op de energiekostenvergelijking. Daar staat wel tegenover dat veel van de elektriciteit gedurende de dag wordt afgenomen tegen een relatief hoog tarief, en dat het snellaadapparaat voor tussentijds opladen duur zal zijn. Bovendien, in hoofdstuk 7 wordt aangetoond dat overdag bijladen met hoge stromen vrij kostbare aanpassingen van de aansluiting op het net op halteplaatsen tot gevolg heeft.

37

voorbeelden van de toepassing van elektriciteit bij voertuigen. Speciale voertuigen op batterijen worden gebruikt door sommige categorieën invaliden. Het publiek associeert deze voertuigen met langzaam optrekken, Iage snelheid en technische kwetsbaarheid. In Amsterdam neemt de "witkar" (witte auto) een speciale plaats in. Dit elektrisch aangedreven voertuig werd in 1972 g~introduceerd als een alternatief voor de conventionele, vervuilende en luidruchtige auto, die, naar men vond, voor een ondraaglijk klimaat in de stad zorgde. De uitvoering van dit initiatief dat eind jaren zestig uit een flowerpower-partij voortgekomen was, heeft nooit de status van economische levensvatbaarheid bereikt. De infrastructuur was ontoereikend: slechts een paar huurstations boden een tiental voertuigen aan. Deze stations werden beheerd door een stichting die gesponsord werd door ongeveer 4500 leden. Het project werd 9eplaagd door technische problemen terwijl een afdoende servicestructuur ontbrak. Door gebrek aan investeringen en door het verdwijnen van de motiverende krachten van het politieke toneel, verdween de ’witkar’ na een paar jaar uit het Amsterdamse vervoerssysteem. Wat resteerde was het beeld van de ’witkar’, zijnde een klein elektrisch voertuig, iets geavanceerder dan een elektrische invalide-auto, dat voornamelijk gebruikt werd voor boodschappen. De witkar had een beperkte maximumsnelheid van ongeveer 20 kilometer per uur. Elektrische voertuigen zijn nu klaar voor herinvoering op de markt. Door nieuwe technische ontwikkelingen in batterij-ontwerp worden elektrische auto’s in staat gesteld om een verscheidenheid aan taken uit te voeren. Meer in het algemeen draagt de bezorgdheid om het milieu veel bij aan stimulerin9 van EV’s. Grote autoproducenten zijn geïnteresseerd in wat zich in de nabije toekomst zou kunnen ontwikkelen tot een veelbelovende markt. In Nederland heeft het Koninklijk Nederlands Vervoer (KNV) zeven verschillende elektrische voertuigen een jaar lang onder uiteenlopende omstandigheden getest. De auto’s worden door het gehele land gebruikt en trekken veel aandacht in de plaatselijke nieuwsbladen en soms in de landelijke media. Er kan dus geconcludeerd worden dat elektriciteit voor transportdoeleinden al een voorgeschiedenis heeft in de Nederlandse maatschappij. Maar de kabelonafhankelijke systemen die op een batterij werken hebben een beeld gecreëerd van langzame, zware, technisch kwetsbare systemen, die gebruikt worden door invaliden of voor de bezorging van zuivelprodukten (geen van deze toepassingen wordt als erg dynamisch beschouwd). Dit is in wezen het tegenovergestelde van het beeld dat de moderne reclame oproept: de auto wordt afgebeeld als snel, agressief, technisch perfect met een hoog prestatieniveau. Tegen deze achtergrond moeten EV’s concurreren voor hun aandeel in de markt.

4.3. Een definitie van maatschappelijke acceptatie Een definitie van maatschappelijke acceptatie wordt gebaseerd op de attJtudepsychologie. Men gelooft dat de attitude ten aanzien van elektrische auto’s te maken heeft met algemene denkbeelden over mobiliteit en milieu. Het merendeel van de volwassen bevolking van Nederland is van mening dat het hebben van een auto een eerste vereiste is voor volledige mobiliteit. Ideeën over mobiIiteit worden gevormd door de huidige staat van het openbaar vervoerssysteem en de verkeersdichtheid: de binnenstad van Amsterdam heeft bijvoorbeeld parkeerproblemen en verkeersopstoppingen, maar een goed ontwikkeld openbaar vervoerssysteem. De introductie van EV’s als vervoermiddel wordt geconfronteerd met deze situatie. Rationeel gezien zou geconcludeerd kunnen worden dat het publiek kiest voor condities die de directe behoeften bevredigen. Maar psychologisch onderzoek naar besluitvorming heeft uitgewezen dat deze veronderstellin9 vaak niet juist is. Een psychologisch model zal de relatie beschrijven tussen kennis, ervaringen, waarden, attitudes en gedrag (figuur 4.~).

40

Kosten/

Waarden

’Beliefs’

Attitude

Gedragsintenties

Gedrag

Kennis

Figuur 4.1. Relatie tussen kennis, ervaringen, waarden, attitudes en gedrag Het in figuur 4.1 afgebeelde model laat zien dat er geen directe relatie bestaat tussen kennis of informatie over EV’s en attitudes, laat staan gedrag. Kennis, waarden en ervaring beïnvloeden de ideeën over EV’s. Kennis kan worden omschreven als het geheel van veronderstellingen (beliefs) over EV’s in termen van prestaties, implicaties voor het milieu en het maatschappelijke systeem etc. ’Beliefs’ zijn subjectief gevormde waarschijnlijkheidsoordelen, bijvoorbeeld: het EV is slecht voor het milieu omdat elektriciteit opgewekt moet worden met fossiele brandstoffen. Als men gevraagd wordt deze bewering te beoordelen op een eendimensionale schaal die varieert van volledig eens tot helemaal oneens, wordt een subjectief waarschijnlijkheidsoordeel verkregen. Een positieve of negatieve waarde kan aan deze beoordeling verbonden worden, hetgeen leidt tot een subjectief persoonsgebonden oordeel [38,39]. In de praktijk kan het publiek vele ’beliefs’ over EV’s hebben. Denkbeelden kunnen zowel verschillen in subjectieve waarschijnlijkheid als in evaluatieve inhoud. Iemands attitude wordt gevormd door de totale evaluatie van al zijn ’beliefs’ samen. Door voor- en nadelen tegen elkaar af te wegen, worden attitudes ontwikkeld die sterke beweegredenen voor gedrag vormen. In ons model bepalen attitudes een gedragsintentie die uiteindelijk tot werkelijk gedrag zal leiden. Hoewel men een positieve houding ten opzichte van EV’s kan hebben, die resulteert in een positieve gedragsintentie, kan voor sommige mensen het besluit om er één te kopen belet worden door bijvoorbeeld de noodzaak het geld van de koopsom aan renovatie van huis te besteden: gedragsintenties concurreren in dit geval. Op gedragsniveau zijn technische en economische aspecten invloedrijke factoren: zonder het nodige geld of zonder voldoende prestatievermogen is het kopen van EV’s onmogelijk of, in het gunstigste geval, zeer onwaarschijnlijk. Vanwege de doorgaans zwakke relatie tussen attitude en gedrag, loont het minder de moeite speculaties te maken over gedrag. Bovendien zijn EV’s op het ogenblik niet op grote schaal verkrijgbaar op de markt in Nederland, hetgeen het kopen ervan tot een hypothetische mogelijkheid maakt. De sociale acceptatie van EV’s kan dus niet gemeten worden met verkoopcijfers. Daarom worden er andere factoren gemeten die, naar men mag verwachten, een belangrijke rol spelen in de acceptatie van EV’s: de attitude ten opzichte van EV’s, het huidige autogebruik, kosten en baten van EV’s, attitude ten opzichte van autobeperkende maatregelen voor de binnenstad van Amsterdam. Deze aspecten worden gemeten door middel van een vragenlijst, verstrekt aan willekeurig gekozen bewoners van de Amsterdamse binnenstad, in het bezit van een auto. De vragenlijst is opgenomen in appendix 5 (de getallen geven de frequentie aan van de altematieven). De onderzochte groep bestaat uit 545 respondenten. Als de frequenties samen niet optellen tot 545, is het resterende verschil gelijk aan de ontbrekende waarden voor die vraag. In appendix 6 wordt de onderzoekmethode van commentaar voorzien met daarbij de overwegingen van generalisatie.

41

4.4. Resultaten 4.4.1. Het gebruik van de huidige auto’s met verbrandingsmotor De meeste ondervraagde personen bezaten één auto (N’=503) en 42 bezaten twee auto’s, hetgeen het aantaI auto’s in de onderzochte groep op 587 brengt. In appendix 6 wordt aannemelijk gemaakt dat de resultaten van de onderzochte groep representatief zijn voor de hele Amsterdamse binnenstad. De verdeling van automerken en -types in de binnenstad verschilt zeer van de landelijke verdeling van auto’s (Chi-test, nzijdige waarschijnlijkheid, significant bij 0,001%-niveau). In de Amsterdamse binnenstad hebben kIeinere auto’s de overhand. Citroën, Fiat, Austin, Renault hebben een veel groter aandee1 dan hun overeenkomstig landeIijk aandeel in de markt, terwijl de metken die landelijk overheersen (Opel, Ford) een veel kleiner aandeel voor hun rekening nemen. De cilinderinhoud varieert: minder dan 1200 cc (26%), 1200 tot 1500 cc (32%), 1500 tot 2000 cc (33%) en meer dan 2000 cc (9%). Deze verdeling bevestigt dat kleinere auto’s overheersen in de onderzochte groep. De percentages van gebruikte brandstoffen verschillen van de landelijke cijfers hetgeen te verwachten valt vanwege de strenge wetgeving voor LPG-tankstations in en om Amsterdam: 48% is loodvrije benzine, 35% is normale benzine, 9% is diesel en 8% LPG. Ongeveer 19% van de auto’s in de onderzochte groep betreft een ’auto van de zaak’ en 80% is in privé-eigendom. Dit geeft mogelijk een belangrijke deelname weer van kleine ondernemers zoals buurtwinkels. Een derde van de auto’s is nieuw, 58% is tweedehands en een klein gedeelte gehuurd of cadeau gekregen. De gemiddelde prijs van een nieuw gekochte eerste auto is 29.700 gulden (N=149; standaarddeviatie 16,580). De gemiddelde prijs van de nieuw gekochte tweede auto is 25.625 gulden (N=149; standaarddeviatie is 19,880). De standaarddeviatie wijst op grote verschillen in aanschafkosten voor nieuwe auto’s. Welk gebruik wordt gemaakt van auto’s in termen van gereden kilometers en reisdoelen? Een onderscheid is gemaakt tussen huishoudens met één auto en met twee auto’s. De redenen voor het kopen van eerste en tweede auto’s zijn apart gerangschikt. De eerste auto wordt voornamelijk aangeschaft om een hogere mate van mobiliteit te verkrijgen en in de tweede plaats voor woon-werkverkeer. Lagere dagelijkse uitgaven aan het openbaar vervoer en het minder afhankelijk zijn van de weersgesteldheid worden van veel minder belang geacht (N=384). De tweede auto wordt meestal gekocht om dezelfde redenen, maar met mobiliteit en woon-werkverkeer in omgekeerde volgorde (N=29). De andere redenen blijven ver in belangrijkheid achter vergeleken met deze factoren. Woon-werkverkeer is een duidelijk gedefinieerde reden voor het gebruik van een auto, terwijl grotere mobiliteit waarden weergeeft die verbonden zijn met onafhankelijkheid en vrijheid. Vanwege de besiissende rol die het aantal per dag afgelegde kilometers speelt bij de overgang van ICEV naar EV, zijn er verschillende onafhankelijke benaderingen gemaakt om dit getal te berekenen. Aangegeven wordt dat het gemiddelde aantaI verwachte kilometers dat in 1991 gereden wordt 18.253 zei zijn. Dit is nuttig als basisreferentie, omdat autoverzekeringsmaatschappijen dit cijfer vragen als basisparameter voor de hoogte van de te betekenen verzekeringspremie. Een ’cross-check’ met een in categorieën ingedeelde vraag over de jaarlijks afgelegde kilometers toont een ondergrens van 16.252 kilometer en een bovengrens van 21.109 kilometer. De schatting van de respondenten past goed binnen deze grenzen. Voor het EV is het jaarlijks afgelegde aantal kilometers van minder belang dan de verdeling van de kilometers per dag: overschrijdt dit de prestatie van de huidige batterij? Het gemiddelde aantal per dag afgelegde kilometers wordt gegeven in tabel 4.1.

42

Tabel 4.1. Aantal respondenten die aangeven dat ze elke dag van de afgelopen week minder dan 100 kilometer afgelegd hebben ma Aantal respondenten die < 100 km reizen Andere auto transport

di

wo

do

472 459 449 444 439 427 421 7 24

6

4

4

19

23

20

vr

za

zo

N/(%)

421/(85%) 3 24

4

3

28

27

Het autogebruik van de afgelopen week is gespecificeerd door het aantal per dag afgelegde kilometers in detail op te geven. Mensen die opgaven meer dan 100 kilometer per dag in hun eerste auto te rijden werd gevraagd of ze in plaats van deze auto hun tweede auto hadden kunnen gebruiken en of het mogelijk zou zijn geweest om een andere vorm van transport te gebruiken. De positieve antwoorden kunnen gevonden worden onder ’Andere auto’ en ’Andere vorm van transport’. Het percentage mensen dat meer dan 100 kilometer per dag reist op enige dagen van de week en aangeeft dat de tweede auto of een andere vorm van transport gebruikt had kunnen worden is 30% tot 50%. Vervolgens werd de respondenten verzocht aan te geven of hun autogebruik van de afgelopen week al dan niet vergelijkbaar was met normaal. Bij 82% werd beweerd dat het gebruik normaal of boven het gemiddelde lag. Een ’cross-check’ met het aantal dagen per maand waarop de respondenten meer dan 100 kilometer reden, laat een iets lager cijfer zien: ongeveer 71% reed minder dan 4 keer per maand 100 kilometer op een dag. De volgende typen van respondenten werden ingedeeld bij de categorie ’Aantal respondenten die minder dan 100 kilometer afleggen’ (tabel 4.1), hetgeen als volgt berekend werd: - Respondenten met ontbrekende waarden werden verondersteld minder dan 100 km op elk van deze dagen te rijden; - Ongeveer 80% van de respondenten die de relevante vragen invulden gaven aan minder dan 100 km per dag te rijden, in aanmerking nemend dat hun gebruik ongeveer normaal of hoger was in de afgelopen week; Mensen die meer dan 100 kilometer rijden maar aangeven dat zij hun tweede auto of een andere vorm van transport hadden kunnen gebruiken; - Mensen die aangeven dat ze twee maal per maand of minder 100 km per dag reizen. Ongeveer 40% vulde de relevante vragen in over dagkilometrages. Van de resterende 60% wordt aangenomen dat zij minder dan 100 km per dag reizen, omdat het geval van 100 km per dag twee keer genoemd wordt in dit deel van de vragenlijst en nauwelijks over het hoofd kon worden gezien. Een ’cross-check’ met het aantal malen per maand dat mensen meer dan 100 kilometer per dag reizen laat zien dat het voor de hand ligt om de ontbrekende waarden in de categorie van minder dan 100 km onder te brengen. Het aantal respondenten in tabel 4.1 dat minder dan 100 km op maandag rijdt is 472. Dit aantal zakt gedurende de loop van de week naar 421, omdat er iedere dag een paar respondenten meer afvallen die dan 100 kilometer afleggen. Geconcludeerd wordt dat 494-421=73 respondenten (i.e. 14,7%) op één of meer dagen per week meer dan 100 km afleggen. De algehele conclusie uit het antwoordoverzicht is dat ongeveer 85% (421 respondenten) aan hun behoefte aan mobiliteit kunnen voldoen als de conventionele auto vervangen zou worden door een EV met een actieradius van 100 kilometer. Dit resultaat kan geïnterpreteerd worden als een bovengrens van de maatschappelijk gedefinieerde marktpenetratiemogelijkheden voor EV’s. Een ondergrens kan berekend worden door middel van cijfers afkomstig van de kilometers uitgesplitst naar bestemmingen. Deze cijfers worden weergegeven in tabel 4.2.

43

Tabel 4.2. Schatting van het gemiddeld aantal kilometers per dag in een gemiddelde week

Minder dan 100 km per dag [%] Woon-werkvervoer Zakelijk vervoer Bezoek aan vrienden/familie Sport/recreatie Boodschappen doen Totaal

86 75 89 97 100 53

Gemiddeld aantal kilometers (N) 51,6 80,6 63,6 57,1 12,6

(287) (202) (353) (189) (246)

Weer worden er hoge percentages aangetroffen voor de verschillende doeleinden van autogebruik. Van de percentages in de eerste kolom is te verwachten dat ze gemiddeld hoger zijn dan 85%, omdat bijvoorbeeld het aantal kilometers per dag in de klasse van woon-werkverkeer een subklasse is van het totale aantal kilometers per dag in tabel 4.1. De 75% voor zakelijk verkeer is lager, hetgeen een gevolg kan zijn van de ontbrekende waarden voor de vragen die aan tabel 4.1 ten grondslag liggen. In dat geval wordt de veronderstelling weersproken dat ’geen antwoord’ als minder dan 100 kilometer per dag beschouwd kan worden. Anderzijds zijn alle getallen die door de respondenten zijn verstrekt schattingen, dus dat zou het kleine verschil tussen de twee getallen (75 versus 85) kunnen verklaren. Het totaal in tabel 4.2 is berekend op grond van de verondersteIling dat alle aantallen kilometers die voor de verschillende categorieën van autogebruik zijn opgegeven op één dag zijn afgelegd. Deze veronderstelling levert een onderschatting op van het werkelijke percentage, omdat het onwaarschijnlijk is dat al deze reizen (naar het werk gaan, zakelijk vervoer, vrienden bezoeken, recreatieve trips en boodschappen doen) op één en dezelfde dag worden gemaakt. Dit leidt dus tot de conservatieve schatting dat 53% van de respondenten met hun auto minder dan 100 kilometer per dag aflegt. De conclusie is dat het potentieel voor marktpenetratie gebaseerd op het aandeel van de categorie ’afgelegde afstand gemiddeId minder dan 100 kilometer’ in de orde van 53% tot 85% ligt. Vakantiereizen per auto zijn niet in de berekening opgenomen, omdat vakantie niet als normaal gebruik van de auto wordt beschouwd. Het is volkomen duidelijk dat EV’s niet praktisch zijn voor de typische vakanties gehouden in 1991. Ongeveer 56% van de respondenten gebruikte de auto voor vakantie, waarin het gemiddelde aantal kilometers dat gereden werd de 3.200 overschreed. Het typische autogebruik tijdens de vakantie overschrijdt zeker de 100 kilometer per dag. De tegenwoordig beschikbare auto’s voldoen aan de verlangde mobiliteit voor vakanties. Dit geldt niet voor EV’s, waarbij de vrije keuze van bestemming, tijd van de dag en vervoerswijze beperkt zijn. Het is niet duidelijk in welke mate het gebruik voor vakanties de marktpen’etratie beïnvloedt. Bijna een derde van de respondenten noemt vakanties bij de twee meest belangrijke redenen voor het kopen van een auto.

4.4.2. Parkeer- en verkeersproblemen Een beperkt aantal mensen bezit een privégarage (11,7%). Dit percentage moet waarschijnlijk iets lager zijn omdat mensen die openbare parkeergarages gebruiken deze vraag ook kunnen hebben ingevuld als ze daar een parkeerplaats huren. Ongeveer 46% van de onderzochte groep kan parkeren op de door hen gewenste plaats. De resterende 54% moet zoeken naar een parkeerplaats, hetgeen de algemene indruk weergeeft dat parkeren een probleem is in de binnenstad van Amsterdam. Ongeveer 43% kan voor de deur parkeren, hetgeen aardig klopt met het cijfer van de bovengenoemde 46%. De overgebleven 57% heeft gemiddeld 5 minuten nodig om z’n geparkeerde auto te bereiken. De tijd die nodig is om de ringweg rond Amsterdam te bereiken blijkt gemiddeld 11,30 minuten te zijn. Meestal is het de ringweg die ernstig verstopt is tijdens de spits. Gemiddeld treedt er op de toegangswegen naar de ringweg 2 à 3 keer per week filevorming op. Het is niet duidelijk of deze verkeersopstoppingen opgenomen zijn in de tijdschattingen. Het is ook mogelijk dat men alternatieve routes kiest als het verkeer vast zit. Onge44

veer 44% gebruikt zijn auto gedurende de spits en 56% buiten de spits. De tijd die nodig was om de ringweg te bereiken of het aantal verkeersopstoppingen gedurende de hele week verschilde niet veel voor de spitsrijders en niet-spitsrijders. Het enige verschil lijkt te zijn gelegen in de tijd die nodig is om een parkeerplaats te vinden: buiten de spits gemiddeld meer dan 6 minuten en gedurende de spits vier minuten. Dit is te verwachten vanwege de hogere frequentie van autoverplaatsingen gedurende de spits. In het algemeen lijken de benodigde tijd om te parkeren en verkeersdrukte geen groot probleem. Desalniettemin kan het subjectief wel een grote last betekenen. Dit blijkt ook uit het feit dat deze vragen bijna allemaal door alle respondenten werden ingevuld, hetgeen niet het geval was met de voorafgaande en navolgende vragen. Bovendien werden er onderaan het enquêteformulier verscheidene opmerkingen gemaakt over het parkeervraagstuk. Dit leidt tot de conclusie dat de reacties op de vragen over het parkeren opgenomen moeten worden in de slotanalyse van attitudes ten opzichte van EV’s. 4.4.3. Attitude ten opzichte van autobeperkende maatregelen Overeenkomstig de conclusies van de voorgaande paragraaf dat er problemen bestaan bij het parkeren en door verkeersopstoppingen, zou een oplossing gevonden kunnen worden in het beperken van de toegankelijkheid van de binnenstad. Van de deelnemers aan het onderzoek is 70% voor een beperking van het autoverkeer in Amsterdam. Een gezamenlijke analyse van de antwoorden op de vragen over dit onderwerp laat zien dat er een paar sleutelvragen zijn. Deze vragen zijn geïdentificeerd met een principale componenten analyse (Princals, zie appendix 7 voor een toelichting) en worden samengevat in tabel 4.3 (de resterende vragen dragen niet wezenlijk bij tot de hoofdcomponenten). Tabel 4.3. Verschillende "beliefs’ over autobeperkende maatregelen 1. 2. 3. 4.

Ik vind maatregelen ter beperking van het autoverkeer in Amsterdam dringend noodzakelijk. Als er een goed openbaar vervoerssysteem zou zijn, zou ik mijn auto opgeven. Ik kan mijn auto gemakkelijk opgeven. Voor elektrische auto’s moet er een uitzondering gemaakt worden als er autobeperkende maatregelen genomen worden voor het centrum van Amsterdam. 5. Ik zou overwegen mijn auto op te geven als de binnenstad autovrij gemaakt wordt. 6. Ik denk dat het vervangen van de huidige auto’s door elektrische auto’s een betere aanpak is dan het autovrij maken van de binnenstad. 7. Het is een goed idee om alleen de schoonste auto’s (wat betreft uitlaatgassen en roetdeeltjes) toe te laten in de binnenstad. 8. Op de langere termijn (na 2015) zouden alleen elektrische auto’s toegelaten moeten worden in de binnenstad. 9. Op de langere termijn (na 2015) zouden alle auto’s uit de binnenstad moeten worden geweerd. Figuur 4.2 laat de analyse voor twee dimensies zien. De twee meest relevante kenmerken in de figuur zijn dat de twee genummerde vectorgroepen beide in dezelfde richting wijzen en dat het grootste deel van de punten geconcentreerd is in de rechter helft van de figuur.

45

oo

%o

Figuur 4.2. Attitude-aspecten voorgesteld door vragen en antwoorden De vectoren representeren de vragen samengevat van tabel 4.3. Iedere vector is een weging van alle antwoorden op die speciale vraag. De vector loopt in de richting van de pijl van ’eens’ tot ’oneens’ met de bewering. Een kleine afstand tussen twee punten (respondenten) is het gevolg van een gelijk of identiek patroon (de punten bedekken elkaar) van antwoorden op alle vragen. De spreiding op de horizontale as, dit is de eerste hoofdcomponent die aan de antwoordpatrohen ten grondslag ligt, is groter dan op de verticale as. Dit weerspiegelt zich in het toegelichte verschil van 23% voor de eerste dimensie in vergelijking met de 18% voor de tweede. De interpretatie van de figuur is dat de meerderheid van de respondenten het eens is met de meeste vragen omdat het merendeel der punten te vinden is aan de kant van de pijlen die instemming met de beweringen aangeven. De interpretatie van de x-as is dat deze sterk verband houdt met de vragen 1, 5, 3, 2 en 9. De inhoud van deze vragen laat zien dat deze kunnen worden geïnterpreteerd als gedragsconsequenties van autobeperkende maatregelen: mensen aan de linker rand van de figuur zijn sterk tegen de beweringen, terwijl de respondenten aan de rechter kant de consequenties aanvaarden. De vertieale as houdt verband met de beweringen 6, 4, 7, en 8. De dimensie zou kunnen worden geïnterpreteerd als de positie van elektrische auto’s als autobeperkende maatregelen worden opgelegd. De mensen die te vinden zijn in het onderste gedeelte van de figuur willen dat EV’s van deze maatregelen uitgesloten worden, terwijl men in het bovenste gedeelte de mening is toegedaan, dat deze voor alle auto’s zouden moeten gelden. Bij bestudering van de frequenties in tabel 4.4 kan worden geconstateerd dat 70% van de onderzochte groep voor autobeperkende maatregelen is. Tabel 4.4. Frequenties van autobeperkende maatregelen (samengevatte tabel) Vraagnummer 1 2 3 5 9

Eens en tamelijk eens

Oneens en tamelijk oneens

[%1

[%1

70 26 18 10 32

20 64 70 81 56

Tevens lijken de respondenten ervan uit te gaan dat de maatregelen genomen moeten worden voor andere autobezitters, maar niet voor henzelf. Ze zijn over het algemeen niet bereid hun 46

eigen auto op te geven: met een goed openbaar vervoerssysteem is 26% bereid de auto te laten staan. Anderzijds zegt 18% dat het geen probleem zou zijn om de auto op te geven. Echter bij de vraa9 wat hun intentie is als de binnenstad autovrij gemaakt zou worden, overweegt slechts 10% de auto op te 9even. Zelfs op langere termijn lijkt een autovrije binnenstad geen wenselijke doelstelling, met 56% tegen dit idee. Tabel 4.5. Perceptie van EV’s in het licht van autobeperkende maatregelen (samengevatte tabel) Vraagnummer 4 6 7 8

Eens en tamelijk eens

Oneens en tamelijk oneens

[%1

[%1

41 30 36 31

41 48 46 44

In tabel 4.5 wijzen de antwoordfrequenties erop dat ongeveer 41% een uitzondering wil maken voor EV’s wat betreft de rigoureuze maatregelen, als deze keuzemogelijkheid zich zou voordoen bij het referendum. In het algemeen tonen de frequenties variërend van 44% tot 48% een brede publieke acceptatie van autobeperkende maatregelen aan, maar een vrijsteIling voor EV’s krijgt geen sterke bijval, hoewel de pereentages vóór aanzienlijk zijn. De sloteonclusie is dat er een brede publieke acceptatie is van autobeperkende maatregelen, maar de bewoners van de binnenstad (56%) vinden dat deze maatregelen niet voor hen behoren te gelden. De introductie van elektrische auto’s ondervindt aanzienlijke bijval als de toegankelijkheid van de Amsterdamse binnenstad zou worden beperkt. 4.4.4. Attitude ten opzichte van elektrische auto’s Het was voorzien dat het publiek niet goed geïnformeerd zou zijn over EV’s. Om deugdelijke informatie te verkrijgen werden de vragen over de attitude ten opzichte van EV’s voorafgegaan door basisinformatie over EV’s. Zo werd vermeden dat het onderzoek een onderzoek naar kennis werd, in plaats van een onderzoek naar de denkbeelden en waarden van de respondenten. De informatie uit de vragenlijst wordt weergegeven in tabel 4.6. Tabel 4.6. Informatie over elektrische auto’s uit de vragenlijst De huidige elektrische auto heeft de volgende eigenschappen: Maximumsnelheid is 100 km/uur; Optrekken als gewone auto; Rijdt op één batterijlading ongeveer 100 km; Remweg is iets langer door het gewicht van de batterijen; Batterijen kunnen 800 à 1000 maal opgeladen worden (levensduur is dan 4 jaar); Minder onderhoud nodig dan benzine-auto; Maakt geen motorlawaai; lawaai van banden op de weg blijft; Veroorzaakt geen uitlaatgassen en roetdeeltjes; De batterij wordt opgeladen uit het gewone elektriciteitsnet; Het opladen vanaf lege toestand duurt ongeveer 7 uur: de beschikbaarheid van de auto is dus minder dan die van de benzine-auto; Er hoeft minder geschakeld te worden. Deze informatie is voor een deel afkomstig van ongeveer 20 gesprekken met mensen die ervaring hebben met het rijden in een EV [40]. De op deze wijze verkregen informatie lijkt een redelijk evenwichtig beeld te geven van de prestaties van de huidige elektrische auto. Er is alleen vooruitgelopen op wat in de toekomst nog bereikt moet worden ten aanzien van de levenscyclus van de batterij en misschien is een actieradius van 100 km enigszins te hoog geschat. De op het

47

ogenblik beschikbare auto’s hebben naar verluidt een actieradius van 80 kilometer. De vragen over het EV zijn samengevat in tabel 4.7. Tabel 4.Z Antwoordmogelijkheden betreffende de attitudes ten aanzien van elektrische voertuigen 1. Ik vind de elektrische auto een geschikt vervoermiddel voor gebruik in de stad. 2. Ik sta positief tegenover elektrische auto’s. 3. Ik vind een extra belasting op nieuwe auto’s met verbrandingsmotor een goed idee, mits dat geld zou worden aangewend voor premies op de aanschaf van elektrische auto’s. 4. Als een elektrische auto net zo duur zou zijn als een auto met brandstofmotor, dan zou ik de aanschaf van een elektrische auto met de hiervoor genoemde eigenschappen overwegen als mijn huidige auto zou moeten worden vervangen. 5. Ik vind aparte, lage elektriciteitstarieven voor het opladen van de batterijen van eIektrische auto’s een goede zaak. 6. Ik vind aparte, goedkope parkeerplaatsen voor elektrische auto’s een goede zaak. 7. Ik vind het reserveren van plaatsen op parkee~terreinen uitsluitend voor elektrische auto’s een goede zaak. 8. Ik vind dat het installeren van oplaadpalen bij de kopers van elektrische auto’s tegen dezelfde kosten moet worden uitgevoerd als bij telefoonaansluitingen (± 200 gulden). 9. Ik vind dat het autobeleid in Nederland erop moet worden gericht dat in het jaar 2015 tenminste 10% van alle auto’s in Nederland uit elektrische voertuigen bestaat. 10. lk zou me beperkt voelen in mijn persoonlijke vrijheid van reizen met een elektrische auto. 11. Ik vind het belangrijk om de huidige auto’s te vervangen door elektrische auto’s. 12. Mijn vrienden en kennissen zouden de aanschaf van een elektrische auto positief waarderen. De frequenties van de antwoordmogelijkheden op de vragen uit tabel 4.7 zijn samengevat in tabel 4.8. Getallen tussen haakjes vertegenwoordigen het aantal geldige antwoorden. De antwoorden suggereren duidelijk dat een aanzienlijk gedeelte van de respondenten het eens is met de eerste twee vragen: het merendeel van de respondenten vindt EV’s, met eigenschappen zoals beschreven, geschikt voor gebruik in de stad: 61% is positief en slechts 7% negatief. Om de relaties tussen de verschillende vragen te analyseren is er weer een principale componentenanalyse uitgevoerd. De analyse laat zien dat 54% van de variantie verklaard wordt door twee factoren die ten grondslag liggen aan deze vragen. De eerste factor neemt 43% van de variantie en laat slechts 11% over voor de tweede factor. Hieruit kan worden opgemaakt dat de vragen bijna eendimensionaal zijn: alle vragen houden bijna uitsluitend verband met het gebruik van EV’s. Tabel 4.8. Percentages van antwoorden op attitudestellingen~ Vraag (N) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

(484) (485) (485) (481) (483) (484) (484) (470) (481) (478) (477) (461)

Eens 60 61 24 27 56 39 28 42 49 35 22 20

Tamelijk eens

Eens noch oneens

20 21 19 16 19 14 14 17 17 18 24 17

11 11 13 13 11 13 16 27 21 15 27 49

Tame]ijk oneens 2 2 12 12 4 9 9 3 3 10 8 5

~ De percentages tellen soms niet op tot 100 als gevolg van afrondingen. 48

Oneens 8 5 33 32 10 26 33 11 11 23 19 10

Figuur 4.3 laat zien dat alle vectoren in dezelfde richting wijzen. Respondenten in de twee rechter kwadranten onderschrijven de 12 beweringen. De tweede dimensie wordt voornamelijk paald door vraag 10: Ik voel me in mijn persoonlijke vrijheid van reizen beperkt met een elektrische auto. Respondenten die het met deze bewering eens zijn, zijn in het algemeen tegen EV’s, hetgeen geconcludeerd kan worden uit de negatieve waarde op de x-as.

Figuur 4.3. Attitude tegenover EV’s weergegeven door vragen en antwoorden De eerste dimensie wordt geïnterpreteerd als de attitude ten aanzien van EV’s. In de rechter kwadranten treft men een positieve attitude aan, terwijl een negatieve attitude weergegeven wordt in de linker kwadranten. De kleine hoeken tussen de vectoren laten hoge intercorrelaties zien tussen de vragen. Zo vormen 1, 2, 6, 7 en 9 een groep en 3, 11 en 12 een andere groep. Beide groepen staan in nauwe relatie met de eerste dimensie, maar zijn tegengesteld aan de tweede dimensie. De tweede dimensie wordt gedomineerd door de vragen 10 en 4. Beide vragen hebben gemeen dat ze nauw verband houden met persoonlijke consequenties, terwijl de andere beweringen van algemenere aard zijn. Het is opmerkelijk dat de tekens een omgekeerd verband aangeven tussen beide variabelen: instemming met de opmerking dat het vervangen van de huidige auto door een EV bij de aanschaf van een nieuwe auto te overwegen valt gaat niet gemakkelijk samen met de bevestiging dat de persoonlijke vrijheid beperkt wordt door een EV. Hoewel het één het ander niet uitsluit, viel dit gevonden verband niet te verwachten. De algehele conclusie is dat er een positieve attitude is ten opzichte van EV’s bij een meerderheid van de respondenten. Maar, zoals met behulp van het gedragsmodel in 4.3 is uitgelegd, wil het feit dat een respondent een positieve attitude ten opzichte van EV’s heeft, niet noodzakelijkerwijs zeggen dat hij er ook een zal kopen. In de volgende paragraaf wordt het in 4.3 beschreven gedragsmodel geëvalueerd, waarbij alle aspecten van de psychologische acceptatie bij kaar genomen worden.

4.4.5. Maatschappelijke acceptatie van elektrische auto’s In de introductie werden twee vragen naar voren gebracht: hoe staat men tegenover tEV’s in de Amsterdamse binnenstad en wat zijn de belangrijkste obstakels voor een maatschappelijke acceptatie van EV’s? In paragraaf 4.3 is het verband tussen de verschillende attitudecomponenten beschreven, die in een model zijn opgenomen. Maatschappelijke acceptatie wordt verondersteld te worden bepaald door het huidige autogebruik (als indicatie van de behoefte aan persoonlijke bewegingsvrijheid), de kosten en baten van huidige EV’s, de te verwachten situatie die ontstaat door autobeperkende maatregelen in de Amsterdamse binnenstad en tenslotte de attitude ten

49

opzichte van EV’s met inbe9rip van allerlei juiste en onjuiste ideeën over EV’s. Deze vier aspecten zijn uitgebreid beschreven in de voorgaande paragrafen. In deze paragraaf wordt een slotanalyse gemaakt om er achter te komen welk van de verschillende aspecten als de meest doorslaggevende kan worden aangewezen bij de acceptatie van EV’s. De beste benadering wordt geboden door de vraag ’welke auto kiest u als u een nieuwe auto zou kopen’ als gedragsintentie te interpreteren. De vraag volgt op de kostenvergelijking tussen EV’s, hybride auto’s en ICEV’s, en wordt gebruikt als de afhankelijke variabele in een regressie-analyse. Kosten worden beschouwd van doorslaggevend belang te zijn op het moment dat iemand zich voor de aanschaf van een nieuwe auto gesteld ziet. Een regressie-analyse wordt gewoonlijk gebruikt om een afhankelijke variabele te voorspellen (in dit geval: welke auto moet er gekocht worden) met een aantal onafhankelijke variabelen (attitude, behoefte aan mobiliteit etc.). De resultaten van de regressie-analyse worden weergegeven in tabel 4.9. Tabel 4.9. Regressiecoëfficiënten en significantieniveaus van variabelen Variabelen

R

Houding t.o.v. EV’s Houding t.o.v. EV’s en autobeperkende maatregelen Keuzevrijheid Inkomen Aanschafprijs huidige auto Benodigde tijd voor bereiken ringweg Benodigde tijd voor bereiken geparkeerde auto

0,378 0,396 0,415 0,426 0,433 0,439 0,444

d.f. T-waarde Significantie 1;485 2;484 3;483 4;482 5;481 6;480 7;479

- 8,17 30,69 30,05 - 2,89 1,96 1,87 1,66

0,00 0,00 0,00 0,00 0,05 0,06 0,09

Een algemeen gebruikte maat voor de kwaliteit van het lineaire model dat aan de regressie-analyse ten grondsIag ligt is R2. R2 is de gekwadrateerde correlatie tussen de waargenomen en voorspelde waarde van de afhankelijke variabele. De interpretatie van tabel 4.9 is dat de attitude ten aanzien van EV’s de belangrijkste variabele is om het koopgedrag te kunnen voorspellen. De regressiecoëfficiënt (R) is 0,378. De gekwadrateerde waarde van de coëfficiënt is 0,14, welke gewoonlijk geïnterpreteerd wordt als de variantie van de afhankeIijke variabele, die alleen door de attitude ten aanzien van EV’s wordt verklaard. De volgende variabelen met voorspellingskracht (attitude ten aanzien van EV’s in relatie tot autobeperkende maatregelen, keuzevrijheid, inkomen, aanschafprijs van huidige auto) hebben in die volgorde een lagere T-waarde. Omdat de onderzochte groep groot is, doen enkele andere variabelen in de regressievergelijking hun intrede, ten gevolge van hun aandeel in de T-verdeling, gegeven de vrijheidsgraden (getoond in de d.f.-kolom). Het waargenomen significantieniveau is de waarschijnlijkheid dat er een verschil tenminste zo groot als dat wat waargenomen is, zou zijn ontstaan als de gemiddelden van beide variabelen werkelijk gelijk waren. Dus zijn de variabelen die het laatst in de vergelijking hun intrede deden (tijd op ringweg en geparkeerde auto te bereiken) van minder belang: Zij verklaren geen extra variantie (slechts 0,11), maar worden geïnterpreteerd als neigend tot significantie, hoewel de statistische basis een enigszins sterkere interpretatie toelaat. In deze analyse wordt duidelijk dat rijden in de stad en parkeren, hoewel van beperkte duur, toch worden ervaren al belangrijke factor bij de overweging om een nieuwe auto te kopen. De conclusie is dat de beide attitudevariabelen belangrijker zijn dan de variabele die geïnterpreteerd wordt als keuzevrijheid (een EV maakt iemand minder flexibel) en de financiële variabelen. Een omgekeerd verband met financiële variabelen, die meestal belangrijker zijn dan algemene attitudes, is normaliter te verwachten. Er mag geconcludeerd worden dat de ’beliefs’ valide metingen zijn van de attitudes. Het opnemen van de variabelen ’tijd die nodig is om de ringweg te bereiken’ en ’tijd die nodig is om de geparkeerde auto te bereiken’ bevestigt de conclusie dat

50

het waargenomen belang van deze variabelen niet overgewaardeerd kan worden, ondanks de geregistreerde tijd voor beide vragen, welke geen groot probleem bleek op te leveren. De negatieve T-waarde geeft een negatieve correlatie weer tussen deze variabelen (attitude t.o.v. EV’s, inkomen) en de afhankelijk variabele. De gedragsintentie een EV te kopen of een hybride auto gaat samen met een positieve attitude ten aanzien van EV’s en een hoog inkomen, terwijl de omgekeerde relatie geldt voor deze variabelen en de keuze van een ICEV of het niet overwegen een EV aan te schaffen. Minder dan 15% van de respondenten (67/494) geeft aan het kopen van een EV of hybride auto niet te overwegen, waarvoor zij diverse redenen en bezwaren opnoemen. Er zijn 22 mensen die vinden dat het EV te veel beperkingen heeft: kleine actieradius, het op]aden van de batterij is vervelend, hoge kosten van de batterij, de te verwachten problemen met de aansluiting op het elektriciteitsnet, de levensduur van de batterij is te kort en EV’s hebben minder laadvermogen. Andere respondenten (N=18) beweren dat ze uit financiële overwegingen nooit nieuwe auto’s kopen. Twaalf respondenten geven te kennen dat ze geen auto meer nodig hebben en 9 personen zeggen de auto niet te gebruiken in de binnenstad: zij gaan liever met de fiets. Enkele antwoorden met lagere frequenties waren: 5 personen zeggen niet genoeg van EV’s te weten; - 3 personen verwachten dat het prettiger is in een ICEV te rijden dan in een EV; - 3 staan op het standpunt dat het beter is geen auto te hebben dan in een EV te rijden; - 3 personen denken dat het EV nog niet marktrijp is. De algemene opmerkingen (186/533) aan het eind van de vragenlijst bevatten eveneens interessante informatie over wat men als bezwaren ziet: - Vervanging van ICEV’s door EV’s is geen oplossing voor de parkeer- en milieuproblemen (N=34). Integendeel: batterij-afval zou een probleem kunnen worden en kernenergie zou nodig kunnen zijn. Goed en goedkoop openbaar vervoer is te verkiezen boven een auto (N=6); - Mijn auto is geen statussymbool; mijn autogebruik is beperkt; in de binnenstad gebruik ik een fiets (N=19); - Actieradius is te klein: ik gebruik mijn auto uitsluitend voor lange afstanden buiten de stad (N=12). Bij de evaluatie van het gedragsmodel met betrekking tot de vragenlijst is het duidelijk dat het voorspellen van het werkelijke koopgedrag nog niet mogelijk is. Zolang het kopen van een EV hypothetisch blijft kan als voorspeller van het koopgedrag het beste de gedragsintentie gekozen worden (zie figuur 4.4). Dit onderzoek belicht de belangrijke aspecten van de intentie een EV te kopen. Uit eerder onderzoek [40]) is bekend dat het algemene publiek een beperkte kennis bezit over EV’s en hun prestatie.

Gedrag

Kennis

Figuur 4.4. Herzien model van maatschappelijke acceptatie van EV’s

51

Waarden die met auto’s geassocieerd worden maken geen deel uit van dit onderzoek. Waarden die de samenleving of groeperingen erop nahouden ten aanzien van milieu en mobiliteit zijn ook niet onderzocht. De relatie tussen ’beliefs’ en attitude wordt geëvalueerd als een intern en extern gevalideerde en robuuste meting. De relatie tussen attitude en gedragsintentie is sterk, de variantie wordt sterker verklaard door attitudes dan door financiële variabelen. De herziening van het model op grond van waargenomen relaties suggereert dat kosten en baten en technische prestatie apart beschouwd moeten worden. Eigenlijk mogen deze variabelen het model op verschillende plaatsen binnenkomen: welke kosten en baten worden redelijk geacht in verband met de milieubelasting of welke technische prestatie is voldoende met betrekking tot het gebruik dat de mensen van hun auto maken? Beide vragen laten iets van de structuur van de persoonlijke waarden of het denksysteem van de respondenten zien. Daarom zijn deze variabelen boven of achter het model afgebeeld. De implicatie is dat de relaties tussen de verschillende delen van het model nog niet helemaal begrepen worden. EV’s met de aangegeven technische karakteristieken en kosten (zoals eerder beschreven in de vragenlijst) zijn over het algemeen acceptabel voor de bevolking van de Amsterdamse binnenstad. Het aceeptatieniveau kan zelfs verhoogd worden als er een besluit komt om autobeperkende maatregelen te treffen.

4.5. Conclusies en aanbevelingen De voornaamste conclusie is dat het marktpotentieel voor EV’s in de Amsterdamse binnenstad tussen de 53% en de 85% van de huidige autopopulatie ligt. Met ongeveer 25.000 auto’s van mensen die in de binnenstad wonen ligt het marktpotentieel dus in de orde van 14.000 tot 20.000 EV’s. Dit potentieel is afgeleid uit de prestaties van de huidige EV’s vergeleken met het huidige autogebruik, de algemene attitude tegenover EV’s en de kosten en baten van EV’s zoals weergegeven in de vragenlijst. In de praktijk zal het ware potentieel b~fnvloed worden door de advertenties waarmee de introductie van EV’s gepaard zal gaan. De bevindingen die hier gepresenteerd worden zijn aan verandering onderhevig naarmate de tijd verloopt en als gevolg van speciale factoren. Opinie-onderzoek kan alleen resultaten opleveren voor een bepaalde groep in een specifieke situatie op een gegeven ogenblik. Dit kan geïllustreerd worden door onderzoeksresultaten die in 1983 werden gepubliceerd in een speciale uitgave van Urban Transport Research in 1983, waarin slechts 10 jaar geleden geconcludeerd werd dat er geen marktpotentieel was voor EV’s [41]. Technische vooruitgang in batterij-ontwerp en het toenemend milieubewustzijn hebben de situatie aanzienlijk veranderd. In hetzelfde nummer werd een positieve attitude ten opzichte van EV’s gerapporteerd: 78% van de respondenten (N= 100) was positief ten aanzien van EV’s. Speciale factoren zoals autobeperkende maatregelen voor binnensteden maar met uitzondering van EV’s, of een geleidelijk afnemend netto inkomen per huishouden zou de introductie van EV’s kunnen beïnvloeden. Benadrukt moet worden dat bij de bevolking van de Amsterdamse binnenstad een hoge ontwikkelingsstandaard en een hoog inkomen domineren. De betekenis van de resultaten van dit onderzoek moeten voorzichtig gehanteerd worden bij toepassing op andere stedelijke agglomeraties. Een praktisch punt dat niet volledig is 9eëvalueerd in dit opinie-onderzoek is de batterij-oplaadproeedure, hetgeen inhoudt dat auto’s worden aangesloten op het elektriciteitsnet bij oplaadplaatsen in de straat. Deze oplaadplaatsen kunnen veiligheidsvraagstukken oproepen en bloot staan aan vandalisme. Wat nog belangrijker is: het imago van het EV kan geschaad worden bij het gezicht van kabels die over straat liggen, tn tegenstelling daarmee: de ontwikkeling van een goede infrastructuur voor EV’s zou een positieve attitude kunnen bevorderen. Hier rijst de vraag naar de volledigheid van het onderzoek: waren alle relevante variabelen opgenomen in de vragenIijst en was de presentatie van de feiten gedetailleerd genoeg? Er kan hierop geen zeker antwoord gegeven worden, behalve dat het duidelijk is dat in de toekomst attitudes ten opzichte van EV’s zullen verschillen van de attitudes die geëvalueerd zijn in dit onderzoek.

52

De prijs van EV’s moet concurrerend zijn met die van ICEV’s, ervan uitgaande dat nieuwe auto’s gemiddeld 29.700 gulden kosten. Bijzondere aandacht moet besteed worden aan de batterijkosten wegens de hoge uitgave die vervanging met zich meebrengt. Een alternatief zou de ontwikkeling van een huursysteem voor batterijen kunnen zijn. Aanbevelingen voor de introductie van EV’s kunnen worden afgeleid zowel uit deze onderzoeksresultaten als uit algemene informatie uit ander onderzoek [40] over de aantrekkelijkheid van EV’s voor verschillende potentiële klantengroepen. Als ten opzichte van eonventionele auto’s de prijzen voor IEV’s (+25%) en hybride auto’s (+40%) als vanzelfsprekend worden beschouwd en een oplossing wordt gevonden voor het lange afstand gebruik (in het bijzonder voor vakanties), zou de introductiestrategie voor EV’s moeten worden verlegd van de autoparkbezitters naar het marktsegment gevormd door de kopers van nieuwe auto’s. De levensduur van de batterij en de vervangingskosten kunnen voor een probleem zorgen dat opgelost moet worden. Vanuit het milieustandpunt is het veel belangrijker het grotere marktsegment van kopers van nieuwe auto’s te benaderen dan het relatief kleine segment van autoparkbezitters. Vaak wordt gedacht dat eigenaren van wagenparken speciale belangstelling hebben voor de introductie van EV’s. Uit gesprekken met ondememers bleek dat deze veronderstelling wel eens niet juist zou kunnen zijn. Bij wagenparken met auto’s van slechts één merk kan de introductie van een tweede merk ernstige logistieke problemen geven. Niet alle chauffeurs kunnen op elk gewenst tijdstip op alle auto’s ingezet worden (EV’s moeten opgeladen worden). In contracten met klanten kunnen clausules over slechte service staan. Operationele beschikbaarheid is in zulke gevallen zeer belangrijk. In één geval was bedrijfszekerheid 30% hogere investeringskosten waard voor nieuwe auto’s. De logistieke zekerheid moge bij kleinere ondernemingen van minder belang zijn, maar daar kan de operationele vrijheid beperkt worden door gebrek aan financiële middelen. Vanwege de grote verscheidenheid van overwegingen verdient het aanbeveling de besluitvormingsprocessen te onderzoeken, waarmee de aankoop van auto’s in het algemeen en EV’s in het bijzonder gepaard gaan, omdat verwacht wordt dat EV’s in ieder geval gekocht zullen worden door bedrijven en ondernemers in binnensteden (met of zonder autobeperkende maatregelen)~ Meningen en overwegingen van ondememers kunnen een waardevolle bron van suggesties opleveren voor de introductie van EV’s en kunnen bijdragen tot een gebruiksvriendelijk ontwerp. Het is niet duidelijk of autobeperkende maatregelen voor de Amsterdamse binnenstad een grotere vraag naar EV’s zullen opwekken. Op het ogenblik is het onmogelijk deugdelijke informatie te verkrijgen van de in de binnenstad gevestigde ondememers omdat zij sterk tegen het idee van autobeperkende maatregelen gekant zijn (tegen het houden van het referendum zijn enige juridische stappen genomen). De maatschappelijke koste~ van autoverkeer en openbaar vervoer zijn vaak moeilijk te schatten. In de speciale uitgave van Urban Transport Research [41] worden de kosten van de schadelijke effecten voor de gezondheid van de mens en de psychologische stress besproken en verdeeld in directe en indirecte kosten. Zowel methodoIogische problemen als onvoldoende kennis ten aanzien van de effecten van welke emissieniveaus dan ook, bemoeilijken de bepaling van de maatschappelijke kosten. Aanbevolen wordt een maatschappelijke kostenstudie uit te voeren naar de gevolgen van verkeersemissies voor de gezondheid van de mens, in het bijzonder in de binnensteden, waar de kosten naar verwachting aanzienlijk zijn. Lagere maatschappelijke kosten als een neveneffect van grootschalige introductie van EV’s, zouden gebruikt kunnen worden als een motief om financiële barrières voor het EV te overwinnen. Tussen de verschillende belanghebbenden is een discussie gaande over het positioneren van het EV als conventioneIe auto met bijzondere eigenschappen of als een ’groen’ alternatief. Voorstanders van de conventionele auto vinden dat EV’s zo gemaakt moeten worden dat ze vergelijkbaar zijn met conventionele auto’s, door gebruik te maken van elektrisch werkende functies, zelfs al vergt dit elektrische totaalontwerp meer batterijen. Aanhangers van het groene alternatief stellen dat EV’s niet vergelijkbaar zijn en daarom op andere wijze op de markt moeten worden gebracht. Er blökt een fundamenteel meningsverschil te zijn: het ene kan als gebruikersstandpunt

53

worden aangemerkt en het andere als milieustandpunt. Voordat grootschalige introductie van EV’s plaats heeft met de bijbehorende advertentiecampagnes en de richting van onderzoek en ontwerp hierdoor mede bepaald wordt, is het belangrijk de motieven die aan koopgedrag ten grondslag liggen te onderzoeken. Voor het gedragsmodel vereist dit onderzoek naar de relatie tussen waarden, maatschappelijke en persoonlijke normen en overtuigingen. Tenslotte is het aan te bevelen de relatie te bestuderen tussen gedrag en gedragsintenties, zodra er EV’s op de markt verkrijgbaar zijn. De nu gevonden positieve attitude ten opzichte van EV’s hoeft niet noodzakelijkerwijs te betekenen dat koopgedrag gerealiseerd zal worden tegen de tijd dat grootschalige introductie plaatsvindt.

54

5. DE MARKT VOOR ELEKTRISCHE AUTO’S IN AMSTERDAM 5.1. lnleiding In dit hoofdstuk worden de verkeersstromen in Amsterdam in 1990 geanalyseerd. Reismotief, soort auto en afgelegd aantal kilometers per etmaal zijn daarbij de cruciale variabelen. Tevens worden deze verkeersstromen gekwantificeerd en worden schattingen voor de jaren 2000 en 2010 gegeven. Deze schattingen vormen de basis voor een penetratiemodel dat de mogelijke marktpenetratie van elektrische auto’s in de jaren 2000, 2005, 2010 en 2015 beschrijft. De hulp van de heer G. Brohm van de dienst Ruimtelijke Ordening van de gemeente Amsterdam om de benodigde data te structureren is van grote waarde geweest.

5.2. Verkeer en vervoer in de agglomeratie Amsterdam 5.2:~ l~~]nleiding Het vërkeer in de agglomeratie Amsterdam beperkt zich uiteraard niet alleen tot het verkeer van de bewoners en de aldaar gevestigde bedrijven. Bedrijven worden door derden bevoorraad, er is veel bezoekers- en toedstenverkeer, woon-werkverkeer en beroepsverkeer (]oodgieters, aannemers, installateurs, energiebedrijf, politie enz.). Het dagelijkse verkeer in Amsterdam wordt voor een belangrijk deel door deze verkeersstromen bepaaId. In Amsterdam geven de omvang en afwikkeling van het autoverkeer, met name in de binnenstad reden tot zorg. Het Gemeentebestuur heeft beleid ontwikkeld om alle verkeersstromen in Amsterdam in goede banen~te leiden. Hierbij kan aan de volgende maatregelen worden gedacht: - Uitbreiding van de ruimte voor fietsers en voetgangers; - Beperking van het doorgaand autoverkeer door het invoeren van een eenrichtingssysteem naar de parkeerterreinen en -garages; - Een verdeling van parkeerpIaatsen naar plaatsen voor kort en lang parkeren; - Concentratie van parkeren in gebouwde voorzieningen in het stadshart ter compensat~e van het opheffen van parkeervoorzieningen op de openbare weg; - Verbetering van de doorstroming van het openbaar vervoer; Onderzoek naar de mogelijkheden van stadsdistributiecentra. Uitgaande van de uitvoering van het Amsterdamse beleid zullen de verkeersstromen in de toekomst evenwel groot blijven, zoweI in de periferie als in de binnenstad. Uit de statistieken van de Gemeente Amsterdam blijkt, dat het autobezit onder de bewoners van Amsterdam licht groeit, met hetzelfde percentage als het aantal bewoners, zie figuur 5.1.

55

Autobezit t.o.v, bevolking [%] 0,5

0,4

0,3 0,2

0,1

1974 1976

1978

1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 [jaren] Amsterdam

Amsterdam

1994 t996 1998 2000

Nederland

Figuur 5.1. Ontwikkeling van de bevolking en het autobezit in Amsterdam In het jaar 2000 zal ca. 26% van de Amsterdamse bevolking een auto bezitten, tegenover 43% in 2000 landelijk. Het autobezit van de bewoners van de binnenstad zal niet sterk groeien en blijft op ca. 22 à 23%. Ten behoeve van dit onderzoek worden de volgende verkeersstromen onderscheiden: - Privé verkeer van bewoners van Amsterdam, anders dan woon-werkverkeer; - Woon-werkverkeer, te onderscheiden naar woon-werkverkeer van bewoners van Amsterdam (woonforenzen) en woon-werkverkeer vanuit de regio naar Amsterdam (werkforenzen); - Openbaar vervoer; - Nutsverkeer; - Bevoorradingsverkeer; - Zakelijk verkeer. In de volgende paragrafen zal elk van deze typen verkeer nader worden besproken.

5.2.2. Privé verkeer door bewoners van Amsterdam Het privégebruik op werkdagen is door de Dienst Ruimtelijke Ordening (DRO) van Amsterdam goed in kaart gebracht. Ongeveer 40% bewoners van de Amsterdamse binnenstad heeft de auto alleen voor het weekend- en vakantieverkeer. Deze bewoners dragen niet bij aan de verkeersdrukte op werkdagen in de binnenstad; zij nemen wél een parkeerpIaats in beslag. Bij de 60% die de auto we] op werkdagen gebruikt, zijn de redenen van gebruik zeer divers: sport, familiebezoek, woon-werk, etc. Tabel 5.1. geeft een overzicht van het privégebruik van auto’s door de bewoners van Amsterdam (N.B. auto’s die in de eerste plaats voor woon-werkverkeer worden gebruikt zijn hierbij niet inbegrepen).

56

Tabel 5.1. Aantal auto’s voor privégebruik van bewoners, verdeeld naar gemiddeld gereden afstand per werkdag Werkdag < 50 km/etmaal 51 - 100 km/etmaal 101-150 km/etmaal 151-200 km/etmaal > 200 km/etmaal

78.300 10.800 900

Totaal

90.000

5.2.3. Woonowerkverkeer met de auto In de agglomeratie van Amsterdam wonen ca. 309.000 mensen met een betaalde baan. Van de werkenden werkt 76% in de agglomeratie van Amsterdam zelf en de overige 24% (ca. 42.500 personen) daarbuiten. Van deze groep werkt ca. 40% ten zuiden van Amsterdam (in Amstelveen, de Haarlemmermeer en Schiphol), 30% in Noord Holland Noord en de overige 30% verspreid over de rest van Nederland. Van de bewoners, die buiten Amsterdam werken, gebruiken er ca. 13.500 de auto voor het woon-werkverkeer. Het gebruik van de auto voor woon-werkverkeer van Amsterdammers die in de stad zelf werken is groot. Dit verkeer betreft ca. 45.000 auto’s. Hoewel de omvang van deze verkeersstroom door het automobiliteitsbeperkend beleid van de centrale overheid, door een toenemend milieubewustzijn en door een zich wijzigende leefstijl van mensen enigszins zal verminderen, zullen ook in de toekomst vele Amsterdammers met de auto naar hun werk gaan. Tabel 5.2 geeft een overzicht van het woon-werkverkeer vanuit Amsterdam. Tabel 5.2. Woon-werkverkeer door bewoners van Amsterdam Personenauto’s -< 50 km/etmaal 51 - 100 km/etmaal 101 - 150 km/etmaal 151-200 km/etmaal > 200 km/etmaal

45.430 11.800 1.770

Totaal

59.000

Van de 58.000 autoforenzen, die vanuit de regio naar Amsterdam reizen, rijden er ca. 70% minder dan 100 km/etmaal. Hierin zijn de kilometers die de forens die dag voor andere doeleinden rijdt, meegerekend. Het hoofddoel is evenwel woon-werkverkeer. Tabel 5.3. Woon-werkverkeer komend naar Amsterdam

< 50 km/etmaal 51 - 100 km/etmaal 101 - 150 km/etmaal 151-200 km/etmaal > 200 km/etmaal

20.300 20.300 10.440 4.640 2.320

Totaal

58.000

57

Uit de tabellen .5.2 en 5.3 kan worden afgeleid dat 56% van alle autoforenzen minder dan 50 kilometer per dag afleggen en B3% minder dan 100 km.

5.2.4. Openbaar vervoer In deze studie worden taxi’s als een (individuele) vorm van openbaar vervoer gezien. Tabel 5.4 geeft een overzicht van het openbaar vervoer in Amsterdam, dat met auto’s geschiedt, dus exclusief metro en tram. Tabel _5.4. Openbaar vervoer met taxi’s en bussen

50 km/etmaal 1 - 100 km/etmaal 01 ~ 150 km/etmaal 51- 200 km/etmaal 200 km/etmaal Totaal

Taxi’s

Minibussen

0 120 300 120 60

0 3 8 3 2

600

15

Bussen

350

5.2.5. Nutsverkeer Onder het nutsverkeer wordt verstaan het verkeer met vervoermiddelen van de volgende gemeentelijke diensten van Amsterdam: Gemeentelijk energiebedrijf, waterleidingbedrijf, havenbedrijf, politie en gemeentelijke diensten zoals parkeerbeheer, secretarie, milieudienst, stadsdeelraden. De categorie speciale voertuigen, zoals hoogwerkers en motoren wordt in deze studie niet meegenomen. Tabel 5.5 geeft het aantal verreden kilometers per soort voertuig en per etmaal weer. Tabel 5.5. Nutsverkeer Personenauto’s 50 km/etmaal 1 - 100 km/etmaal 01 - 150 km/etmaal 51-200 km/etmaal 200 km/etmaal Totaal

Bestelauto’s

Vrachtauto’s

249 429 285 40 75

355 220 30 9 2

187 263 52 28 73

1.078

616

603

De auto’s rijden dagelijks voornamelijk in en rond Amsterdam. Ca. 75% van deze auto’s rijdt minder dan 100 km per dag, maar de gebruiksintensiteit (het aantal ritten per dag) is hoog.

5.2.6. Bevoorradingsverkeer De infrastructuur van Amsterdam is historisch bepaald. Het bevoorraden van bedrijven is moeilijk vanwege de vele smalle straten, de grachten, het straatmeubilair, de voetgangersgebieden, en doordat vele winkels in de binnenstad via de voordeur beleverd moeten worden. In de binnenstad zit voornamelijk de kleine (specialistische) detailhandel, en veel restaurants, hotels etc.. Omdat vooral in de binnenstad de uitbreidingsmogelijkheden qua ruimte beperkt zijn, gaat de uitbreiding van verkoopvloeroppervlak veelal ten koste van de magazijnruimte. Dit heeft dan vaak tot gevolg dat de winkels vaker bevoorraad moeten worden. De detailhandel in de binnenstad wordt gemiddeld 2,8 maal per dag beleverd, de beleveringsfrequentie van dienstverlenende

58

instanties is 1,7 [17]. Per saldo is het aantal bevoorradingen in de afgelopen jaren aanzienlijk gestegen en de zendingsgrootte gedaald. In [17] wordt geeoncludeerd, dat bij ongewijzigd beleid het aantal bevoorradingen van de binnenstad zal toenemen. Tabel 5.6 is opgesteld aan de hand van [42] en cijfers afkomstig uit [17]. De verdeling naar kilometrage per etmaal is afkomstig van ~17~. Tabel 5.6. Bevoorradingsverkeer Personenauto’s

Bestelauto’s

Vrachtauto’s

1.177 2.354 1.177 883 294

530 2.118 5.295 2.118 530

353 1.059 1.412 2.824 1.412

5.884

10.591

7.061

50 km/etmaal 1 - 100 km/etmaal 01 - 150 km/etmaal 51 - 200 km/etmaal 200 km/etmaal Totaal

5.2.7. Beroepsverkeer Onder beroepsverkeer wordt verstaan het verkeer dat ten behoeve van het uitoefenen van een functie of een bedrijf in Amsterdam rijdt (uitgezonderd nutsverkeer, openbaar vervoer en bevoorradingsverkeer). Dit kunnen dus auto’s van vertegenwoordigers, onderhoudsmonteurs, aannemers of loodgieters zijn. In de berekeningen is dit de restgroep. Het zakelijke verkeer zoals berekend in [42] bevat een deel van het personenauto- en bestelautoverkeer voor bevoorrading, van het personenvervoer en van het verkeer door nutsbedrijven. Na verrekening hiervan resteren ca. 56.000 auto’s. Aangenomen wordt, dat 10% hiervan bestelauto’s zijn I43]. Het aantal vrachtauto’s in het beroepsverkeer is gelijk aan het totale aantal vrachtauto’s dat in Amsterdam rondrijdt [42] minus het aantal vrachtauto’s dat gebruikt wordt voor bevoorrading.

Tabel 5.Z Beroepsverkeer Personenauto’s 50 km/etmaal 1 - 100 km/etmaal 01 - 150 km/etmaal 51-200 km/etmaal 200 km/etmaal Totaal

Bestelauto’s

Vrachtauto’s

23.564 19.466 5.123 2.049 1.025

2.618 2.163 569 228 114

367 1.100 1.467 2.935 1.467

51.227

5.692

7.336

Omdat het beroepsverkeer voertuigen omvat waarmee ook van de woning naar het werk wordt gereden en dit verkeer zowel van binnen Amsterdam als vanuit de regio rond Amsterdam komt, is de verdeling van dit verkeer naar kilometrage per etmaal gebaseerd op de etmaalkilometrages van het inkomend en uitgaand woon-werkverkeer.

5.3. Het autogebruik in 2000 en 2010 Uit de analyses van de verkeersstromen is gebleken dat 89% procent van de voertuigen die in Amsterdam rijden personenauto’s zijn, waarvan het merendeel in particulier bezit. Hiervan wordt 44% gebruikt voor woon-werkverkeer, 34% voor privéverkeer en 22% voor beroepsverkeer. De bestelauto’s (6% van het totaal) worden voor 34% gebruikt in het beroepsverkeer en voor 63% in het bevoorradingsverkeer. De vrachtauto’s ( 5% van het totaal) worden voor 46% gebruikt in het bevoorradingsverkeer en voor 54% in het beroepsverkeer.

59

Ten einde het autogebruik in Amsterdam op een werkdag in de jaren 2000 en 2010 te kunnen bepalen zijn berekeningen gemaakt op basis van de getallen in de vorige paragraaf. De ophoging naar de bovengenoemde zichtjaren heeft plaatsgevonden aan de hand van de bevolkingsgroei, werkgelegenheid en de realisatie van het Amsterdamse beleid inzake het stimuleren van het gebruik van het openbaar vervoer. De aantallen auto’s naar soort en afstandsklasse voor de jaren 1995, 2005 en 2015 zijn bepaald door intra- en extrapolatie, Tabel 5.8. De ontwikkeling van het aantal inwoners van en de werkgelegenheid in Amsterdam 1990

2000

2010

Bevolking Aantal Index

764.900 100

810.794 106

856.688 112

Werkgelegenheid Arbeidsplaatsen Index

440.000 100

470.000 107

490.000 111

Wat betreft de ontwikkelingen van het aantal auto’s in Amsterdam zijn per reismotief de volgende veronderstellingen gedaan. Het woon-werkverkeer zal gedurende de periode 1990 - 2000 stijgen met 22 à 25%, daarna zal het door de realisatie van het Amsterdamse openbaar vervoersbeleid dalen tot ca. 6% boven het niveau van 1990 in het jaar 2010. Het aantal auto’s, dat wordt ingezet voor openbaar vervoer (waaronder dus in deze studie ook de taxi’s gerekend worden) zal daardoor flink stijgen, tot 2000 met 18% en tot 2010 met 27% ten opzichte van 1990. Het aantal auto’s van bewoners van Amsterdam (het privéverkeer) en het beroepsverkeer (de zakelijke auto’s) zal mee stijgen met de groei van de bevolking. Het bevoorradings- en nutsverkeer stijgt met een percentage gelijk aan de som van het bevolkingsgroeipercentage en de helft van het werkgelegenheidsgroeipercentage. Het autogebruik op een werkdag in 1990 en bovengenoemde zichtjaren is samengevat in tabel 5.9. Tabel S.9. Autogebruik op een werkdag in 1990, 2000 en 2010

Totaal auto Amsterdam Personenauto Bestelauto, minibus Vrachta uto/bus

1990

2000

2010

298.053 265.789 16.914 15.350

337.297 302.853 18.025 16.418

329.071 292.825 18.985 17.260

5.4. De markt voor elektrische auto’s 5.4.1. Verschillende soorten elektrische auto’s Op dit moment worden 3 soorten elektrische auto’s onderscheiden: De compacte elektrische stadsauto en de elektrische auto, gebaseerd op de traditionele auto en de als geheel nieuw concept ontwikkelde elektrische auto, die geheel gelijkwaardig moet zijn aan de traditionele auto. Tevens kan nog een onderscheid gemaakt worden naar een hybride (brandstofmotor en een elektromotor) en een puur elektrische auto. De ontwikkeling van de compacte stadsauto is in feite een afgeleide van de stadsauto’s met dieselmotor, zoals deze in Frankrijk, met name in Parijs, en in Japan rijden. De ontwikkeling en fabricage ervan is voornamelijk in handen van kleine bedrijven, niet van de traditionele auto-industrie. Aan de vormgeving wordt niet veel aandacht besteed, mede omdat de aërodynamica geen rol speelt gezien de lage snelheden van dergelijke auto’s. De bekende autofabrikan-

6O

ten baseren de ontwikkeling van elektrische auto’s op hun conventionele modellen. De ontwikkeling is inmiddels in een zodanig stadium, dat zowel de Amerikaanse, als de Europese fabrikanten in principe produktierijpe modellen hebben. Prototypes rijden rond bij overheidsinstellingen, transport- en energiebedrijven. Er worden series van 25 tot 100 exemplaren tegelijk in de praktijk getest [Ford]. General Motors stelt, dat de invoering van de elektrische auto meer een kwestie van marketing is dan van techniek. Volgens de traditionele autofabrikanten mag een elektrische auto niet onderdoen voor een conventionele, hetgeen inhoudt, dat de styling en de prestaties de conventionele auto moet benaderen. 5.4.2. Marktsegmentatie Over de wijze hoe en welke elektrische auto geïntroduceerd moet worden wordt verschillend gedacht. Naast de elektrische auto als alternatief voor de traditionele auto als (privé) vervoermiddel kan deze worden gezien als onderdeel van een totaal vervoerssysteem, inclusief openbaar vervoer (trein, metro, tram, bus). Bij de introductie van een geïntegreerd vervoerswijzesysteem, waarin de elektrische stadsauto gezien wordt als een individuele vorm van openbaar vervoer kunnen enerzijds infrastructurele problemen opgelost worden, maar komen er anderzijds beheersproblemen bij. Ook wordt de mogelijkheid onderzocht om de elektrische auto samen met een traditionele auto (voor de lange afstanden) in één verhuurcontract onder te brengen, waarbij een geautomatiseerd abonnementsysteem de huurder optimaal ten dienste moet zijn. Deze constructie kan worden gezien als een alternatief voor het traditionele autogebruik van stadsbewoners. Zoals uit de verreden kilometers per verkeersstroom blijkt, wordt de auto op werkdagen voornamelijk voor korte afstanden gebruikt. De vraag is of zo’n systeem rendabel geëxploiteerd kan worden, met andere woorden, is het mogelijk om op rendabele wijze in één contract elektrische auto’s ten behoeve van stadsgebruik en traditioneIe auto’s ten behoeve van de langere afstanden onder te brengen. In deze studie is gekozen voor de penetratie van de elektrische auto als alternatief voor de traditionele auto in (privé) gebruik. De elektrische auto samen met een traditionele auto in één verhuurcontract of als onderdeel van een openbaar vervoerssysteem worden niet in de berekeninR gen betrokken. 5.4.3. Segmentatie naar doelgroepen Bij de introductie van elektrische auto’s zullen (semí-) overheden een voortrekkersrol moeten vervullen. Door de eerste series elektrische auto’s te kopen zullen zij de fabrikanten/importeurs moeten ondersteunen bij de introductie ervan en op die wijze de introductie in andere sectoren (beroepsverkeer, woon-werkverkeer) bevorderen. De rol van de lokale, regionale en nationale overheid als voortrekkers kan cruciaal zijn voor het toekomstige succes van de elektrische auto. Hierbij wordt gedacht aan het gebruiken van elektrische auto’s door de nutsbedrijven van de gemeente Amsterdam. Een andere belangrijke doelgroep om een grootschalige penetratie op gang te brengen is het zakelijke verkeer. Het beroepsverkeer, dat per dag minder dan 50 kilometer rijdt en veelal in de stad blijft zal de beperkte actieradius en de lage topsneIheid niet als beperking hoeven te ervaren. Als het onderscheid puur elektrisch en hybride bes~houwd wordt komt ook het inkomende en uitgaande woon-werkverkeer in aanmerking, zeker dat deel, dat gebeurt met een dure lease-auto van het bedrijf. Als categorie dient ook het zakelijke personenautoverkeer genoemd te worden. Zeker in de duurdere klasse zakenauto’s zal de hybride uitvoering een penetratiekans maken. Dit omdat in lease situaties de lease-prijs niet erg veel hoger zal worden en de flexibiliteit voor de "duurdere" zakenman voor groter belang is. Tevens kan de welvarende bewoner van de binnenstad in het beginstadium van de penetratie en de aanvaarding van de elektrische auto als volwaardige vervanger van het stedelijk autoverkeer een belangrijke rol spelen. Zeker de bewoner van dat deel van de stad, dat getroffen zal worden door automobiliteitsbeperkende maatregelen. Als Amsterdam ertoe over zal gaan om alleen dan

61

aan bewoners parkeervergunningen te verstrekken, indien zij in het bezit zijn van een elektrische auto, zullen ze waarschijnlijk als eerste particulieren besluiten een elektrisehe auto te kopen. Als laatste groep dienen huishoudens met een tweede auto genoemd te worden en wel dat deel van de huishoudens, dat de tweede auto voor andere doelen gebruikt dan de eerste auto en welvarend genoeg is om een relatief ~~dure~~ elektrische auto te kopen. Huishoudens met meerdere auto’s maar voor hetzelfde doel, bijvoorbeeld woon-werkverkeer e.d., en waarbij de Ieden een min of meer zelfstandig leven leiden (geen onderlinge afhankelijkheid) zullen afvallen. Tevens zullen bezitters van goedkope tweede auto’s afvallen. De auto is van een beduidend mindere kwaliteit dan de eerste auto. Resumerend kan gesteld worden, dat er van het tweede autobezit dan maar een vrij klein deel overblijft, dat in aanmerking komt voor een elektrische auto. Ook de categorie privéverkeer valt voor een groot gedeelte af, omdat het verreden aantal kiIometers per etmaal weliswaar klein is, maar het weekend in vakantiegebruik de voornaamste reden is voor het autobezit.

5.4.4. De ontwikkeling van de penet~’atie Bij de introductie hoeft de rentabiliteit van de elektrische auto niet erg groot te zijn. Sommigen vinden de voortrekkers rol zeer aantrekkelijk. Het zal dan evenwei niet om grote aantallen gaan. Twee partijen die van belang zijn bij de aanschaf van een elektrische auto zijn de overheid en de fabrikanten. De rol van de overheid, met name wat betreft regulering en subsidiëring wordt in hoofdstuk 9 uitgebreid behande]d. Waren er in het recente verleden veelal commerciële redenen voor het introduceren van aangepaste en nieuwe technologieën, nu zijn het ook maatschappelijke problemen, waardoor aanscherping van regels plaatsvindt, die produktontwikkeling noodzakelijk maken. De maatschappelijke druk om te vernieuwen (minder schadelijke of onschadelijke produkten) wordt steeds groter. Fabrikanten zullen meer dan ooit tevoren sneller met nieuwe produkten op de markt komen, die aan die nieuwe regels voldoen. De nieuwe techniek wordt sneller geaccepteerd en de penetratie verloopt sneller. De autofabrikanten worden in hun produktontwikkelingsactiviteiten min of meer gedwongen, door de milieuproblemen die zich vooral in binnensteden manifesteren, om meer aandacht te besteden aan elektrische auto’s. De verwachting is, dat alle (grote) autofabrikanten binnen enkele jaren met een assortiment elektrische voertuigen op de markt zullen komen, zowel personenauto’s als bestelbusjes. Om de penetratie succesvol te laten verlopen zullen zij meer dan bij de bekende traditionele auto optimale service moeten kunnen verlenen, zodat de gebruikers van de elektrische auto geen nadelen van de nieuwe technologie ondervinden en zodat de beeldvorming van de elektrische auto positief beïnvloed wordt.

5.5. De berekeningswijze van de penetratie Het vaststellen van de penetratie van elektrische auto’s in een toekomstig jaar verloopt in drie stappen. Op grond van de in hoofdstuk 3 afge]eide haalbare actieradius per soort auto is vastgesteld welk deel van het voertuigpark elektrisch zou kunnen worden, indien alleen gekeken wordt naar de gereden afstand op werkdagen. Zoals reeds in hoofdstuk 2 is opgemerkt, wordt voor personen- en bestelauto’s en bussen alleen uitgegaan van puur e]ektrische auto’s en voor vrachtauto’s alleen van hybride uitvoeringen waarvan de actieradius van de elektromotor ca. 50 km is. Uit de resultaten van hoofdstuk 3 kan voor personen- en bestelauto’s het volgende afgeleid worden: Vanaf 1995: alleen de klasse 0-50 km komt in aanmerking; - Vanaf 2000: de klassen 0-50 en 50-100 km; - Vanaf 2005: de klassen 0-50, 50-100 en 100-150 km; - Vanaf 2010: de klassen 0-50, 50-100, 100-150 en 150-200 km.

62

Impliciet is hier aangenomen dat er een ge]eidelijke ontwikkeling is vanuit de middellange termijn doelstellingen voor het eind van de jaren negentig en de lange termijn doelstellingen voor 2010. Desondanks is er, omdat de afstandsklassen niet verder onderverdeeld zijn, toch sprake van discontinuïteiten: in de jaren 2000, 2005 en 2010 komt er een afstandsklasse bij. Dit hoeft geen irreële voorstelling van zaken te zijn: het zou het gevolg kunnen zijn van een doorbraak in het onderzoek naar batterijen met een hogere energiedichtheid. Tenslotte is de marktpenetratie van elektrische auto’s per gebruiksmotief gemodelleerd door middel van een penetratiecurve, die weergeeft welk percentage van de auto-aankopen elektrisch is (of hybride in het geval van vrachtauto’s). Deze penetratiecurve weerspiegelt de eerder genoemde factoren die de penetratie van elektrische auto’s beïnvloeden. Resumerend zijn dat: - De beschikbaarheid van elektrische voertuigen op de markt. In deze studie wordt aan dit punt geen aandacht besteed. Aangenomen wordt dat de (europese, wereldwijde) produktiecapaci~ teit van eIektrische auto’s voldoende groot zal zijn om aan de vraag te voldoen (zie ook de uitspraak van Volkswagen in EVP 15-7-~99~: "In five years the battery-powered car will be ready to run off the assembly line"); - Auto’s hebben een gemiddelde levensduur van 10 jaar, waardoor de ’ombouw’ van een voertuigpark slechts geleidelijk kan verlopen. Hiermee wordt rekening gehouden door niet rechtstreeks het marktaandeel van elektrische auto’s te modelleren, maar de penetratiecurve toe te passen op de jaarlijkse vervangings- en uitbreidingsvraag; De elektrische auto zal moeizaam penetreren als gevolg van de hogere kosten. In hoofdstuk 2 is geconstateerd, dat de produktie van de elektrische auto exclusief batterij bij serieproduktie niet of nauwelijks duurder zal zijn dan de traditionele auto met interne brandstofmotor. Op de lange termijn zijn het dus de energiekosten (batterijkosten en variabele energiekosten) die bepalen hoe de kostenverhouding tussen EV~ en ICEV er uit zal zien. Uit de analyse in hoofdstuk 3 blijkt dat, indien de Amerikaanse doelstellingen ten aanzien van de kosten en de levensduur van de batterij gerealiseerd worden en de brandstofprijzen stügen, de energiekosten van de elektrische auto vrij dicht in de buurt komen van de brandstofkosten van de ICEV. Het gaat wat betreft de kosten dus alleen om een introductieprobleem, dat in principe met behulp van overheidsondersteuning overwonnen kan worden. Hierop wordt nader ingegaan in hoofdstuk 9; Grootschalige introductie van elektrische auto’s vraagt om een infrastructuur. Het betreft hier met name het opladen van de batterijen en de technische ondersteuning ten aanzien van onderhoud en reparatie. De oplaadinfrastructuur zal met name een probleem gaan vormen voor de elektrische auto’s van particulieren. In een stad als Amsterdam heeft het merendeel van de autobezitters niet de beschikking over een garage. Er zullen laadstations en/of laadpalen op de openbare weg moeten komen, met alIe comp]icaties van dien [Berlijn]. De huidige trend naar het uitbreiden van het aantal parkeergarages kan slechts in beperkte mate soelaas b~eden. Wellicht zal het uit oogpunt van e]ektriciteitsdistributie wenselijk zijn om het opladen te centraliseren op grote parkeerterreinen met een directe aansluiting op het midde~spanningsnet (zie hierover hoofdstuk 7). Ook de financiële en juridische aspecten van het opladen van batterijen zullen aandacht moeten krijgen. Wat betreft de juridische kant van de zaak: alleen de elektriciteitsbedrijven zijn gerechtigd om elektriciteit te verkopen. De betrokkenheid van deze bedrijven is dus cruciaal In hoofdstuk 9 wordt hier nader op ingegaan. Ten aanzien van de benodigde infrastructuur op het gebied van serviceverlening, onderhoud en reparatie zal er ofwel een nieuw net van servicepunten/garages moeten komen, ofwel een aanpassing van bestaande garages. Verder zullen monteurs moeten worden omgeschoold. Met name de expertise op het gebied van batterijen zal verspreid moeten worden. Volgens [27] zal de autobranche zonder al te veel problemen kunnen omschakelen naar een adequate ondersteuning van elektrische en hybride voertuigen; Maatschappelijke acceptatie van de elektrische auto. Aan dit punt is in hoofdstuk 4 aandacht besteed;

2 De volgende afkortingen worden gebruikt: EV voor elektrische auto, HV voor hybride auto.en ICEV voor auto’s met verbrandingsmotor.

63

De bestaande wet- en regelgeving zal aangepast moeten worden. Te denken valt hierbij aan de heffingsgrondslag voor de wegenbelasting en aan de verzekering. Aan dit punt wordt aandacht besteed in hoofdstuk 9. De penetratiecurve geeft weer, voor elk jaar, hoeveel procent van de in dat jaar nieuw gekochte auto’s elektrisch wordt. De penetratiecurve heeft de volgende vorm: F P(jaar) 1 ÷ exp(H x (jaar - startjaar - G)) Deze curve heeft vier parameters: - De maximale penetratie (F); - Het jaar waarin de penetratie start (startjaar); - De steilheid van de penetratiecurve (H); - Het aantal jaren na het startjaar waarin 50% penetratie bereikt wordt (G). G is de x-coördinaat van het buigpunt van de penetratiecurve. Een van deze parameters kan geëlimineerd worden met behulp van de veronderstellin9 dat de penetratie in het startjaar verwaarloosbaar is. De penetratie in het startjaar is: 1 1 ÷ exp(-H x G) Als eis wordt gesteld: HxG = -6 Dit betekent dat de penetratie in het startjaar een kwart procent is. Nu kan de parameter H uit bovenstaande formule geëlimineerd worden: F P(jaar) = 1 + exp /-6x(jaar-startjaar-G)/G

J

Er blijven dus drie parameters over: de maximale penetratie F, het startjaar en de snelheid van de penetratie G. De maximale penetratie (F) geeft aan dat een bepaald percentage van de auto’s om wat voor reden dan ook niet elektrisch wordt. Bij personenauto’s valt te denken aan auto’s die in het weekend onmisbaar zijn voor lange afstanden, of aan een oplaadinfrastructuur die niet overal aanwezig is. Bij bedrijfsvoertuigen valt te denken aan speciale uitvoeringen waarvoor geen elektrische variant beschikbaar is tegen redelijke kosten. Een maximale percentage van 80% betekent dat het marktaandeel van de elektrische auto’s op de lange termijn de 80% nadert. Een lagere penetratie betekent een evenredig lager marktaandeel. Hierbij is een uitzondering maakt voor het inkomend woon-werkverkeer, aangezien het hier in veel gevallen om auto’s gaat die nauwelijks in Amsterdam rijden: er zijn aan de rand van de stad enkele gebieden waar veel werkgelegenheid geconcentreerd is en waar veel inkomend woon-werkverkeer naar toe gaat. Dit verkeer wordt wel meegeteld bij de auto’s die in Amsterdam rondrijden, maar het zou, met name in hoofdstuk 6 als het gaat om de luchtkwaliteit in Amsterdam, niet terecht zijn om deze auto’s tot het stadsverkeer te rekenen. Het startjaar van de penetratie wordt vooral bepaald door de beschikbaarheid van voertuigen met de gewenste eigenschappen en de bereidheid bij gebruikers om "als eerste" over te gaan op een nieuw type auto. Aangenomen wordt dat de bestelauto’s het eerst met penetratie beginnen: vanuit de fabrikanten wordt veel aandacht besteed aan bestelwagens en algemeen worden de fleetowners, die veelal over bestelwagens beschikken, gezien als de eerste groep gebruikers van elektrische auto. De elektrische personenauto zal ongeveer gelijktijdig beschikbaar zijn als de elektrische bestelauto, maar aangenomen wordt dat de particuliere autobezitter iets minder snel geneigd zal zijn om op een elektrische auto over te stappen, vooral als de auto niet voor woon-werkverkeer maar voor andere privédoeleinden gebruikt wordt. Verder wordt aangenomen 64

dat de bereidheid om met elektrische bussen te gaan rijden groot is en dat de beschikbaarheid daarom niet lang op zich zal laten wachten. Als~laatste zal de hybride vrachtwagen penetreren. De snelheid van de penetratie (G) zal bepaald worden door factoren als: hoe snel ontwikkeld zich de infrastructuur en de maatschappelijke acceptatie en hoe snel vermindert het kostennadeel van de elektrische auto. Aangenomen wordt dat met name ten aanzien van de bedrijfsauto’s de infrastructuur zich snel zal ontwikkelen en het kostennadeel het snelst zal verdwijnen. Verder zal het woon-werkverkeer vanuit Amsterdam sneller penet~ere.n dan het inkomend woon-werkverkeer, omdat de "maatschappelijke druk" op de eerste categorie veel groter zal zijn. Verder wordt aangenomen dat de nutsbedrijven een voortrekkersrol zullen vervullen, waardoor de penetratie relatief snel zal gaan (n.b. dit geldt dus ook voor de bussen). De keuze van de waarden van de penetratieparameters is tamelijk willekeurig. Op de lange termijn is alleen de parameter F bepalend. Omdat in deze studie grootschalige introductie van elektrische auto’s een van de belangrijkste aandachtspunten is, heeft parameter F de waarde van 80%, uitgezonderd het woon-werkverkeer, dat naar Amsterdam komt. Vele auto’s komen niet in Amsterdam, maar worden aan de rand van de stad geparkeerd, omdat daar bedrijvenconcentraties zijn. Voor deze categorie heeft F de waarde van 50%. Op de koine termijn zijn het startjaar en de parameter G mede bepalend. Er is gerekend met twee sets van parameterwaarden voor het startjaar en G, waarin een langzame (scenario A) en een snelle (scenario B) penetratie is verondersteld. Ten aanzien van het startjaar van de penetratie is uitgegaan van een zeer optimistische ontwikkeling van de beschikbaarheid van elektrische auto’s. Latere beschikbaarheid betekent dat de marktaandelen van elektrische auto’s in de tijd opschuiven. Tabel S.lO. Parameters penetratiecurves Scenario A Startjaar Buigpunt (G)

Scenario B Startjaar Buigpunt (G)

Woon=werkverkeer Vanuit Amsterdam Naar Amsterdam Privé verkeer

1996 1998 1998

5 6 6

I995 1997 1997

4 5 5

Bevoorradingverkeer Personenauto Bestelauto Vrachtauto

1996 1995 1998

6 4 7

1995 1995 1998

4 5 5

Personenvervoer Taxi’s Minibus Stadsbus

1995 1995 1996

6 4 6

1995 1995 1996

4 4 4

Nutsbedrijven Personenauto Bestelauto Vrachtauto

1995 1995 1998

3 3 7

1995 1995 1998

3 3 5

Beroepsverkeer Personenauto Besteiauto Vrachtauto

1996 1995 1998

6 4 7

] 996 1995 1998

4 3 5

65

5.6. De berekeningsresultaten Bovengenoemde scenario’s verondersteIlen een maximale penetratie tot 80% van het totale potentieel. Indien het totaal te realiseren potentieel geen 80% maar 40% zal bedragen, halveren de realiseerbare potentiëIen. [marktaandeel]

0,8 l

0

1995

2000

2005 [jaren]

personenauto’s bestelauto’s vrachtauto’s

2010

2015

bussen

Figuur 5.2. Penetratie volgens scenario A

[marktaandeel]

0,8

0,6

0,4

0,2

0

1995

2000

2005

2010

[jaren] personenauto’s bestelauto’s vrachtauto’s

Figuur 5.3. Penetratie volgens scenario B

66

bussen

2015

De aantallen elektrische auto’s die cumulatief in Amsterdam per zichtjaar zullen rondrijden zijn vermeld in tabel 5.11 voor scenario A en tabel 5.12 voor scenario B. Uit beide tabellen is af te lezen, dat in scenario A de penetratie weliswaar langzamer verloopt maar dat zij in het zichtjaar 2015 bijna net zoveel bedraagt in aantallen auto’s als in scenario B. Tevens zijn er enige uitgangspunten gedefinieerd met betrekking tot het weekendgebruik van de soorten auto’s en de verschillende verkeersstromen om tot een schatting van het aantal verreden kilometers per jaar te kunnen komen. De volgende aannames zijn gedaan voor het gebruik van personenauto’s in het weekend: bij de verkeersstroom woon-werk en privé wordt de personenauto in het weekend ook volledig, dus voor 100% gebruikt, de personenauto’s in de verkeersstroom bevoorradings- en nutsverkeer wordt voor 80% en in de verkeersstroom beroepsverkeer van 50% in het weekend gebruikt. De aanname voor de stadsbus is, dat deze op zaterdag hetzelfde gebruik heeft als op een werkdag en dat hij op zondag voor 50% wordt ingezet. Bij de berekeningen is ervan uitgegaan dat er 200 werkdagen en 100 extra rijdagen voor personenauto’s zijn. Tabel 5.11. Cumulatief aantal elektrische auto’s in Amsterdam volgens scenario B Scenario B, totalen Personenauto Bestelauto Vrachtauto Bus

1995

2000

2005

2010

2015

6 1 0 0

2955 836 15 1

52270 4846 714 62

149459 10552 3718 252

195214 14084 6475 384

Tabel 5.12. Cumulatief aantal elektrische auto’s in Amsterdam volgens scenario A Scenario A, totalen

1995

2000

2005

2010

2015

Personenauto Bestelauto Vrachtauto Bus

18 1 0 0

14492 1082 25 28

89392 5117 1682 198

177072 10576 5032 369

197244 14084 6839 392

De figuren 5.2 en 5.3 geven een beeld van de penetratie in de tijd. Uit de tabellen 5.11 en 5.12 kunnen de volgende conclusies getrokken worden: - De penetratie is bijna maximaal in 2015. Dit houdt in, dat, omdat de maximaal mogelijke penetratie van elektrische auto’s in beide scenario’s 80% is, het totale aantal elektrische auto’s bijna gelijk is; - Ofschoon de penetratiepercentages een snellere penetratie van elektrische beste]auto’s mogelijk maakt, groeit het marktaandeeI van elektrische personenauto’s relatief sneller, omdat bij personenauto’s de dagelijkse verreden afstanden van privéverkeer en woon-werkverkeer relatief kort zijn. De dagelijks verreden afstanden bij bestelauto’s zijn gemiddeld hoger en dit veroorzaakt een relatief langzame groei, ondanks de "optimistische" penetratie parameters voor bestelauto’s; - Het marktaandeel van personenauto’s haalt de 80% niet, omdat het inkomende woon-werkverkeer niet verder dan voor 50% kan penetreren; Het marktaandeel van vrachtauto’s blijft relatief laag, omdat veronderste]d is, dat de penetratie van hybride vrachtauto’s alleen bij lichte vrachtauto’s plaatsvindt. Een derde van alle vrachtauto’s wordt als zwaar gecategoriseerd, waarin géén penetratie zal plaatsvinden; - Vergeleken met het landelijk beeld is het aantal beste]auto’s in Amsterdam laag, terwijl het aantal vrachtauto’s hoog is. Hybride auto’s hebben in principe geen beperkte actieradius en dientengevolge gelden er geen restricties voor de penetratie. Als scenario A voor de penetratie zou gelden, zaI het marktaan67

deel van hybride auto’s sneller groeien dan het marktaandeel van elektrische auto’s, zie tabel 5.13. Tabel 5.13. Marktaandelen van elektrische auto’s versus hybride auto’s in 2005 E-auto’s scenario A

E-auto’s scenario B

H-auto’s scenario A

18% 26%

30% 28%

19% 52%

Personenauto BesteIauto

De voordelen van hybride auto’s zijn voor de situatie Amsterdam slechts minimaal, als ervan uitgegaan wordt, dat de afstand per werkdag het enige beoordelingscriterium is. In 2005 zullen hybride bestelauto’s een veel groter marktaandeel bereiken omdat dan ook de auto’s die grotere afstanden afleggen gaan meetellen in het marktaandeel. Omdat 89% van alle auto’s in Amsterdam personenauto’s zijn en het marktaandeel van hybride auto’s niet veel meer dan van elektrische auto’s is er vanuit milieu-oogpunt geen reden om hybride auto’s te prefereren boven elektrische auto’s. De berekeningen zijn gedeeltelijk gebaseerd op de doelen, die in de Verenigde Staten gesteld zijn om de energiedichtheid van batterijen te verbeteren Als deze doelstellingen niet bereikt worden, zullen de potentiële marktaandelen van elektrische auto’s veel kleiner worden. Indien geen significante verbeteringen in de batterijtechniek bereikt worden na 2000, zal de actieradius van elektrische auto’s ongeveer 100 km blijven. Tabel 5.14 geeft een overzicht van de berekende marktaandelen wanneer een dergelijke stagnatie in de ontwikkeling zich voordoet. Tabel 5.14. Gevoeligheidsanalyse betreffende batterijtechniek; marktaandelen in 2015 voor scenario A VS-doelstellingen bereikt Personenauto Bestelauto

Maximum actieradius 100 km

68% 72%

62% 38%

Om het effect van de penetratie op de elektrieiteitsproduktie te kunnen berekenen is het nodig om de jaarkilometrages van die elektrische auto’s te berekenen. Aangenomen is, dat het merendeel van de personenauto’s ook gedurende in het weekend wordt gebruikt, dit in tegenstelling tot de bestelauto’s. Tevens is aangenomen, dat de personenauto’s 200 werkdagen rijden en dat die personenauto’s, die gedurende het weekend gebruikt worden, ca. 100 dagen extra rijden. Het gemiddeld jaarkilometrage per soort auto volgens scenario A staat vermeld in tabel 5.15 (de getallen voor scenario B zijn slechts iets hoger). Deze getallen worden gebruikt in hoofdstuk 8. Tabel 5.15. Verreden aantal kilometers per auto per jaar (gemiddeld) volgens scenario A

Personenauto Met weekendgebruik Zonder weekendgebruik Mini/bestelbus Vrachtauto Bus

2000

2005

2010

2015

6.421 4.280 5.205 6.915 64.000

10.449 6.966 9.745 7.429 64.000

12.877 8.585 14.409 8.820 64.000

14.419 9.613 18.119 9.419 64.000

68

6. LOKALE MILIEU-EFFECTEN 6.1. lnleiding Geluidsoverlast en luchtverontreiniging in stedelijke gebieden worden vooral veroorzaakt door het verkeer [46]. Zoals reeds opgemerkt in hoofdstuk 1 heeft de Nederlandse overheid grenswaarden opgesteld voor de geluidsintensiteit en voor de gehaltes van CO, benzeen, zwarte rook1 en NO2 (de grenswaarde voor benzeen is nog niet definitief). Voor wat betreft luchtverontreiniging hebben deze grenswaarden betrekking op de gehaltes waaraan wandelaars in de be~ treffende gebieden blootstaan. De geluidsnormen hebben betrekking op de intensiteiten ter hoogte van de gevels van woningen. Er zijn grenswaarden voor de huidige situatie en voor het jaar 2000. De grenswaarden voor het jaar 2000 zijn vanzelfsprekend lager. Omdat het erg duur zou zijn om geluidsniveaus en luchtverontreinigingsgehaltes in alle drukke straten daadwerkelijk te meten, stelt het Ministerie van VROM steden in de gelegenheid deze waarden te betekenen met behulp van computermodellen. Het model voor luchtverontreiniging is ontwikkeld door TNO en RIVM en wordt het CAR-model (Calculation of Air pollution by Road traffic [47]) genoemd. Met behulp van dit model kan een zogenaamde Verkeersmilieu Atlas van een stad of een deel daarvan gemaakt worden. In 1988 heeft Amsterdam besloten om zo’n Atlas te maken voor de situatie in !987 en voor de situatie in 1997 volgens twee verschillende scenario’s. De resultaten daarvan worden in [10] ’schokkend’ genoemd. Het bleek namelijk dat in veel straten de grenswaarden overschreden werden. Eén van de consequenties van deze uitkomsten was de beslissing om een nieuwe Verkeersmilieu Atlas te maken voor het jaar 2000. Het doel van deze Atlas was om, rekening houdend met de dalende emissies van motorvoertuigen tot het jaar 2000 (bijvoorbeeld als gevolg van de toepassing van geregelde drieweg katalysatoren op alle personenauto’s), na te gaan hoeveel de huidige verkeersintensiteiten zouden moeten dalen om de verschillende grenswaarden voor het jaar 2000 te halen. Deze nieuwe Atlas betekende een geschikt instrument om de mogelijke bijdrage van EV’s2 aan een beter lokaal milieu te beoordelen: indien een zeker percentage van alle auto’s elektrisch is, kunnen de grenswaarden in 2000 dan gehaald worden zonder de verkeersintensiteiten te verlagen? Een dergelijke analyse kan een antwoord geven op de vraag wat elektrische auto’s waard zijn als het gaat om het verminderen van luchtverontreiniging en geluidsoverlast in steden. De berekeningen zijn uitgevoerd door de heren Adrie de Jong en Rein Mucha]l van de Onderzoeksdienst voor Milieu En Grondmechanica Amsterdam (OMEGAM). Een gedetailleerde beschrijving van deze berekeningen is te vinden in [48].

6.2. Beschrijving van het model 6.2.1. Luchtverontreiniging De gehaltes van CO, NO2, benzeen en zwarte rook worden berekend voor alle straten met een verkeersintensiteit van minstens 2.450 voertuigen per etmaal, met gebruikmaking van het CAR-model. Dit model gebruikt vier soorten inputdata: 1. De emissieeoëfficiënten van de verschillende voertuigtypen. Het modeI onderscheidt personenauto’s, bestelauto’s, lichte vrachtwagens, zware vrachtwagens, bussen en motorfietsen. 2. Het aantal passerende voertuigen per etmaal in elke straat, verdeeld over de vier voertuigtypen. "Zwarte rook" en "fijn stof’~ zijn twee verschillende maten voor de hoeveelheid zwevende deeltjes in de atmosfeer. De volgende afkortingen worden gebruikt: EV voor elektrische auto, HV voor hybride auto en ICEV voor auto’s met verbrandingsmotor.

69

3. Straatkenmerken zoals de aanwezigheid van huizen en bomen en de afstand tussen het midden van de straat en de stoep. 4. De achtergrondgehaltes van de verschillende stoffen. Het model berekent: 1. De totale jaarlijkse emissies van CO, NOx, en koolwaterstoffen door het verkeer in Amsterdam als geheel. En voor alle drukke straten: 2. Het 98-percentiel van 8-uurgemiddelde gehaltes van CO. 3. Het 98-percentiel van 1-uurgemiddelde gehaltes van NO2. 4. Het jaargemiddelde gehalte van benzeen. 5. Het 98-percentiel van 24-uurgemiddelde gehaltes van zwarte rook. De gehaltes zijn de som van achtergrondgehaltes en de bijdrage veroorzaakt door het verkeer. De wet vereist de volgende nauwkeurigheid van de berekeningen: de kans dat de berekende waarden minder dan 30% afwijken van de werkelijke waarden moet minimaal 70% zijn. 6.2.2. Geluidsoverlast De geluidsintensiteit wordt berekend met behulp van het standaard model zoals beschreven in de Wet Geluidhinder. De inputgegevens voor dit model zijn ongeveer gelijk aan de inputgegevens van het CAR-model, uitgebreid met enige additionele data betreffende het soort wegdek en de weerkaatsing van geluid door huizen, etc. Het model berekent de geluidsintensiteit ter hoogte van de gevels van huizen (op een standaard hoogte van 4,5 meter) in Db(A) voor zowel een gemiddelde ’overdag’-situatie als een gemiddelde ’nacht’-situatie. De nauwkeurigheid van de berekeningen is zodanig dat de berekende waarden tot 2 Db(A) kunnen afwijken van de werkelijke waarden, vooral als gevolg van onzekerheden in de verkeersintensiteiten.

6.3. Beschrijving van de berekeningen De scenario’s in hoofdstuk 5 geven het percentage elektrische personen- en bestelauto’s, vrachtwagens en bussen in een bepaald jaar. De basis voor de Verkeersmilieu Atlas is echter niet het aantal auto’s maar het aantal verplaatsingen. Het is daarom noodzakelijk de volgende aanname te doen: als x% van de personenauto’s (bestelauto’s, vraehtauto’s) die regelmatig in Amsterdam rijden elektrisch is, dan is x% van de verplaatsingen van personenauto’s (bestelauto’s, vrachtauto’s) in elke straat elektrisch. Dit impliceert dat het gemiddelde EV net zoveel kilometers rijdt als de gemiddelde ICEV. Dit lijkt niet onredelijk: enerzijds lijkt het logisch, als gevolg van de beperkte actieradius van EV’s, dat de dagelijks afgelegde afstand van EV’s kleiner is, maar anderzijds lijkt het aannemelijk dat de penetratie van EV’s in de categorie voertuigen die relatief veel in de stad rijden, hoger dan de gemiddelde penetratie is. De gemaakte aanname betekent ook dat het gebruik van EV’s gelijkmatig over de stad verdeeld is. Het lijkt aannemelijker dat EV’s vooral zullen penetreren in de binnenstad (d.w.z.: auto’s die veel in de binnenstad rijden komen het eerst in aanmerking om vervangen te worden door een EV). Dit is echter moeilijk te kwantificeren. Als het waar is onderschatten de resultaten van dit hoofdstuk de effecten van EV’s in de binnenstad. Volgens de scenario’s in hoofdstuk 5 is substantiële penetratie van EV’s niet te verwachten voor het jaar 2000. Het is derhalve niet zinvoI om berekeningen te maken die gebaseerd zijn op de penetratie van elektrische auto’s in het jaar 2000. Er zijn daarom berekeningen gemaakt met de penetratiepercentages voor het jaar 2005, voor beide scenario’s. Bovendien is een extra bere-

70

kening gemaakt met de penetratiepercentages voor 2010 uit scenario B, als een soort ’maximale’ variant. Indien in plaats van puur elektrische voertuigen hybride auto’s penetreren zal het effect op geluidsoverlast en luchtverontreiniging identiek zijn, mits binnen de stad uitsluitend elektrisch wordt gereden. De berekeningen zijn gebaseerd op de verkeersintensiteiten in 1987. De resultaten van de berekeningen geven aan of de grenswaarden van 2000 gehaald worden als de verkeersintensiteiten niet veranderen. Het is natuurlijk heel goed mogelijk dat de verkeersintensiteiten in bepaalde gedeelten van de stad zullen dalen. Het gaat in de berekeningen echter om de vraag in hoeverre additionele maatregelen (zoals het verminderen van de verkeersintensiteit) genomen moeten worden om aan de grenswaarden te voldoen.

6.4. Resultaten 6.4.1. Inleiding In deze paragraaf worden de resultaten voor vier penetratiesituaties gepresenteerd: De referentiesituatie: geen elektrische voertuigen; - Scenario A-2005: penetratie van EV’s/HV’s volgens scenario A in het jaar 2005; - Scenario B-2005: Penetratie van EV’s/HV’s volgens scenario B in het jaar 2005; - Scenario B-2010: penetratie van EV’s/HV’s volgens scenario B in het jaar 2010. In tabel 6.1 staan de penetratiepercentages van de verschillende scenario’s vermeld. Alleen de vraehtauto’s zijn hybride, de overige types zijn puur elektrisch. De percentages voor vraehtauto’s zijn hoger dan in hoofdstuk 5, omdat het aantal hybride voertuigen hier is uitgedrukt als percentage van het aantal lichte vrachtwagens i.p.v, van alle vrachtwagens. Tabel 6.1. EV/HV penetratiepercentages Personenauto’s Scenario A-2005 Scenario B-2005 Scenario B-2010

18% 30% 60%

Bestelauto’s

Lichte vrachtauto’s

Bussen

26% 28% 56%

6% 15% 45%

14% 44% 78%

6.4.2 Luchtverontreiniging In tabel 6.2 staan de grenswaarden voor 2000 vermeld. Tabel 6.2. Criteria in 2000 voor CO, NO2, benzeen en zwarte rook CO NO2 Benzeen Zwarte rook

6000 microgram/m3 135 microgram/m3 10 mierogram/m3 90 mierogram/m3

98-percentiel van 8-uurgemiddelde gehaltes 98-pereentiel van 1-uurgemiddelde gehaltes jaargemiddelde 98-percentiel van 24-uurgemiddelde gehaltes

Het is zinvol om deze waarden te vergelijken met de achtergrondgehaltes. Deze achtergrondgehaltes nemen lineair toe van de buitenkant van de stad naar het centrum. In tabel 6.3 worden de achtergrondgehaltes aan de rand van de stad en in het centrum weergegeven.

71

Tabel 6.3. Achtergrondconcentraties, in dezelfde eenheden als de grenswaarden in tabel 6.2 Rand van de stad CO NO2 Benzeen Zwarte rook

Centrum

1.400 85 2,2 26

2.150 115 4,7 46

Uit de tabellen 6.2 en 6.3 blijkt duidelijk dat aan de grenswaarde van CO het gemakkelijkst te voldoen is. De berekeningen laten inderdaad zien dat de grenswaarde voor CO nergens overschreden wordt. Het achtergrondgehalte voor benzeen is relatief laag in vergelijking met de grenswaarde. Benzeenemissies worden vooral door het verkeer veroorzaakt, met name in stadsverkeer, tijdens optrekken en afremmen en tijdens het starten met een koude motor. Opgemerkt dient te worden dat de berekeningen gebaseerd zijn op huidige achtergrondgehaltes. Naar verwachting zullen deze gehaltes in de toekomst aanzienlijk kunnen dalen [46]. In tabel 6.4 is de totale wegvaklengte met overschrijding van de grenswaarden in elk van de scenario’s weergegeven. Als speciaal geval is een scenario doorgerekend waarin alleen alle bussen elektrisch zijn. Tabel 6.4. Totale wegvaklengte (kilometers) met overschrijding van de grenswaarden3 NO~ Referentie Scenario A-2005 Scenario B-2005 Scenario B-2010 Bussen elektrisch

Benzeen

42,2 32,3 23,5 6,7 32,1

18,6 g,8 3,8 0,3 18,0

Zwarte rook 13,7 6,1 2,8 0,0 11,3

Uit deze tabel blijkt dat elektrische auto’s inderdaad kunnen bijdragen aan een betere luchtkwaliteit. Zelfs in het meest ’bescheiden’ scenario neemt het aantal wegvakkilometers met grenswaarde-overschrijdingen aanzienlijk af. Voor benzeen en zwarte rook bedraagt deze afname in scenario A-2005 ongeveer 50%. De afname voor NO2 is veel minder als gevolg van het feit dat slecht een klein aantal (diesel-) vrachtauto’s en bussen vervangen wordt in scenario A-2005. In het maximale scenario B-2010 vinden bijna geen overschrijdingen van de grenswaarden van benzeen en zwarte rook plaats, terwijl het aantal overschrijdingen van de grenswaarde voor NO2 met 84% daalt. Het is opvallend dat het extra scenario met alle bussen elektrisch hetzelfde effect op de NO~-overschrijdingen heeft als scenario A-2005, terwijl het in scenario A-2005 gaat om 60.000 elektrische auto’s en er slechts 440 bussen zijn. De redenen zijn de hoge NOx-emissies van dieselbussen en het grote aantal verplaatsingen door bussen op één dag, in vergelijking tot andere voertuigen. Bovendien zijn er met name in de binnenstad een aantal straten waar het busverkeer een zeer belangrijk gedeelte van het totale verkeer uitmaakt. Alle bussen elektrisch maken heeft in dergelijke straten veel meer effect dan 20% van alle personenauto’s elektrisch maken. Benadrukt dient te worden dat in de referentie is uitgegaan van dieselbussen. Amsterdam overweegt momenteel de toepassing van aardgasbussen, die de NO×-emissies ook aanzienlijk reduceren [36]. De afname van het aantal grenswaarde-overschrijdingen is niet de enige maat voor het effect van elektrische auto’s op de luchtverontreiniging. In tabel 6.5 is de gemiddelde daling van de

3 De totale wegvaklengte waarvoor het model gehaltes berekent is 328 kilometer.

72

bijdrage van het verkeer aan het algehele verontreinigingsgehalte weergegeven, waarbij de ge- ’ haltes per wegvak gewogen zijn met de lengte van het wegvak. Tabel 6.5. Gemiddelde procentuele afname van de verkeersbijdrage aan het algehele verontreinigingsgehalte NO2 Scenario A-2005 Scenario B-2005 Scenario B~2010

8% 16% 38%

Benzeen 17% 28% 57%

Zwarte rook 14% 25% 53%

CO 16% 28% 56%

De gemiddelde procentuele daling is ongeveer gelijk voor benzeen, zwarte rook en CO, en veel lager voor NO2. In het geval van CO en benzeen is 90% van deze daling toe te schrijven aan elektrische personenauto’s. In het geval van zwarte rook is 81% voor scenario A-2005 en 73% voor scenario B-2010 toe te schrijven aan elektrische personenauto’s. In het geval van zwarte rook en met name NO~ is de bijdrage van vrachtwagens en bussen aanzienlijk. Voor NO~ is 45% van de daling in scenario A-2005 en 60% in scenario B-2010 voor rekening van bussen en vrachtauto’s samen. Voor zwarte rook zijn deze getallen 13% en 23%. De bijdrage van bestelwagens is nooit hoger dan 7% en in de meeste gevallen slechts 2 tot 4%. Dit laatste is van belang aangezien dikwijls wordt verondersteld dat bestelauto’s bij uitstek geschikt zijn voor elektrische tractie. Om die reden werd in hoofdstuk 5 een snelle penetratie van elektrische bestelwagens aangenomen. Nu blijkt echter dat de bijdrage van bestelwagens vanuit milieu-oogpunt erg klein is, zo niet verwaarloosbaar. De reden is simpelweg een kwestie van aantallen. Indien personen- en bestelauto’s samen worden genomen (hetgeen het geval is in het CAR-model), dan maken bestelautoverplaatsingen slechts 5% uit van het totale aantal verplaatsingen door bestelauto’s en personenauto’s samen. Dit maakt duidelijk dat de bijdrage van elektrische bestelwagens, zelfs bij een penetratie van 100%, nooit groot zal zijn. Hierbij dient wel opgemerkt te worden dat de situatie in Amsterdam niet representatief lijkt te zijn. Volgens het CBS is het aantal kilometers afgelegd door bestelauto’s in de bebouwde kom 20% van het aantal kilometers dat personen- en bestelauto’s gezamenlijk in de bebouwde kom afleggen. Het aantal van 5% voor Amsterdam is dus erg laag. Het is nu ook mogelijk na te gaan welke soorten verkeer het meest bijdragen aan de vermindering van de luchtverontreiniging. In hoofdstuk 5 zijn 6 soorten verkeer onderscheiden: woon-werkverkeer, privéverkeer, personenvervoer, nutsverkeer, bevoorradingsverkeer en beroepsverkeer. Van alle personenauto’s wordt 44% hoofdzakelijk gebruikt voor woon-werkverkeer en 34% hoofdzakelijk voor privéverkeer. Dit betekent dat deze categorieën niet vergeten mogen worden als substantiële verbeteringen van de luchtkwaliteit gerealiseerd moeten worden. Hierbij dient wel opgemerkt te worden dat veel van het inkomend woon-werkverkeer niet verder komt dan een aantal ’werkgelegenheidsgebieden’ aan de rand van de stad. Voor de binnenstad is deze categorie dus van minder belang. Om de gehaltes van NO~ te reduceren zijn vrachtauto’s een belangrijke categorie. Vrachtauto’s worden vooral gebruikt voor bevoorradingsverkeer en beroepsverkeer.

6.4.3. Geluidsoverlast De Verkeersmilieu Atlas berekent gemiddelde geluidsintensiteiten in dB(A) aan de gevels van huizen. Deze gemiddelde intensiteit correspondeert met een intensiteit die veroorzaakt wordt indien alle voertuigen met een constante snelheid van 50 kilometer per uur rijden. Dit is van belang indien het gaat om het effect van elektrische auto’s. Verschillende bronnen [15,49,50] vermelden dat elektrisehe personen- en bestelauto’s minder geluid produceren dan ICEV’s tijdens het optrekken en tijdens stilstand, maar evenveel bij een constante snelheid van 50 kilometer per uur. Bij een dergelijke constante snelheid is niet het motorgeluid maar het bandengeluid en de wind de dominante geluidsbron. Aangezien de geluidsproduktie bij een constante snelheid van 50 kilometer per uur de input vormt van de Verkeersmilieu Atlas, hebben elektri-

73

sche personen- en bestelauto’s geen enkel effect op de berekende gemiddelde geluidsintensiteiten. Dit betekent niet dat e]ektrische personen- en bestelwagens geen positief effect zouden kunnen hebben op geluidsoverlast. De mate waarin het publiek hinder ondervindt van verkeerslawaai (bijvoorbeeld indien men’s nachts gewekt wordt of gestoord bij het telefoneren of televisie kijken) wordt vooral veroorzaakt door variaties in de geluidsintensiteit, en niet door de gemiddelde waarde. Als er veel pieken in het geluidsniveau zijn neemt het aantal gehinderden toe [51,52]. In stadsverkeer worden mensen het meest gehinderd door optrekkende en remmende auto’s. Elektrische personen- en bestelauto’s kunnen daarom het aantal mensen dat gehinderd wordt door verkeerslawaai en de mate waarin mensen gehinderd worden wel degelijk verminderen. In de berekeningen van geluidsintensiteiten hebben alleen hybride vrachtauto’s en elektrische bussen effect op de uitkomsten. Op basis van metingen van de geluidsproduktie van trolleybussen [52] is aangenomen dat elektrisch rijdende vrachtauto’s en bussen I0 dB(A) minder geluid produceren dan dieselvrachtauto’s en -bussen. In de Verkeersmilieu At]as wordt aangenomen dat het verkeer de enige bron van geluidsoverlast is. Volgens de Wet Geluidhinder moeten maatregelen getroffen worden indien de gemiddelde geluidsintensiteit overdag hoger is dan 65 dB(A) en/of’s nachts hoger dan 55 dB(A), bij bestaande woonhuizen (voor nieuwe huizen is de limiet 50 dB(A)). In het model zijn de nachtelijke geluidsintensiteiten kunstmatig met 10 dB(A) verhoogd, zodat de limietwaarde voor zowel overdag als’s nachts 65 dB(A) is. De resultaten van de berekeningen zijn weergegeven in tabel 6.6. Tabel 6.6. Totale wegvaklengte in kilometers met overschrijding van de grenswaarde1 Overdag Referentie Scenario A-2005 Scenario B-2005 Scenario B-2010 Bussen elektrisch

’s Nachts

117,6 113,9 (-3,0%) 102,0 (-13,0%) 90,6 (-23,0%) 99,8 (-15,0%)

178,0 173,4 (-3,0%) 165,7 (-7,0%) 153,1 (-14,0%) 156,0 (-12,4%)

~ De totale wegvIaklengte waarvoor het model geluidsintensiteiten uitrekent is 560 kilometer. De effecten van scenario A-2005 zijn zeer gering omdat het aantal hybride vrachtauto’s en elektrische bussen in dat scenario laag is. De effecten in de scenario’s B-2005 en B-2010 zijn aanzienlijk. Het effect van het elektrisch maken van alle bussen is opvallend groot. In de scenario’s A-2005 en B-2005 is het effect van de elektrische bussen groter dan het effect van de hybride vrachtauto’s, ook al is het aantal elektrische bussen veel kleiner dan het aantal hybride vrachtauto’s. De reden is dat in straten waar vrachtauto’s rijden ook veel ander verkeer is, terwijl in veel straten bussen bijna de enige vorm van gemotoriseerd verkeer zijn. In dergelijke straten heeft het elektrisch maken van bussen een zeer groot effect. Bovendien, ook al is het aantal bussen veel kleiner dan het aantal vrachtauto’s (zie hoofdstuk 5), het gemiddelde aandeel van bussen in de verkeersintensiteiten (1,3% overdag en 2,5% ’s nachts) is niet veel lager dan het gemiddelde aandeel van lichte vrachtauto’s (3,5% overdag en’s nachts). Een andere maar voor het effect van elektrische voertuigen op de gemiddelde geluidsintensiteit is de afname van het aantal huizen dat te maken heeft met een gemiddelde geluidsintensiteit van meer dan 65 dB(A). Deze indicator is weergegeven in tabel 6.7.

74

Tabel 6. 7. Aantallen woo~etages met een geluidbelasting van de gevel die groter is dan 6.5 dB(A)~ Overdag

’s Nachts

Referentie 44.240 Scenario A-2005 43.432 (-1,8%) Scenario B-2005 40.048 (~9,5%) Scenario B-2010 35.266 (-20,3%) Bussen elektrisch 38.635 (-12,7%) i Het totaal aantal beschouwde woonetages is 110.400.

68.394 67.416 65.581 60.873 61.738

(-1,4%) (-4,1%) (-11,0%) (-9,7%)

Opnieuw dient opgemerkt te worden dat Amsterdam momenteel het gebruik van aardgasbussen overweegt. De geluidsproduktie van deze bussen is ook aanzienlijk lager dan van dieselbussen: volgen [36] is een reductie van 6 dB(A) te verwachten (i.p.v. 10 dB(A) bij elektrische bussen). Tenslotte zij vermeld dat de geluidsproduktie door elektromotoren eenvoudiger is te vermindeten dan de geluidsproduktie van verbrandingsmotoren. De redenen daarvoor zijn dat het geluid van elektromotoren een hogere frequentie heeft waardoor het eenvoudiger te dempen is, en dat de warmteproduktie door elektrische motoren geringer is waardoor ze relatief eenvoudig in te kapselen zijn. Dit is vooral van belang wanneer andere maatregelen om de geluidsoverlast terug te dringen, zoals het gebruik van ’stiller’ asfalt, leiden tot een relatief groter belang van het torgeluid.

75

7. KNELPUNTEN IN DE ELEKTRICITEITSDISTRIBUTIE 7.1. Inleiding Een van de conclusies in hoofdstuk 3 is dat in de toekomst de energiedichtheid van batterijen niet langer de beperkende factor voor EV’s4 hoeft te zijn: de lange termijn doelstelling in de Verenigde Staten van 0,2 kWh/km verschaft een grote energie-inhoud bij een redelijk batterijgewicht (bijvoorbeeld, 300 kg batterijen geeft een energie-inhoud van 60 kWh). Bij deze hoge energie-inhoud kan zich een andere knelpunt voordoen: batterijen met een hoge energie-inhoud opladen binnen een redelijke tijd vereist een hoge laadcapaciteit. Als vele batterijen tegelijkertijd snel opgeladen moeten worden, ontstaat er een aanzienlijke extra netbelasting. Hierdoor rijst de vraag of zo’n extra belasting capaciteitsproblemen veroorzaakt voor het openbare net. Zo ja, dan is het van belang dat deze problemen tijdig onderkend worden, omdat nieuwe gedeelten van het elektriciteitsnet ontworpen worden om tenminste 30 jaar te functioneren en omdat veranderingen aan het bestaande net veel tijd en geld kosten. In plaats van aanpassing van het net zijn er andere mogelijkheden om de capaciteitsproblemen op te lossen, zoals elektriciteitsopwekking ter plaatse of het gebruik van stationaire batterijen voor het laden van EV-batterijen. Deze altematieve oplossingen worden hier niet besproken. Er wordt van uitgegaan dat alle EV-batterijen direct uit het net worden opgeladen. Hoewel veel van de in dit rapport behandelde voertuigen hun "thuishaven" buiten Amsterdam hebben, is alleen het Amsterdamse net in beschouwing genomen. Om precies te zijn: alleen dat gedeelte van het net dat eigendom is van het Gemeentelijke Energiebedrijf Amsterdam (GEB). Dit hoofdstuk is mede tot stand gekomen dankzij de hulp van de heten R. Boendermaker, P. Bonhof en W. Kreike van het Gemeentelijk Energiebedrijf.

7.2. Het openbare net in Amsterdam Het Gemeentelijke Energiebedrijf ontvangt elektriciteit van de produktiebedrijven met een voltage van 150 kV. Daarna wordt de spanning getransformeerd naar 10 kV (met een tussenniveau van 50 kV) in de zgn. onderstations. Een totaal vermogen van 950 MVA kan veilig van het 50 kV-niveau naar het 10 kV-niveau worden overgebracht. De elektriciteit wordt vervolgens verder getransformeerd naar laagspanning (380/220V). De totale capaciteit om van 10 kV naar 380 V te transformeren is 1230 MVA, verdeeld over in totaal bijna 3000 transformatorstations. In 1990 werd 3001 GWh geleverd door het GEB. De maximale belasting was 566 MW, die optrad op een avond om ongeveer 18.00 uur. Tussen 10.00 en 18.00 uur is het vraagpatroon bijna vlak. De minimum belasting gedurende de nacht is ongeveer 175 MW. De meeste GEB-afnemers worden voorzien van laagspanning (380/220 V). Als de vraag van een afnemer zodanig is dat levering op een laag voltage moeilijk is, wordt een 10 kV-380/220V-transformator geïnstalleerd. De afnemer neemt de verantwoordelijkheid op zich (en betaalt) voor de behuizing van de transformator, terwijl het GEB verantwoordelijk is voor het installeren. De kosten van de transformator zijn inbegrepen in het tarief dat de afnemer betaalt. Als de klant niet de volle capaciteit van de transformator gebruikt, heeft het GEB recht op gebruik van de resterende capaciteit.

~ De volgende afkortingen worden gebruikt: EV voor elektrische auto, HV voor hybride auto en ICEV voor auto’s met verbrandingsmotor. 77

7.3. Overzicht van mogelijke knelpunten Als in Amsterdam op grote schaal elektrische voertuigen worden geïntroduceerd en de batterijen van deze voertuigen worden opge]aden uit het openbaar net, dan kunnen er problemen ontstaan op verschillende niveaus: 1. De capaciteit van de netaansluiting van de EV-gebruiker (particulier of bedrijf) is onvoldoende om de extra belasting aan te kunnen. 2. De capaciteit van de laagspanningskabel waarmee meerdere huizen/bedriiven van stroom worden voorzien is onvoldoende om de extra belasting aan te kunnen. 3. De capaciteit van het GEB-net is onvoldoende om de totale belasting aan te kunnen, die wordt verhoogd door het gelijktijdig op]aden van grote aantallen EV-batterijen. Verder moet onderscheid worden gemaakt tussen normaal opladen gedurende de dag, normaal opladen buiten de piekuren (d.w.z. gedurende de nacht), en snelladen. Een probleem dat hier niet behandeld wordt is de mogelijke netvervuiling veroorzaakt door gelijkrichters bij het gebruik van gelijkstroommotoren. Dit kan ernstig zijn, zoals is aangegeven in [14, p.6]. Een zelfde probleem doet zich voor bij de trams in Amsterdam, die gelijkstroom van 600 V gebruiken. De ervaring in Amsterdam is dat meer dan één gelijkriehter op één 10 kV-kabel lastige storingen veroorzaakt. Voor een bespreking van storingen veroorzaakt door batterijladers, zie het EDS-project [35]. Een ’capaciteitsprobleem’ betekent in feite ’te hoge stroom’. Daarom is het belangrijk een schatting te maken van de stroom die nodig is gedurende het batterijladen. Aangenomen wordt dat de cos(phi) van een EV-batterijlader 0,9 is. Als een reëel vermogen van S kW nodig is, is het schijnbare vermogen P gelijk aan S/(0,9) kVA. In het geval van een normale 3-fase-wisselstroom, wordt het schijnbare vermogen weergegeven door de volgende formule: P -- 3 x U xl -- 3 x 1 x 380

P : Schijnbaar vermogen (VA) I : De effectieve stroom voor elke fase (A) U : De spanning tussen één fase en aarde (220 V) Uit deze formule blijkt dat voor een schijnbaar vermogen van P kVA een effectieve stroom nodig is van P x 1000/(3 x 220) = 1,5 x P ampère. Dus de eenvoudige vuistregel is: een schijnbaar vermogen van P kVA betekent in elke fase een stroom die anderhalf maal zo groot is. Als er P kVA nodig is in één fase, ontstaat er een effectieve stroom van 4,5 x P ampère in één ader van een normale 3-fase-kabel. Dus drie 1-fase-aansluitingen die elk P/3 kVA nodig hebben, hebben uiteindelijk dezelfde effectieve stroom in elk van de aders van de 3-fase-kabeI tot gevolg als één 3-fase-aansluiting die P kVA vraagt.

7.4. Oplaadvermogen en elektriciteitsverbruik Alvorens de problemen te analyseren die zouden kunnen optreden door de beperkte capaciteit, lijkt het zinvol de aannamen die gemaakt zijn in hoofdstuk 3 nader toe te lichten. Eén van de aannamen was dat de capaciteit van het systeem voldoende moet zijn om batterijen vol te laden binnen een tijdsbestek van 6 uur. Dit lijkt een nogal stringente voorwaarde, omdat de batterij meestal niet helemaal leeg zal zijn wanneer het opladen begint, en in vele gevallen meer tijd beschikbaar is dan zes uur. Een zekere ’reserve capaciteit’ zal echter de flexibiliteit verhogen. Als de auto bijvoorbeeld’s avonds gebruikt is om vrienden te bezoeken en de volgende morgen

78

gebruikt moet worden om naar het werk te gaan, zal de tijd die beschikbaar is niet veel langer zijn dan zes uur. In tabel 3.3 worden de laadcapaciteiten die op lange termijn nodig zullen zijn voor de verschillende typen voertuigen gegeven: 5 kW voor een compacte stadsauto, 9 kW voor een middenk]asse personenwagen en een lichte bestelauto en 20 kW voor een zware bestelauto. Deze laadcapaciteiten zijn gebaseerd op de maximaal haalbare actieradius. Gemiddeld genomen zal de gewenste actieradius minder zijn, en kan ook de laadcapaciteit lager zijn. Het lijkt echter verstandig niet op de laadcapaciteit te bezuinigen. In hoofdstuk 3 wordt de laadcapaciteit die nodig is voor bussen en vrachtwagens niet besproken. Bussen vormen een speciaal geval omdat wordt aangenomen dat de batterijen herladen worden gedurende de dag. Bussen worden behandeld in paragraaf 7.8. De hybride vrachtwagens leggen maximaal 50 kilometer elektrisch af met een elektriciteitsgebruik van 2 kWh/km. De energie-inhoud van de batterij moet daarom I00 kWh zijn. Laden in 6 uur betekent een Iaadcapaciteit van 17 kW. In hoofdstuk 5 worden twee scenario’s voor de introductie van elektrische voertuigen gedefinieerd. Het is moeilijk om het percentage elektrische auto’s te schatten, waarvan de eigenaars in het GEB-verzorgingsgebied wonen. Er is hier van uitgegaan dat alle auto’s die gebruikt worden voor het woon-werkverkeer en privéverkeer door inwoners van Amsterdam, de voertuigen van nutsbedrijven, de bussen en taxi’s, alsmede 50% van de voertuigen voor het goederenbevoorradingsverkeer en zakelijk verkeer, hun thuishaven hebben in het GEB-gebied. Voor scenario A in hoofdstuk 5 komt dit heer op een totaal van 140.000 personenauto’s, 7.500 bestelauto’s, 384 bussen en 3.000 vrachtwagens in het GEB-gebied in het jaar 2015. De gemiddelde dagelijkse afstanden die afgelegd worden (op een werkdag) zijn 50 kilometer voor een personenauto, 90 voor een bestelauto, 200 voor een bus en 50 elektrische kilometers voor hybride vrachtwagen. De maximaal te bereiken actieradius voor personenauto’s en bestelauto’s, zoals voorzien voor de periode na 2010, is ongeveer 250 km (zie hoofdstuk 3). De maximale actieradius van een bus is eveneens ongeveer 250 km. Uit het elektriciteitsverbruik volgens tabel 3.5 kan het totale dagelijkse elektriciteitsverbruik berekend worden. De resultaten zijn samengevat in tabel 7.1. Tabel 7.1. Laadcapaciteit, aantal voertuigen in het GEB-verzorgingsgebied, elektriciteitsverbruik per kilometer en gemiddeld en maximum elektriciteitsgebruik per voertuig op een werkdag Aantal Aantal voertuigen kW Personenauto Bestelauto Bus Vrachtauto

5-9 9-20 I7

140.000 7.500 384 3.000

kWh/km

Gemiddelde kWh/dag

0,228 0,358 2,000 2,000

11 35 400 100

Maximum kWh/dag 57 95 500 100

7.5. De capaciteit van de individuele netaansluiting Huishoudens Woonhuizen hebben gewoon]ijk een 1-fase-netaansluiting met een maximale effectieve stroomsterkte van 16 A. Dit betekent een schijnbaar maximum vermogen van 3,5 kVA. Uit tabel 7.1 blijkt duidelijk dat dit niet voldoende is om in de toekomst batterijen te ]aden. Zelfs als de dagelijks afgelegde afstand slechts 100 km bedraagt, moet er 22,8 kWh geleverd worden gedurende de nacht. Met een laadtijd van 6 uur vereist dit ai een schijnbaar vermogen van meer dan 4 kVA. Dit probleem kan betrekkelijk eenvoudig opgelost worden. Ieder woonhuis heeft reeds

79

een 3-fase-stroomvoorziening in de meterkast. Voor normaal gebruik wordt deze 3-fase-stroomvoorziening in drie 1-fase~circuits verdeeld. Het is echter niet moeilijk om meer gebruik te maken van de 3-fase-stroomvoorziening in woonhuizen, zoals bijvoorbeeld gedaan wordt bij elektrisch koken. Ieder woonhuis heeft een 3-fase-aansluiting met een 3 x 25 A capaciteit, hetgeen een schijnbaar vermogen van bijna 17 kVA betekent, wat ruim voldoende is.

Niet-huishoudelijke gebruikers De niet-huishoudelijke gebruikers hebben reeds een 3-fase-stroomvoorziening met een maximale stroomsterkte van 3 × 25, 3 x 35, 3 x 50, 3 x 63 of 3 x 80 A. Het vraagpatroon van de gebruiker zal bepalen of een elektrisch voertuig een verhoging van de capaciteit van de stroomvoorziening noodzakelijk maakt. Veel gebruikers hebben waarschijnlijk een relatief laag nachtverbruik, zodat’s nachts laden geen probleem betekent met de bestaande netaansluiting. In sommige gevallen echter zal dit niet zo zijn. Neem bijvoorbeeld een klein bedrijf met een 3 x 35 A-netaansluiting, dat in het bezit is van een zware bestelauto en stel dat dit bedrijf besluit een elektrische bestelauto te kopen. Het helemaal volladen van een lege batterij van zo’n bestelauto in 6 uur vergt 20 kVA, of 30 A. Nu zal de 3 x 35A-netaansluiting in het algemeen niet langer voldoende zijn. De kosten om de capaciteit van de netaansluiting uit te breiden zijn aanzienlijk. De verandering van 3 x 35 naar 3 x 50 zou een eenmalig bedrag van ongeveer 1600 gulden en extra maandelijkse kosten van bijna 13 gulden (exclusief BTW) met zich meebrengen. Volgens tabel 7.1 gebruikt een gemiddelde bestelauto gemiddeld 35 kWh per werkdag. Voor een zware bestelauto kan dit 50 kWh zijn. Als de bestelauto 250 dagen per jaar gebruikt wordt, betekenen de extra kosten van 13 gulden per maand extra kosten van 1,25 cent/kWh, hetgeen een aanzienlijke verhoging van de normale elektriciteitsprijs van ongeveer 20 cent/kWh is. Voor een grootverbruiker met een transformator is de situatie vergelijkbaar. Het hangt van de benutting van de capaciteit van de transformator af of de extra belasting van het laden van EV-batterijen gemakkelijk kan worden opgevangen. Vooral voor bezitters van een eigen wagenpark kan het laden van EV-batterijen de installatie van een extra transformator noodzakelijk maken. Dit zou de kosten aanzienlijk verhogen, omdat de aansluitkosten 2,50 à 3 gulden per kVA per maand bedragen.

7.6. De capaciteit van de laagspanningskabel Dit onderwerp kan het best worden geïllustreerd aan de hand van het geval van een doorsnee woonwijk. Als het net voor een nieuwe woonwijk wordt gedimensioneerd, wordt er rekening gehouden met een mogelijke maximale geIijktijdige afname van 2 kVA door elk huishouden. Op het ogenblik is de maximale gelijktijdige belasting per huishouden in werkelijkheid ongeveer 0,7 kVA [53]. Een aanzienlijke groei van de maximale belasting wordt dus voorzien. De huidige standaard kabels kunnen een maximale effectieve stroom voeren van 195 A. Om in staat te zijn de elektriciteitslevering in alle gevallen te garanderen wordt normaal maar 80% van de capaciteit van de kabel gebruikt, hetgeen betekent dat de maximale stroom 150 A is. Een maximale belasting van 2 kVA op een 1-fase-netaansluiting resulteert in een stroom van 9 A in één van de aders van de kabel. Er kunnen dus 16 huishoudens voorzien worden door één ader, ofwel 50 huishoudens door één 3-fase-kabel. Uitgaande van een 3-fase-aansluiting om batterijen te laden en van een gemiddeld elektriciteitsverbruik van 11 kWh per 24 uur (zie Tabel 7.1) vergt het laden van batterijen in 6 uur 11/6/0,9 = 2 kVA per EV. De capaciteit van de lader zal gemiddeld genomen 7 kW zijn (zie Tabel 7.1). De volgende conclusies kunnen worden getrokken.

Laden gedurende piekuren Als de elektriciteitsvraag zonder EV’s zo oploopt dat over zo’n 25 jaar de gelijktijdige maxima]e belasting per huishouden 2 kVA is, zal het laden van elektrische voertuigen gedurende de plek80

uren ernstige capaciteitsproblemen veroorzaken. Zonder elektrische voertuigen is de effectieve stroom dan reeds 150 A. Het laden van één elektrisch voertuig met de maximumcapaciteit van 7 kW (3-fase) geeft een extra stroom van 11,7 A. Dit betekent dat als 4 EV’s in een blok van 50 huizen tegelijk geladen worden, de maximale capaciteit van de laagspanningskabel van 195 A wordt overschreden. Als de gelijktijdige maximale belasting per huis 1 kVA is in plaats van 2 kVA, kunnen 10 EV’s op hetzelfde tijdstip geladen worden op volle capaciteit. De conclusie is dat als laden overdag niet verboden wordt en/of als de kans van tegelijkertijd laden van meerdere EV-batterijen niet kan worden verwaarloosd, dan moet het aantal huizen op één laagspanningskabel worden verminderd, hetgeen hoge investeringen in het laagspanningsnet met zich mee zal brengen. Als laden overdag wordt uitgesloten, wordt de flexibiliteit van het EV verminderd. Bovendien moet er een methode ontwikkeld worden om het laden overdag tegen te gaan (belastingsturing, zie ook paragraaf 7.9).

’s Nachts laden De normale belasting gedurende de nacht is ongeveer 20% van de maximum belasting, hetgeen een stroom van 0,2 x 150 = 30 A betekent. Het ]aden van de gemiddelde batterij in 6 uur vergt 2 kVA, dus 3 A op elke fase. Dus zelfs als ieder huishouden een EV heeft, blijft de effectieve stroomsterkte onder de maximale waarde van 195 A. Het is echter wel zo dat indien het gemiddeld vermogen van de laadapparaten 7 kW is, slechts 11 EV’s tegelijkertijd aangesloten kunnen worden. Opnieuw is derhalve belastingsturing van cruciaal be]ang.

Bestaande woonwijken Men zou verwachten dat problemen zich in eerste instantie in bestaande woonwijken met oude elektriciteitsnetten zullen voordoen, in het bijzonder in de binnenstad. Het net in de binnenstad van Amsterdam is reeds bijna volledig vemieuwd. De situatie in bestaande woonwijken in Amsterdam zal dus dezelfde zijn als in nieuwe woonwijken.

Overige ~vijken Wijken waar veel bedrijven gevestigd zijn hebben een zeer uiteen]opend patroon wat betreft de vraag naar elektriciteit. De conclusie dat’s nachts op]aden te prefereren valt, kan wel eens niet van toepassing zijn. In sommige industriegebieden (bijvoorbeeld de haven) kan de vraag naar elektriciteit heel hoog zijn gedurende de nacht. In de binnenstad is er’s nachts een grote vraag naar elektriciteit door de horeca, theaters etc.. Als er veel EV’s aangesloten worden op het net in een dergelijke omgeving, kunnen er problemen ontstaan.

Opladen van EV’s op parkeerplaatsen De plaats waar EV’s worden opgeladen is nog niet behandeld in dit rapport. Zoals reeds in hoofdstuk 5 werd opgemerkt, bevindt zich slechts 12% van de parkeerplaatsen in Amsterdam in garages of op eigen terrein (zie ook paragraaf 4.4.2). De meeste auto’s staan dus op straat geparkeerd. Een mogelijke optie om de kosten voor het opzetten van een laadinfrastructuur te beperken is het concentreren van het opladen van EV’s op grote parkeerplaatsen. Dit zou tevens een oplossing kunnen zijn voor de problemen die gepaard gaan met het laden van EV’s rechtstreeks via de laagspanningskabels. Op dergelijke parkeerplaatsen zou dan een 10 kV-380V-transformator kunnen worden geïnstalleerd. Voor het laden van een gemiddelde personenauto in 6 uur is 2 kVA nodig. Dus met een 400 kVA-transformator zouden 200 auto’s van stroom kunnen worden voorzien. Dit zou natuurlijk extra kosten met zich meebrengen voor het EV. De installatie van twee 400 kVA-transformatoren zou bijvoorbeeld ongeveer 100.000 gulden kosten, ofwel jaarlijks 6.500 gulden (levensduur 30 jaar, reële rentevoet 5%). Met deze transformatoren kunnen 400 auto’s van stroom worden voorzien. Als elk van deze auto’s 300 dagen per jaar iedere nacht geladen wordt met 11 kWh (zie tabel 7.1), brengen de totale kosten van ongeveer 100.000 gulden extra elektriciteitskosten met zich mee van 0,5 cent/kWh. Dit zijn alleen maar de kosten van de transformator. De kosten van de kabels en de laadstations voor elk voertuig zijn niet inbegrepen, noch de kosten van het terrein.

81

7.7. De totale capaciteit van het Amsterdamse net Overdag laden Stel dat de volgende situatie zich voordoet: op een dag in de winter in het jaar 2015 komen 47.000 elektrische forenzenauto’s tussen 17.00 en 18.00 uur terug in Amsterdam en worden op het net aangesloten. Het gemiddelde laadvermogen is 7 kW. Dit zou leiden tot een plotselinge extra belasting van 329 MW. Om 18.00 uur op een dag in de winter is de normale belasting al bijna 600 MW. Een verhoging van deze belasting met 15% zou enorme problemen veroorzaken. Om deze belasting aan te kunnen, zouden er verscheidene nieuwe 150 kV-onderstations moeten worden geïnstalleerd, die elk zo’n 30 miljoen gulden kosten. Het is duidelijk dat dit een ongewenste kostenverhoging betekent. De tijd die het installeren van nieuwe onderstations vergt is eveneens aanzienlijk. Dus naast de redenen gegeven in hoofdstuk 3 is~ dit een extra reden waarom laden tijdens de piekuren problematisch is. Omdat bovendien het vraagpatroon overdag bijna vlak is, zou bijvoorbeeld het opladen van bestelauto’s tijdens de lunchpauze of het op grote schaal opladen van forenzenauto’s tijdens de werkuren ook ernstige problemen veroorzaken. Het laden van de batterijen van stadsbussen is een speciaal geval dat apart zal worden behandeld in paragraaf 7.8. De situatie die hier beschreven wordt is natuurlijk nogal extreem. Als tienduizend EV’s worden geladen met een gemiddeld laadvermogen van 7 kW, ontstaat er een extra belasting van 70 MW. Meestal zal dit niet tot ernstige problemen leiden. Wanneer Iaden overdag echter de algemene praktijk is, moet het elektriciteitsbedrijf voorbereid zijn op het uitzonderlijke geval dat heel veel EV’s tegelijkertijd geladen worden. Dit vereist het installeren van een grote transformatorcapaciteit, zelfs al wordt deze capaciteit in de praktijk nooit gebruikt. Wederom kan geconcludeerd worden dat belastingsturing cruciaal is en dat, als EV’s op grote schaal worden geïntroduceerd, de mogelijkheid van laden overdag eigenlijk uitgesloten moet worden om grote investeringen te vermijden.

’s Nachts laden Vanwege het ’nachtdal’ in de vraag naar elektriciteit ligt het voor de hand om het batterijladen’s nachts gedurende de daluren te concentreren. De huidige minimum belasting van het Amsterdamse net is 175 MW, de maximum belasting is 600 MW. De gemiddelde belasting tussen 23.00 en 7.00 uur is ongeveer 250 MW. Er is dus voldoende capaciteit voor extra belasting gedurende de nacht. Uit tabel 7.1 kan geconcludeerd worden dat tijdens een gemiddelde werkdag aIle personenauto’s, bestelauto’s en vrachtwagens samen 2100 MWh verbruiken. Als deze hoeveelheid in 8 uur geladen wordt, is de gemiddelde belasting 260 MW, hetgeen in principe door het bestaande net opgevangen kan worden. Belastingsturing is echter cruciaal: uitgaande van de laadcapaciteiten in tabel 7.1 (met een gemiddelde Iaadcapaciteit van 7 kW voor personenauto’s en 15 voor bestelwagens), is de cumulatieve laadcapaciteit van alle personenauto’s, bestelauto’s en vrachtwagens meer dan 1.~ 00 MW! Wanneer de extra belasting door elektrische voertuigen goed wordt geregeld, zal het resultaat een tamelijk vlak aanbodpatroon zijn. Dit betekent een hoge benuttingsfactor van het openbare net en dus lagere kosten per kWh.

7.8. Snelladen overdag Snelladen in het algemeen Een van de grootste nadelen van EV’s is de lange tijd die nodig is voor het laden. In [12] stellen de auteurs bijvoorbeeld: "The difference between an eight hout recharging time and one close to the time required to refuel a gasoline vehicle probably determines whether EVs gain a major share of the motor vehicle market in the United States". Vanuit technisch oogpunt blijkt het snelladen geen fundamenteel probleem te zijn [12]. Bovendien zijn ~~snellaadinstallaties op zichzelf technisch haalbaar~~ [12]. De kosten van deze installaties zullen echter hoog zijn, zoals eveneens in [ 12] wordt opgemerkt. 82

Een batterij met een inhoud van 20 kWh laden in een half uur vergt een laadvermogen van 40 kW. Dit zou tot een effeetieve stroom van 67 A leiden. Zoals hierboven is opgemerkt kan de gewone ]aagspanningskabel die in Amsterdam gebruikt wordt slechts 195 A leveren, en levert zo’n kabel in de praktijk gemiddeld niet meer dan 150 A. Het is derhalve duidelijk dat voor het snelladen van slechts één voertuig al een aparte laagspanningskabel nodig zou zijn. Voor het snelladen van meerdere voertuigen bij een parkeerplaats (of bij een benzinestation) zou een transformator nodig zijn. Bovendien gelden de problemen uit de voorgaande paragrafen met betrekking tot het laden overdag nu natuurlijk in versterkte mate. De mogelijkheden tot snelladen zijn dus gering. Het verwisselen van batterijen, een mogelijkheid die vaak buiten beschouwing wordt gelaten vanwege de hoge kosten, zou een verdere studie waard zijn. De meest belovende richting wat dit betreft is waarschijnlijk de ontwikkeling van metaalluchtbatterijen: snelladen zou dan alleen maar een kwestie zijn van metalen p]aten verwisselen [12]. Echter, volgens [54] zijn de kosten van de produktie van aluminium met de vereiste zuiverheid en de kosten van recycling zeer hoog. Snelladen van bussen (en/of taxi’s) In voorgaande hoofdstukken werd aangenomen dat elektrische bussen lange afstanden per dag kunnen afleggen vanwege de mogelijkheid om bij halteplaatsen te snelladen. Uit de bovenstaande bespreking blijkt dat voor snelladen een aparte transformator nodig is. In Duitsland konden bussen met een batterijcapaciteit voor 60 kilometer gemakkelijk 360 kilometer op één dag afleggen omdat het mogelijk was om met 400 A stroomsterkte te herladen [55]. De bussen in Amsterdam leggen maximaal 250 km per dag af. Als de batterij voldoende zou zijn voor 60 kilometer, zou er elektriciteit voor 190 kilometer, namelijk 380 kWh, geleverd moeten worden gedurende de dag. Als er gedurende de dag een totaal van 2 uur beschikbaar is voor herladen, is een vermogen van 190 kW nodig, ofwel 211 kVA. Dus is er een transformator van 250 kVA nodig voor het herladen, hetgeen al gauw 50000 gulden zou kosten, ofwel 3250 gulden per jaar (levensduur 30 jaar, rentevoet 5%). Als deze transformator dagelijks gebruikt kan worden door vier bussen gedurende 300 dagen per jaar bedragen de kosten 0,7 cent/kWh.

7.9. Conclusies Het lijkt duidelijk uit deze beschouwing dat belastingsturing van essentieel belang is als EV’s op grote schaal worden g~fntroduceerd. Zowel op het niveau van ]aagspanningskabels als op het niveau van het gehele Amsterdamse net kan laden overdag of ongecontroleerd laden gedurende de nacht gemakkelijk tot capaciteitsproblemen leiden. De mogelijkheid van laden overdag uit het net moet nagenoeg uitgesloten worden om grote investeringen te voorkomen. Dit geldt in het bijzonder voor snelladen, met uitzondering van bussen en misschien taxi’s. Het gevolg is dat elektrische voertuigen minder flexibel gebruikt kunnen worden. Dit kan de grootschalige introductie van elektrische voertuigen belemmeren. In het geval van een grootschalige penetratie van hybride voertuigen zullen de capaciteitsproblemen van het net minder ernstig zijn. De hoeveelheid elektriciteit die nodig is, is kleiner, hetgeen tevens inhoudt dat de laadcapaciteit kleiner kan zijn. Bovendien zal er minder behoefte bestaan om overdag te laden aangezien de interne verbrandingsmotor altijd gebruikt kan worden. Gelijktijdig herladen van een groot deel van alle voertuigen bIijft een serieus probleem, zodat belastingsturing ook in het geval van de hybride voertuigen van essentieel belang is. In principe laat batterijladen belastingsturing toe, omdat het gebruik van het EV niet in de tijd samenvalt met het toevoeren van elektriciteit (zie [56]). Omdat het EV niet op vaste tijden wordt gebruikt, lijkt een interactieve methode van belastingsturing het meest geschikt. Er bestaan reeds verscheidene experimenten met directe en interactieve be]astingsturing. In een studie die de energievoorziening van huishoudens in het jaar 2010 [57] beschrijft, heeft iedër huis een informatienetwerk van fiberglas, dat g~~ntegreerd is in het elektriciteitsnet of telefoonnet.

83

Als belastingsturing toegepast wordt, kan de introductie van elektrische voertuigen een betere benutting van het net tot gevolg hebben. Dit betekent een verlaging van de kosten per kWh. Maar het laden van EV’s zal wel extra investeringen met zich meebrengen: - In de eerste plaats de kosten van de belastingsturing zelf; - Een deel van bezitters van een wagenpark zal een (extra) transformator moeten installeren; - Een deel van niet-huishoudelijke gebruikers heeft een netaansluitin9 met een hogere capaciteit nodig; Voor het snelladen van bus- en taxibatterijen is eveneens de installatie van transformatoren nodig. Het is moeilijk om het totaal van deze investeringen te schatten en te beoordelen of de voordelen van een intensievere benutting van het elektriciteitsnet opwegen tegen deze kosten. Maar het is duidelijk dat, indien elektrische voertuigen op grote schaal worden ge’introduceerd, het laden van batterijen de nodige aandacht behoeft.

8. ELEKTRICITEITSPRODUKTIE: LUCHTVERONTREINIGING EN KOSTEN 8.1. Inleiding Het doel van het bestuderen van de effecten van elektrische auto’s op de elektriciteitsproduktie is het vergelijken van de emissies als gevolg van het gebruik van EV’s1 met de totale emissies van de ICEV’s die door die EV’s vervangen zijn. Ook voor de economische beoordeiing van EV’s is de E-produktie van groot belang: de kosten van elektriciteit vormen een belangrijke kostenpost van het EV. Bij de beoordeling van de effecten van elektrische auto op emissies en kosten kunnen verschillende niveaus van verfijning gehanteerd worden. De eenvoudige methoden gaan uit van het principe dat er ’niets verandert’: de oorspronkelijke omvang en samenstelling van het opgesteld vermogen en de oorspronkelijke brandstofmix worden gebruikt om de emissies en kosten te betekenen. Bij de meer verfijnde methoden wordt rekening gehouden met veranderingen in de omvang en samenstelling van het opgesteld vermogen en de brandstofmix als gevolg van de introductie van elektrische voertuigen. Bovendien kan binnen deze meer verfijnde methoden onderscheid gemaakt worden in een ’gemiddelde’ en een ’marginale’ benadering. De ’gemiddelde’ benadering rekent de gemiddelde kosten en emissies van het elektriciteitspark toe aan de elektrische auto, de ’marginale’ aanpak gaat uit van marginale kosten en emissies. In dit hoofdstuk worden zowel de eenvoudige (paragraaf 8.4.1 voor emissies en 8.5.2 voor kosten) als de meer verfijnde (paragraaf 8.4.2 voor emissies en 8.5.3 voor kosten) methoden gehanteerd, en worden zowel de ’gemiddelde’ als de ’marginale’ benadering besproken. Hiermee kunnen de verschillen in uitkomsten van de verschillende methoden en benaderingen beoordeeld worden. Wat betreft de milieu-effecten van elektriciteitsproduktie wordt alleen gekeken naar de emissies die het gevolg zijn van de vrbranding van primaire brandstoffen. Deze worden vergeleken met de emissies die voortkomen uit de raffinage, het transport en de verbranding in auto’s van benzine, diesel en LPG. De emissies bij de winning en het transport van primaire brandstoffen blijven dus buiten beschouwing. Met andere woorden: alleen de emissies die in Nederland plaats vinden worden in de analyse opgenomen. Ook de milieu-effecten van de auto- en batterijproduktie en -sloop/opslag komen niet aan de orde. In [14] wordt opgemerkt dat de milieu-effecten van de produktie van EV’s en ICEV’s niet essentieel verschillen en dat de verwerking van afgedankte elektrische auto’s en batterijen en ook de produktie van batterijen geen fundamentele ~roblemen met zich mee brengt. De milieu-aspecten van produktie en verwerking van batterijen komen aan de orde in [22] en [54]. Zoals reeds in andere hoofdstukken is gebeurd, wordt aangesloten bij het BG-scenario van de Nederlandse Nationale Energie Verkenningen. Dit betekent dat verschillende data in dit hoofdstuk uit dat BG-scenario afkomstig zijn. Het gaat daarbij om: De emissies van ICEV’s; De brandstofmix en de kilometrages van ICEV’s; De samenstelling van het elektriciteitsproduktiepark; De emissiefactoren van de verschillende typen centrales; De emissies bij raffinage van olieprodukten; De kosten van elektriciteitsproduktie.

De volgende afkortingen worden gebruikt: EV voor elektrische auto, HV voor hybride auto en ICEV voor auto’s met verbrandingsmotor.

85

de maximale belasting in het BG~scenario. De conclusie hieruit is dat het incidenteel opladen van batterijen overdag niet zal leiden tot een veel grotere onzekerheid over de maximale belasting. Het benadrukt wél nogmaals het belang van belastingsturing als het gaat om grote aantallen elektrische auto’s. Met de ruimte in het patroon voor revisie wordt bedoeld: het optreden van periodes in het jaar met een relatief lage vraag. Gedurende dergelijke periodes is er gelegenheid voor revisie. De eiektrische auto zal geen effect hebben op deze ruimte: de elektriciteitsvraag voor de elektrische auto is redelijk regelmatig over het jaar verdeeld, zodat de bestaande variatie in de vraag van periode tot periode gehandhaafd blijft. Tenslotte, de kans op uitval van centrales zal niet veranderen. Wel is het zo dat de elektrische auto kan leiden tot een grotere gemiddelde eenheidsgrootte (meer grote basislastcentrales). De consequenties van de uitval van een grote basislastcentrale zijn vanzelfsprekend groter dan van de uitval van een kleine pieklasteenheid. Er zou dus een klein effect op de reservefactor kunnen Geconcludeerd kan worden dat het effect van de grootschalige introductie van elektrische auto op de reservefactor waarschijnlijk niet groot zal zijn, mits de kans op het bijladen van batterijen in piekuren klein is.

8.3. Elektrische auto’s in de Randstad In dit hoofdstuk wordt aangenomen dat EV’s niet alleen in Amsterdam penetreren maar in de gehele Randstad. De Randstad wordt vaak gezien als één groot stedelijk gebied. In 1990 vonden tussen de 50 en 55% van alle verkeersstromen in Nederland plaats in de Randstad. Milieuproblemen veroorzaakt door het verkeer doen zich vooral in de Randstad voor. Penetratie van EV’s is dus het meest waarschijnlijk in dit gebied. Om de resultaten voor Amsterdam te vertalen naar het niveau van de gehele Randstad zijn diverse aannames gemaakt. Uit [2] is afgeleid dat er in 1990 5792000 mensen woonden in de Randstad, met één personenauto per 2,59 inwoners. Personenauto’s vormen ongeveer 89% van alle motorvoertuigen. Voor 2000 en 2010 zijn de volgende aannames gemaakt: - De groei van de Nederlandse bevolking in de periode 1990-2010 is ongeveer 8%; - De bevolking van de Randstad groeit 2,5% extra. In 2010 leert ongeveer 44% van de Nederlandse bevolking in de Randstad. Aangenomen wordt dat het aantal inwoners per personenauto constant blijft; Deze aannames worden doorgetrokken naar 2015. De aannames leiden tot tabel 8.1. Tabel 8.1. Aannames voor de Randst, ad 1990 Bevolking Nederland Bevolking Randstad % van totale bevolking Aantal inwoners per auto Aantal personenauto’s % personenauto’s

14.893.000 5.792.000 39% 2,59 2.236.000 89%

2000 15.716.000 6.356.554 40% 2,59 2.454.268 89%

2010 16.143.000 7.165.675 44% 2,59 2.766.670 89%

2015 16.470.576 7.311.082 46% 2,59 2.911.800 89%

Het dagelijkse gebruik van auto’s in de Randstad wordt nu bepaald op basis van dezelfde relatie tussen autobezit en autogebruik zoals die is gevonden voor Amsterdam (het aantal auto’s dat op een werkdag in Amsterdam rijdt is 1,3 maal het aantal auto’s dat in bezit is van inwoners van Amsterdam). De resultaten staan in tabel 8.2.

87

Tabel 8.2~ Autogebruik in de Randstad op een werkdag

Aantal auto’s rijdend in de Randstad Aantal personenauto’s Aantal bestelauto’s Aantal vrachtauto’s Aantal bussen

1990

2000

2010

2015

3.257.890 2.899.522 276.921 78.551 2.896

3.575.440 3.182.142 303.912 86.208 3.178

4.030.556 3.587.195 342.597 97.181 3.583

4.248.957 3.781.572 361.161 102.568 3.656

Nu worden de penetratiepercentages van Scenario A in hoofdstuk 5 gebruikt voor de Randstad als geheel. Tabel 8.3 geeft de resultaten. Tabel 8.3. Elektrische auto’s in 2015 in de Randstad Penetratie Personenauto’s Bestelauto’s Vrachtauto’s Bussen

Totaal aantal

68% 72% 38% 78%

2.571.469 260.036 37.587 2.851

Totaal

2.871.943

Om de effecten op de elektriciteitsproduktie te kunnen beoordelen, moet het totale elektriciteitsgebruik voor het opladen van de batterijen worden geschat. Aangenomen wordt dat de auto’s in de Randstad gemiddeld even veel kilometers rijden als de auto’s in Amsterdam (zie tabel 5.15), met één belangrijke uitzondering: volgens [58] is de gemiddelde afstand in het woon-werkverkeer naar Amsterdam hoger dan het gemiddelde voor de Randstad als geheel. De gemiddelde afstand afgelegd door personenauto’s is daarom verlaagd, waardoor tevens grotere overeenstemming wordt bereikt met het BG-scenario op dit punt. Opnieuw aannemende dat het primair energiegebruik van EV’s en 1CEV’s gelijk is (zie tabel 3.5), neemt de elektriciteitsproduktie met ongeveer 10 TWh toe. In het BG-scenario bedraagt de centrale elektriciteitsproduktie (exclusief importen en windenergie) ongeveer 84 TWh. De introductie van EV’s leidt dus tot een stijging van 12% van de centrale elektriciteitsproduktie. Aangenomen wordt dat alle elektrische auto’s gedurende de nacht worden opgeladen en dat een groot gedeelte van de elektrische personenauto’s ook gedurende het weekend wordt gebruikt. Er is een uurlijks batterij-oplaadpatroon geconstrueerd dat: - Optelt tot 10 TWh per jaar; - Alleen positieve waarden kent voor de nachtelijke uren; - Niet leidt tot een hogere maximale belasting als het wordt opgeteId bij het bestaande vraagpatroon. Een dergelijk patroon wordt mogelijk gemaakt door het ’nachtdal’ in het bestaande vraagpatroon (de gemiddelde belasting’s nachts is slechts 50% van de gemiddelde belasting overdag). Het is dus mogelijk om ongeveer 3 miljoen EV’s op te laden zonder de maximale belasting te verhogen, mits de lokale netproblemen beschreven in het vorige hoofdstuk worden vermeden. De resultaten in de rest van dit hoofdstuk zijn gebaseerd op deze getallen. Op verschillende plaatsen zal aangegeven worden hoe de resultaten veranderen als de penetratie van EV’s anders is.

88

8.4. Emissies als gevolg van elektriciteitsproduktie 8.4.1. De eenvoudige methode Indien de eenvoudige methode wordt toegepast, wordt aangenomen dat de brandstofmix niet verandert. Dit impliceert dat de gemiddelde emissie per kWh niet verandert als gevolg van de introductie van de elektrische auto. De gemiddelde emissies per kWh toe te rekenen aan elektrische auto’s zijn dus gelijk aan de voor het oorspronkelijke elektriciteitspark (in het BG-scenario) gevonden emissies per kWh. In het BG-scenario worden kerncentrales en kolenvergassings-STEG’s met CO2-verwijdering voor de basislast gebruikt (als gevolg van de CO2-heffing zijn dit relatief goedkope types). Voor de midden- en pieklast worden voornamelijk gascentrales (STEG’s, brandstofcellen, gasturbines) gebruikt. Elektriciteitsproduktie met behulp van duurzame bronnen (wind, water) en vuilverbranding is veel hoger dan nu, maar nog steeds een klein percentage van het totaal. Het is duidelijk dat deze samenstelling van het elektriciteitspark tot een erg schone elektriciteitsproduktie leidt, hetgeen gunstig is voor elektrische auto’s. Om de milieu-effecten van EV’s niet te overschatten, wordt ook een analyse uitgevoerd met een ander elektriciteitspark, waarin de basislast in zijn geheel verzorgd wordt door kolenvergassings-STEG’s zonder CO2-verwijdering. Dit alternatieve park wordt VAR(iant) genoemd. De rendementen en emissiefactoren van de verschillende typen centrales staan vermeld in appendix 9. Op basis van de aantallen elektrische voertuigen per type (personenauto, bestelauto, vrachtauto en bus) en het aantal elektrisch gereden kilometers per type, kan het gemiddelde elektriciteitsverbruik per elektrisch gereden kilometer bepaald worden. VervoIgens kunnen de bijbehorende emissies per kilometer bepaald worden en vergeleken met de emissies indien die kilometer niet elektrisch maar met conventionele voertuigen zou zijn gereden. De resultaten staan vermeld in tabel 8.4 (KW staat voor koolwaterstnffen, CO voor koolmonoxyde, SO~ voor zwaveldioxyde en NOX voor stikstofoxyden). Tabel 8.4. Gemiddelde emissies SO2

NOx

Stof

CO~

CO

KW

ICEV [gr/km] Elektrisch-BG [gr/km] Elektrisch-VAR [gr/km]

0,046 0,018 0,040

0,38 0,11 0,12

0,001 0,002 0,002

166 121 204

2,77 0,05 0,05

0,50 0,02 0,02

ICEV [index] Elektrisch-BG [index] Elektrisch-VAR [index]

100 38 87

100 28 31

100 19 22

100 73 123

100 2 2

100 3 3

Uit deze tabel kunnen de volgende conclusies worden getrokken: De SO~-emissie is in beide elektrische opties lager dan die van auto’s met verbrandingsmotot. Voor het VAR-scenario, met uitgebreide inzet van kolen (zonder CO~-verwijdering) is echter het verschil met de referentie gering. Voor elektrische auto’s in het BG-scenario is de SO~-emissie slechts een derde van die van auto’s met verbrandingsmotor. In dit geval worden minder kolen gebruikt, en een groot gedeelte van de SO2 wordt tegelijk met de CO~ verwijderd. Hierbij dient opgemerkt dat in de meeste tot nu toe uitgevoerde studies de SO~-emissie van elektrische auto’s hoger uitvalt dan die van auto’s met verbrandingsmotor. De hier gepresenteerde getallen weerspiegelen gedeeltelijk de grote Nederlandse inspanning met betrekking tot de reductie van SO~-emissies; De NO×-emissies van elektrische voertuigen zijn in beide scenario’s minder dan een derde van die van voertuigen met verbrandingsmotor; De emissies van stof zijn in beide elektrische opties slechts een vijfde van de emissies in het geval van de referentie;

89

Wat CO2 betreft, zijn de emissies van elektrische auto’s in het BG-scenario 25% lager dan die van auto’s met verbrandingsmotor. In het VAR-scenario vallen deze emissies echter 25% ho~ ger uit, dit als gevolg van het grootscheepse gebruik van kolen zonder CO2-verwijdering; De emissies van CO en KW door elektrische auto’s zijn nagenoeg gelijk in belde scenario’s en zo goed als verwaarIoosbaar in vergelijking met de CO- en KW-emissies van auto’s met verbrandingsmotor. Als algemene conclusie kan gesteld worden dat in 2015 de emissies van elektrische voertuigen veel lager zullen zijn dan de emissies van de toekomstige zeer efficiënte en schone voertuigen met verbrandingsmotor, met slechts één uitzondering: de CO2-emissie in het geval dat de elektriciteitsproduktie hoofdzakelijk op kolen gebaseerd is. In tabel 8.5 is de totale vermeden emissie weergegeven voor beide elektrische varianten. Tabel 8.5. Totale vermeden emissies in kton (Mton voor C02)

Elektrisch-BG Elektrisch-VAR

SO2

NOx

Stof

CO2

CO

KW

1,0 0,2

10,0 9,5

0,3 0,3

1,6 - 1,4

98,9 98,9

17,6 17,6

In tabel 8.6 worden de resultaten vergeleken met de resultaten van een studie door de UNIPEDE "Group of Experts on Electric Vehicles’ [33], waarin als referentie een kleine personenauto wordt genomen die 8,5 liter benzine per 100 km verbruikt. De UNIPEDE studie berekent de voor 1993 verwachte gemiddelde emissies per kWh voor elf Europese landen. Opgemerkt dient te worden dat de emissies bij de winning en het transport van primaire brandstoffen in de UNIPEDE studie wél worden meegenomen. Tabel 8.6. Vergelijking emissies personenauto met UNIPEDE studie, in gr/km

Europa 1993, benzine NL-2015, BG, benzine Europa 1993, elektrisch NL-2015, BG, elektrisch NL-2015, VAR, elektrisch

SO~

NO×

Stof

CO~

CO

KW

0,100 0,034 0,630 0,015 0,033

0,88 0,33 0,28 0,09 0,10

0,015 0,008 0,026 0,002 0,002

234 143 126 100 168

2,150 2,540 0,030 0,043 0,044

0,310 0,450 0,020 0,014 0,014

Uit deze tabel kunnen de volgende conclusies getrokken worden: De gemiddelde ICE-personenauto van 2015 in het BG-scenario heeft veel lagere SO~, NOx, stof en CO~ emissies dan de gemiddelde Europese benzine-auto van 1993. Voor een belangrijk deel kan dit verklaard worden uit het lage brandstofverbruik van de ICE-personenauto in het BG-scenario: 5,6 liter per 100 km tegen 8,5 in het UNIPEDE rapport. De getallen voor CO en KW zijn voor de ICE-auto uit het BG-scenario relatief hoog in vergelijking tot de UNIPEDE studie, als gevolg van het feit dat in het BG scenario rekening wordt gehouden met de verminderde werking van oudere driewegkatalysatoren; De emissies door elektriciteitsproduktie zijn in de Nederlandse scenario’s in het algemeen lager dan in ’Europa 1993’, met uitzondering van CO en van CO~ in het VAR-scenario. De verschillen voor SO~ zijn erg groot, de verschillen voor NOx en stof iets minder, in ’Europa 1993’ is de elektriciteitsproduktie voor een belangrijk deel gebaseerd op emissieloze kernenergie (40%) en waterkracht (15%). Voor de Nederlandse scenario’s zijn deze getaIlen 14% in BG en 0% in VAR voor kemenergie en minder dan 1% in beide scenario’s voor waterkracht. Desondanks zijn de emissies in de Nederlandse scenario’s lager. De redenen daarvoor zijn het aanzienlijke gebruik van ’smerige’ kolen in ’Europa 1993’ en het zeer ’schone’ gebruik van fossiele brandstoffen in Nederlandse scenario’s. Bovenstaande conclusies zijn gebaseerd op de ’gemiddelde’ benadering. Aangezien het nogal kunstmatig is om te kijken naar ’marginale’ emissies indien wordt aangenomen dat de brand-

9O

stofmix niet veranderd (zoals in deze paragraaf), wordt de ’marginale’ benadering in deze paragraaf niet toegepast. In de volgende paragraaf komt de ’marginale’ benadering wel aan de orde. 8.4.2. Meer verfijnde methodes Aangenomen is dat de elektrische auto’s’s nachts worden opgeladen. Aangezien de elektriciteitsvraag in Nederland (zonder elektrische auto’s) ’s nachts veel lager is dan overdag, betekent de introductie van elektrische auto’s dat het totale belastingpatroon vlakker, gelijkmatiger wordt. Met behulp van een chronologisch simulatiemodel kan de produktie van elke centrale op elk uur van het jaar berekend worden, op basis van het nieuwe patroon en een bepaalde inzetstrategie van centrales. Bij deze simulatie wordt rekening gehouden met opstarttijden en revisieperiodes. De inzetstrategie zorgt ervoor dat voor de basislast díe centrales worden gebruikt die bij een hoge bedrijfstijd de laagste kosten per kWh met zich mee brengen. Met dit model zijn twee simulaties uitgevoerd. A. De omvang en samenstelling van het opgestelde vermogen is niet veranderd. Om aan de extra vraag te voldoen zullen bepaalde bestaande centrales dus meer moeten gaan produceren. Dit kan tot gevolg hebben dat centrales die bedoeld zijn voor de middenlast en pieklast in feite een basislastfunctie gaan vervullen. In de Nederlandse situatie worden vooral aardgascentrales gebruikt voor midden- en pieklast. B. De totale omvang van het opgestelde vermogen verandert niet, maar er worden meer basislastcentrales ingezet, ten koste van middenlast- en pieklastcentrales. In het BG-scenario betekent dit meer kerncentrales en kolenvergassings-STEG’s met CO2-verwijdering en in het VAR-scenario meer kolenvergassings-STEG’s zonder CO~-verwijdering. In deze benadering wordt dus rekening gehouden met een mogelijk veranderende brandstofmix. Ook het rendement van de elektriciteitsproduktie zou kunnen veranderen, in de eerste plaats omdat andere typen centrales ingezet worden (in geval B) en in de tweede plaats omdat het rendementsverlagende op- en afregelen van centrales minder voor komt). Met het eerste wordt in deze benadering impliciet rekening gehouden, met het tweede wordt geen rekening gehouden. In [53] is de gerealiseerde rendementsverbetering ongeveer een half procentpunt. Opgemerkt dient te worden dat de veranderingen in de samenstelling van het opgesteld vermogen in geval B alleen op lange termijn gerealiseerd kunnen worden. Dus indien de penetratie van elektrische auto’s niet (geheel) voorzien is, zal automatisch geval A zich voordoen. Als oude centrales vervangen moeten worden kan dan later geval B gerealiseerd worden. In tabel 8.7 worden de resultaten voor de gevallen A en B vergeleken met de resultaten van de eenvoudige methode, voor zowel de ’gemiddelde’ als de ’marginale’ benadering. Aangezien in de vorige paragraaf is gebleken dat de emissies van CO, KW en stof van een elektrische auto verwaarloosbaar zijn, wordt de vergelijking alleen gemaakt voor SO~, NO× en COl. De uitkomsten van de eenvoudige methode zijn, voor zowel het BG- als het VAR-scenario, op 100 gezet.

91

Tabel 8.7. Vergelijking van de eenvoudige en meer verfijnde methodes voor een personenauto SO2

NOx

CO2

BG, eenvoudige methode BG, geval A, ’gemiddeld’ BG, geval B, ’gemiddeld’ BG, geval A, ’marginaal’ BG, geval B, ’marginaal’

100 92 97 29 71

100 103 106 123 145

100 101 89 106 7

VAR, eenvoudige methode VAR, geval A, ’gemiddeld’ VAR, geval B, ’gemiddeld’ VAR, geval A, ’marginaal’ VAR, geval B, ’marginaal’

100 91 116 21 234

100 101 108 106 167

100 97 105 69 138

Zowel in het BG-scenario als het VAR-scenario verschillen de gemiddelde emissies in de gevallen A en B in de meeste gevallen niet meer dan 10% van de resultaten van de eenvoudige methode (in termen van tabel 8.4: de index van de elektrische auto zou niet meer dan 10% veranderen indien de verfijndere methodes zouden worden gebruikt). De veranderingen in de gemiddelde emissies in de gevallen A en B zijn eenvoudig te verklaren. In geval A wordt de extra elektriciteit vooral door gascentrales geproduceerd, in geval B worden gascentrales vervangen door basis]asteenheden. In beide gevallen kunnen de gevoIgen voor de gemiddelde emissies dus verklaard worden uit het verschil in emissies van gascentrales en basislasteenheden. Bijvoorbeeld, in het BG-scenario is de CO2-emissie van gascentrales hoger dan de CO2-emissie van de basislasteenheden. Dit impliceert dat de gemiddelde CO~-emissie in geval A zal stijgen en in geval B zal dalen. In het VAR-scenario is de situatie precies omgekeerd. Geconcludeerd kan worden dat de effecten op de gemiddelde emissies van de beide verfijnde methodes gering zijn en zowel positief als negatief kunnen uitvaIlen. Het lijkt daarom aan te bevelen om de eenvoudige, complicatieloze methode uit de vorige paragraaf te hanteren. Het is ook mogelijk de ’marginale’ benadering te hanteren. De marginale emissies zijn gedefinieerd als de totale emissies in geval A of B minus de totale emissies in het oorspronkelijke BGof VAR-scenario. Deze extra emissies worden vervolgens toegerekend aan de extra produktie van 10 TWh voor het opladen van de batterijen van elektrischw auto’s. Net als bij dw gemiddelde emissies hangen de resultaten van zo’n marginale aanpak sterk af van de gehanteerde referentie. Bijvoorbeeld, uitgaande van het BG-scenario zullen de marginale CO~-emissies in geval A hoog zijn omdat gascentrales een relatief hoge CO~-emissie hebben in dit scenario; in geval B worden deze gascentrales vervangen door ’COl-vrije’ basislasteenheden, waardoor de marginale CO~-emissies bijna nuI zijn. Uitgaande van het VAR-scenario zijn de resultaten precies omgekeerd: in geval A zijn de marginale CO~-emissies hoger dan gemiddeld, in geval B veel lager. De resultaten voor SO~ en NO× kunnen op soortgelijke wijze verklaard worden. Gegeven deze wisselende resultaten lijkt het onverstandig om de marginale benadering te gebruiken. Bovendien, de UNIPEDE [33] verwerpt deze aanpak om meer fundamentele redenen: "The introduction of energy efficiency measures in a number of applications has already reduced total electricity consumption in some countries and this trend is likely to continue. Consequently, a purely incremental consideration for new loads is hot justified. It is impossible to re-allocate primary energy for generation to specific loads using objective criteria". De beslissing om de marginale benadering te hanteren is in feite een politieke beslissing. Indien de maatschappij een nieuwe techniek zoals de elektrische auto of, bijvoorbeeld, zonnecellen wil bevorderen, kan de marginale aanpak een instrument zijn om de penetratie van zo’n techniek te stimuleren.

92

8.5. Elektriciteitsproduktiekosten 8.5.1. Inleiding Naast de effecten op emissies kunnen de effecten van EV’s op de kosten van de elektriciteitsproduktie worden uitgerekend. In deze paragraaf wordt dat gedaan voor het BG-scenario. Voor andere scenario’s zullen de uitkomsten soortgelijk zijn. De totale kosten van de centrale elektriciteitsproduktie kunnen worden onderverdeeld in vaste kosten in gld/kW (kapitaalskosten en B&O-kosten) en variabele kosten in gld/kWh (brandstofkosten). De totale kosten zijn dus te schrijven als: opgesteld vermogen in kW x vaste kosten per kW + totale produktie in kWh x variabele kosten per kWh Zoals reeds eerder opgemerkt, het opgestelde vermogen is gelijk aan de maximale belasting maal de reservefactor. De formule voor de totale kosten kan dus herschreven worden tot: TK - maximale belasting x reservefactor x KK + totale produktie x VK Waarin: TK : Totale kosten KK : Vaste kosten per kW opgesteld vermogen VK : Variabele kosten per kWh In het BG-scenario gelden de volgende kostenfactoren: KK = 196 gld/kW VK = 8,33 ct/kWh De totale produktie in het BG-scenario bedraagt 84,24 TWh en het opgesteld vermogen 22013 MW. De gemiddelde kosten per kWh zijn gelijk aan: GK = maximale belasting x reservefactor x KK + VK totale produktie Waarin: GK : Gemiddelde kosten per kWh De gemiddelde kosten per kWh bedragen in het NL-BG scenario dus 13,45 ct/kWh. De marginale kosten per kWh (MK) bedragen: extra vaste kosten + extra variabele kosten MKextra produktie

8.5.2. De eenvoudige methode De eenvoudige methode houdt in dat wordt aangenomen dat het opgesteld vermogen en de brandstofmix niet veranderen. De effecten van elektrische auto’s op de produktiekosten zijn dan met bovenstaande formule eenvoudig te betekenen. Als de brandstofmix niet verandert, blijven de variabele kosten per kWh gelijk. Het enige dat in de formule voor gemiddelde kosten verandert, is de totale produktie. Indien de totale produktie met 10 TWh toeneemt, dalen daardoor de gemiddelde kosten van 13,45 ct/kWh naar 12,9 ct/kWh, oftewel een daling van 4%. De marginale kosten per kWh zijn (n.b. er zijn geen extra vaste kosten) zijn gelijk aan de oorspronkelijke variabele kosten, dus 8,33 ct/kWh (als er

93

maar haIf zo veel elektrische auto’s komen, dalen de gemiddelde kosten met 2%; de margina]e kosten zijn ook dan 8,33 ct/kWh). De conclusie is dat het een groot verschil maakt of de gemiddelde kosten dan wel de marginale kosten van elektriciteitsproduktie aan de elektrische auto worden toegerekend. Verder dalen de gemiddelde kosten van elektriciteitsproduktie met 4% als gevolg van de grootschalige introductie van (bijna 3 miijoen) elektrische auto’s. Met behulp van bovenstaande formuIes is ook een indicatie te geven van het effect van overdag opladen. Indien 10% (ongeveer 300.000) van de elektrische auto’s tegelijkertijd overdag zouden epladen, geeft dit een extra beiasting van 3000 MW (gemiddeld oplaadvermogen 10 kW, zie hoofdstuk 3). Omdat het elektriciteitsvraagpatroon overdag (tussen 9 en 19 uur) vrijwel vlak is, betekent dit een verhoging van de maxima]e belasting met 3000 MW. Uitgaande van onveranderde vaste kosten per kW (196 gld), geeft dit extra kosten ten bedrage van: 3000 x reservefactor x 196.000 - 3 x 1,4 x 196 = 823 miljoen gulden Dit leidt tot een verhoging van de gemiddelde kosten van 0,9 ct/kWh. Dit zou betekenen dat de gemiddelde kosten niet dalen van 13,45 ct/kWh naar 12,9 ct/kWh, maar stijgen naar 13,8 ct/kWh. De marginale kosten zouden in dit geval gelijk zijn aan 16,55 ct/kWh i.p.v. 8,33 ct/kWh (de extra vaste kosten van 823 miljoen worden nu verdeeld over de 10 TWh extra produktie voor de elektrische auto)!

8.5.3. Meer verfijnde methodes Net als bij de emissies worden de twee gevallen A en B beschouwd. In geval A wordt alleen rekening gehouden met veranderingen in het brandstofpakket, in geval B ook met de samenstelling van het opgesteld vermogen. In geval A veranderen de vaste kosten niet. Zoals reeds opgemerkt in paragraaf 8.4 leidt de extra vraag van 10 TWh tot een hogere benutting van gascentrales (ongeveer 88% van de extra produktie komt voor rekening van de gascentrales). Omdat aardgas duurder is dan de brandstoffen van de basislasteenheden (kemcentrales en KV/STEG’s met CO~-verwijdering), zullen de variabele kosten stijgen. De gemiddelde kosten stijgen van 13,45 naar 13,84 ct/kWh, een stijging van 3%. De marginale kosten zijn nu 12,23 ct/kWh (tegen 8,33 in de vorige subparagraaf). In geval B worden gascentrales vervangen door basislastcentrales. Dit leidt tot een verhoging van de vaste kosten en een verlaging van de variabele kosten. De gemiddelde kosten dalen nu van 13,45 naar 12,72, een daling van 5,5%. De marginale kosten zijn nu 6,49 ct/kWh (tegen 8,33 in de referentie).

8.5.4. Conclusies In tabel 8.8 zijn alle kostencijfers samengevat. Tabel 8.8. Gemiddelde en marginale produktiekosten in ct/kWh voor de verschillende methodes Gemiddeld Referentie (BG-2015) Eenvoudige methode 10% overdag opladen Verfijnde methodes Geval A Geval B

Marginaal

5,84 5,61 (-4,0%) 5,99 (÷2,5%)

~-3,62 7,19

6,02 (÷3,0%) 5,53 (-5,5%)

5,32 2,82

94

Uit deze tabel blijkt duidelijk dat, indien elektrische auto’s gedurende de daluren worden opgeladen, de gemiddelde kosten van elektriciteitsproduktie zowel kunnen stijgen als dalen. De gemiddelde kosten dalen indien geen veranderingen in brandstofmix en opgesteld vermogen worden verondersteld. Dit is de meest eenvoudige manier om de effecten van EV’s te berekenen, maar ook een enigszins kunstmatige: aangenomen wordt dat de elektriciteitsvraag toeneemt, maar dat verder alles onveranderd blijft. Als meer verfijnde methodes worden gebruikt, zijn de resultaten gemengd. Als aangenomen wordt dat de extra elektriciteit geleverd moet worden met de bestaande centrales, dan stijgen de gemiddelde kosten. De reden is dat in dit geval vooral de midden- en pieklasteenheden, die i.h.a, een relatief dure brandstof gebruiken (in Nederland: aardgas), extra worden ingezet. Als de samenstelling van het opgesteld vermogen wordt aangepast aan het nieuwe vraagpatroon (d.w.z. meer basislasteenheden), dan dalen de gemiddelde kosten. Het aanpassen van het opgesteld vermogen is alleen op de lange termijn mogelijk, gezien de lange levensduur van centrales. Dit betekent dat de grootschalige introductie van EV’s zou kunnen leiden tot een tijdelijke stijging van de gemiddelde kosten, maar tot een daling op de lange termijn. De tabel laat zien dat de eenvoudige methode om de gemiddelde kosten te berekenen een redelijk goeie schatting oplevert van de lange termijn gemiddelde kosten. A1 met al kan geconcludeerd worden dat grootschalige introductie van EV’s (ongeveer een derde van het Nederlandse wagenpark) leidt tot een daling van de gemiddelde kosten van elektriciteitsproduktie in de orde van grootte van 5%. Soms wordt aangevoerd dat slechts de marginale kosten van de extra elektriciteitsproduktie aan elektrische auto’s in rekening moeten worden gebracht, als ’beIoning’ voor hun milieuvriendelijke karakter (zie ook de slotopmerking van paragraaf 8.4.2). De tabel laat zien dat, indien deze benadering wordt gekozen, het cruciaal is dat de EV’s niet gedurende piekuren worden opgeladen en dat er grote verschillen kunnen ontstaan bij de verschillende methodes om marginale kosten te berekenen. Dit is een extra (naast de redenen genoemd in paragraaf 8.4.2) reden om deze benadering niet te hanteren.

95

9. ELEKTRISCHE VOERTUIGEN EN OVERHEIDSBELEID 9.1. Introductie In hoofdstuk 2 is beargumenteerd dat op lange termijn de aanschaf- en onderhoudskosten van elektrische voertuigen, als deze in grote series geproduceerd worden, waarschijnlijk vergeiijkbaar zullen zijn met de aanschaf- en onderhoudskosten van ICEV’s2. In hoofdstuk 3 wordt aangetoond dat in de toekomst de energiekosten van EV’s vergelijkbaar zijn met die van ICEV’s. Deze bevindingen suggereren dat op lange termijn overheidssteun voor elektrische voertuigen niet nodig is. Op korte termijn echter is overheidssteun essentieel. De Californian Electric Vehicle Task Force stelde onlangs: "Action by all levels of govemment, from local to federal, is needed to provide the needed types and levels of EV encouragement" [59]. In de Verenigde Staten geldt dat "national-level legislation combined with strong actions at the state and loeal leve]s are already becoming the major commerciaiization incentives" [60]. Ook in sommige Europese landen zijn er initiatieven ontwikkeld om EV’s te stimuleren (bijvoorbeeld Frankrijk, Zwitserland). Het gebruik van EV’s is op zichzelf geen overheidsdoel, het is één van de vele middelen om de luchtvervuiling en de geluidshinder door het verkeer tegen te gaan. De meest rigoureuze maatregel op nationaal niveau om EV’s te stimuleren zou zijn het verbieden van de verkoop van alle auto’s behaIve EV’s. Minder rigoureus maar soortgelijk zijn de maatregelen in Californië die voorschrijven dat een bepaald percentage van de autoverkoop elektrisch moet zijn op een bepaaId moment in de toekomst. Op stadsniveau zou de meest rigoreuze maatregel zijn alle auto’s behalve EV’s uit de binnenstad te weren. Dergelijke rigoureuze maatregelen kunnen alleen genomen worden als EV’s een beschikbaar en acceptabel alternatief vormen voor ICEV’s in termen van prestaties en prijs. Dit houdt in dat deze maatregelen lange termijn opties zijn, die alleen maar uitgevoerd kunnen worden als EV’s al in gebruik zijn. Dus op korte termijn moeten er minder rigoureuze maatregelen getroffen worden om individueIe personen en/of bedrijven te overreden EV’s aan te schaffen. Als deze maatregelen slagen, kunnen op een later tijdstip de meer rigoureuze maatregelen getroffen worden wanneer het EV het niet op eigen (markt)kracht redt. Dit hoofdstuk betreft de maatregelen voor de korte termijn. Er zijn natuurlijk vele soorten acties van de overheid die de EV’s zouden kunnen stimuleren. Deze acties kunnen naar de aard van de actie of naar de initiatiefnemer ingedeeld worden. In [61] worden vier soorten milieumaatregelen onderkend: - Sociale maatregelen (onderwijs, overeenkomsten); - Maatregelen van fysieke aard; - Financiële maatregelen; - lnstitutionele en organisatorische maatregelen. Drie verschillende niveaus van initiatiefnemers van deze maatregelen zijn relevant in verband met EV’s: - Nationale overheid; - Lokale (gemeentelijk, regionaal) overheid; - Elektriciteit sbedrijven. In Amsterdam is het energiebedrijf een gemeentelijke instelling, zodat er geen werkelijk onderscheid bestaat tussen ’lokale overheid’ en ’elektriciteitsbedrijf’. De meeste elektriciteitsbedrijven in Nederland zijn echter NV’s. In [61] wordt betoogd dat het effect van financiële maatregelen in Nederland altijd is onderschat: zonder financiële ondersteuning zullen de andere soorten maatregelen naar alle waarschijnlijk-

2 De volgende afkortingen worden gebruikt: EV voor elektrische auto, HV voor hybride auto en ICEV voor auto’s met verbrandingsmotor. 97

heid mislukken. De effecten van speciale parkeerplaatsen voor EV’s bijvoorbeeld of de effecten van een promotiecampagne die de milieuvriendelijkheid van EV’s benadrukt, zullen te verwaarlozen zijn als de prijs van EV’s drie maal zo hoog is als die van ICEV’s. In het eerste deel van dit hoofdstuk wordt speciale aandacht besteed aan financiële maatregelen van de kant van de nationale overheid om EV’s te stimuleren. In het tweede gedeelte wordt een overzicht gegeven van mogelijke maatregelen om EV’s te stimuleren, die op de verschillende overheidsniveaus genomen kunnen worden.

9.2. Financiële maatregelen door de nationale overheid 9.2.1. Externe effecten van autobezit en autogebruik Er bestaat de laatste jaren een toenemende belangstelling om economische prikkels aan te wenden in het milieubeleid. De meest fundamentele benadering in dit opzicht is het in rekening brengen van de negatieve externe effecten van economische acties in het algemeen en de gevolgen voor het milieu in het bijzonder, in prijzen en welvaartindicatoren. Kwantificering van externe gevolgen, in het bijzonder van niet-materiële schade, is uiterst moeilijk. Kwantificering is vaak gebaseerd op een combinatie van kosten van de maatregelen om deze externe effecten te compenseren of te voorkomen en de financiële verliezen door de externe effecten die niet voorkomen of gecompenseerd kunnen worden [62]. Dit is een nogal vage definitie, omdat de kosten van maatregelen ter compensatie of voorkoming van externe effecten een zekere keuze van maatregelen weergeven. De gekwantificeerde externe effecten zijn de kosten die veroorzaakt worden door autobezit en autogebruik, maar niet betaald worden door de autobezitter. De kosten van autobezit en -gebruik kunnen onderverdeeld worden in kosten waarvoor de autobezitter direct betaalt (aankoop, verzekering, brandstofkosten, onderhoudskosten), kosten waarvoor de autobezitter indirect betaalt (de uitgaven van de overheid voor het wegverkeer die - ongeveer - gedekt worden door de brandstofa«ijnsen, wegenbelastingen en bijzondere verbruiksbelasting), en externe effecten. Deze externe kosten bestaan hoofdzakelijk uit de kosten van bepaalde gedeelten van de infrastructuur, en de kosten van auto-ongelukken die niet door de verzekering gedekt worden, de kosten van verkeersopstoppingen, en de kosten van de belasting van het milieu. Deze kosten worden vaak onderschat, omdat bepaalde aspecten van auto-ongelukken en milieubelasting niet in geld zijn uit te drukken. Het is redelijk om aan te nemen dat de introductie van elektrische voertuigen de externe effecten van autobezit en autogebruik alleen b~invloedt voorzover deze het milieu betreffen: de externe effecten van EV’s en ICEV’s op de infrastructuur, files en auto-ongelukken zullen ruwweg dezelfde zijn. De positieve externe effecten van EV’s en ICEV’s zullen evenmin verschillend zijn. Dus wat betreft de externe effecten is het enige verschil tussen EV’s en ICEV’s het verschil van de milieubelasting (luchtvervuiling en geluidshinder). Het principe achter het in rekening brengen van de externe effecten is dat "de vervuiler betaalt". Omdat de externe effecten van geluidshinder en luchtvervuiling te wijten zijn aan het gebruik en niet aan het bezit van voertuigen, lijkt het logisch om deze externe effecten uit te drukken in kosten per kilometer. De maatschappelijke kosten van de door het autoverkeer in Nederland veroorzaakte milieubelasting zijn geschat op 2 miljard gulden per jaar, oftewel ruim 2 cent/km ([63]; de schade aan het landschap en de gevolgen van CO2-uitstoot zijn niet inbegrepen). Of dit bedrag al dan niet volledig ten gunste van elektrische voertuigen wordt geboekt is een kwestie van politiek. Als de plaatselijke luchtkwaliteitsproblemen (vooral in stedelijke gebieden) veroorzaakt door het wegverkeer het belangrijkst geacht worden, lijkt het passend om EV’s als uitstootvrije voertuigen te behandelen, zonder externe milieu-effecten. Als de landelijke emissieniveaus het meest belangrijk geacht worden, is het gepast om de externe effecten van de uitstoot veroorzaakt door de extra elektriciteitsproduktie toe te schrijven aan EV’s. In [53] wordt beredeneerd dat, wanneer de effecten op het milieu door elektriciteitsproduktie worden meegerekend, het milieuvoordeel van EV’s ongeveer 1 cent/km is. Hierbij dient wel opgemerkt te worden dat dit milieuvoordeel berekend wordt op

98

basis van de emissies door ICEV’s- en door de elektriciteitscentrales. Beide soorten uitstoot veranderen van jaar tot jaar, zodat het milieuvoordeel geen constante is. Het lijkt echter redelijk "2 cent/km" als bovengrens voor het milieuvoordeeI van een EV en "1 cent/km" als ondergrens aan te houden. 9.2.2. Kritische kanttekeningen bij financiële overheidssteun De verleiding bestaat nu te redeneren dat de regering zo zou moeten handelen dat de milieuvoordelen van de EV’s weerspiegeld worden in de prijs van de EV’s. Het moet echter benadrukt worden dat het misleidend is de keuze van EV tegen ICEV go’soleerd te beschouwen. Als de vermindering van de milieu-effecten ten gevolge van het gebruik van EV’s aan de EV’s wordt toegekend, dan moet bijvoorbeeld ook de vermindering van de externe effecten ten gevolge van het gebruik van de trein in plaats van de auto toegekend worden aan de trein. Waarschijnlijk zijn de totale externe effecten van de trein, in termen van centen per passagierkilometer, aanzienlijk lager dan de totale externe effecten van EV’s. Het internaliseren van externe effecten in de prijzen van goederen zou de kosten van verscheidene transportaltematieven drastisch kunnen veranderen. Gezien de nadruk van het Nederlandse vervoersbeleid op het verminderen van de automobiliteit, lijkt het logisch de volgende randvoorwaarden te stellen aan het stimuleren van EV’s door de overheid: 1. Stimulering van EV’s mag geen extra vraag naar auto’s tot gevolg hebben. 2. EV’s mogen geen serieuze concurrent gaan vormen van het openbaar vervoer of andere ’autoloze’ vervoerswijzen. De tweede voorwaarde houdt in dat mensen die, indien er geen EV’s beschikbaar zouden zijn, overwegen hun ICEV op te geven ten gunste van een "autoloze" vervoerswijze, niet een EV gaan kopen. Het moet benadrukt worden dat het Nederlandse beleid om de automobiliteit te verminderen voornamelijk gericht is op het gebruik van de privé-auto, dat het grootste deel uitmaakt van het totale autogebruik. Het is derhalve nuttig onderscheid te maken tussen privé-autogebruik en zakelijk autogebruik.

Zakelijk autogebruik Voor zakelijk autogebruik zijn er in veel gevallen geen alternatieve transportmogelijkheden (bepaalde typen goederenvervoer uitgesloten). Dus zijn de bovengenoemde randvoorwaarden niet van toepassing en heeft de stimulering van EV’s geen ongewenste nade]ige effecten. Bovendien schijnt aIgemeen aanvaard te zijn dat, gegeven de eigenschappen van de huidige EV’s, de introductie ervan (vooral van de elektrische bestelauto’s) het best kan geschieden in het zakelijk autogebruik (zie ook hoofdstuk 5). Dus aIs het doel van de overheid is de EV’s over de drempe] van grootschalige produktie heen te helpen, lijkt het gepast om de aandacht in eerste instantie te concentreren op het zakelijk autoverkeer. De meest voor de hand liggende middelen om EV’s te stimuleren zijn investeringssubsidies en vermindering van de wegenbelasting. Een belangrijk indirect middel om het gebruik van EV’s te stimuleren is natuurlijk een verhoging van de accijns op benzine en diesel. Privé autogebruik Uit hoofdstuk 6 bIijkt duidelijk dat om een substantiële verbetering van de plaatselijke luchtkwaliteit te bereiken, personenauto’s niet vergeten mogen worden. Stimulering van elektrische personenauto’s zou aan de eerder genoemde randvoorwaarden moeten voldoen. Dit kan wel eens heel moeilijk zijn. Het zou kunnen gebeuren dat als het EV-stimuleringsbeIeid van de overheid slaagt, EV’s op de lange termijn te goedkoop worden: als de variabele kosten van ICEV’s verder worden verhoogd om het autorijden te verminderen en de investeringskosten van EV’s inderdaad dalen tot een met ICEV’s vergelijkbaar niveau, zou het rijden in een EV veel goedkoper kunnen worden dan rijden in een ICEV. In een dergelijke situatie kunnen EV’s het overheidsbeleid om autorijden te verminderen frustreren. Het stimuleren van EV’s zodat aan de randvoorwaarden is voldaan, houdt in dat de totale kosten van EV’s vergelijkbaar gemaakt zouden moe-

99

ten worden met de totale kosten van ICF-V’s, maar zeker niet minder (op de hoogte van de kosten van EV of ICEV enerzijds en de kosten van openbaar vervoer anderzijds wordt hier niet inge~ gaan). De nationale overheid heeft verscheidene instrumenten om de totale kosten van autobezit en autogebruik te be’invloeden. In de huidige situatie betalen individuele personen (naast de normale [3TW) een jaarlijkse wegenbelasting (gebaseerd op het gewicht van de auto en het brandstoftype}, de bijzondere verbruiksbelasting bij de aankoop van het voertuig en brandstofaccijns. Dus zowel de vaste kosten als de variabele kosten kunnen worden beïnvloed. Om de variabele kosten van EV’s te beïnvloeden zou een accijns op elektriciteit nodig zijn. Dit zou aparte elektriciteitsmeters vergen voor het op~aden van het EV. Eén van de conclusies in hoofdstuk 7 is dat een aparte bemetering voor batterijladen nodig kan blijken om belastingsturing mogelijk te maken. In dit geval zou een accijns op eIektriciteit voor EV’s theoretisch mogelijk zijn. Maar aparte meters voor batterijladen zullen waarschijnIijk pas dan worden geïnstalleerd, wanneer EV’s op grote schaal worden gebruikt. Op korte termijn is een accijns op elektriciteit niet waarschijnlijk. Dus moet er een duidelijk onderscheid gemaakt worden tussen de lange en de korte termijn. Als de variabele kosten van de EV’s niet belast worden, lijkt het redelijk om de vaste kosten van EV’s zwaarder te belasten, om te komen tot een vergelijkbare bijdrage van verschillende autobezitters aan de overheidsuitgaven voor verkeer en vervoer (vergelijk de situatie voor LPG: geen brandstofaccijns, maar een relatief hoge wegenbelasting). Stimulering van EV’s kan dan plaatsvinden door middel van een tijdelijke vermindering van de vaste kosten (wegenbelasting en/of bijzondere verbruiksbelasting), indien mogelijk gerelateerd aan het "milieuvoordeel" van EV’s (zie vorige paragraaf). Het volgende scenario kan nu geschetst worden. Op de korte termijn worden de vaste kosten van EV’s (bijzondere verbruiksbelasting en/of wegenbelasting) verlaagd en worden investeringssubsidies gegeven om de introductie van elektrische personenauto’s te stimuleren. Omdat de actieradius van de huidige EV’s beperkt is, is het voordeel van de variabele kosten niet zo groot, zodat de beIastingvoordelen aanzienlijk moeten zijn. Wanneer er EV’s met een grotere actieradius op de markt verschijnen die dan ook recht hebben op dezelfde belasfingvoordelen, neemt het kostenvoordeel van EV’g toe met het jaarlijks gereden aantal kilometers. Op de lange termijn is het noodzakelijk om de totale kosten van EV’s vergelijkbaar te houden met de totale kosten van ICEV’s, zowel voor auto’s met een laag als een hoog aantal gereden kilometers per jaar. Dit kan alleen maar bereikt worden als èn de variabele èn de vaste kosten kunnen worden be’/nvloed. Een accijns op elektriciteit Iijkt dan onvermijdelijk. De verminderde overheidsinkomsten uit de brandstofaccijns kunnen dan (gedeeltelijk) gecompenseerd worden door deze accijns (of door een hoge wegenbelasting voor EV’s). De belasting op autobezit en autogebruik geldt voor het gehele land. De mi|ieuvoordelen van EV’s zijn echter het belangrijkst in stadsgebieden. De mogelijkheden voor de nationale overheid om EV’s te stimuleren in specifieke regio’s van het land zijn klein, Er zijn wel plannen om rol te beffen op bepaalde snelwegen in de Randstad, en er zijn plannen in discussie om belasting te beffen op autogebruik gedurende de spitsuren. Om bureaucratische procedures te vermijden moet "tolheffen" (road pricing) plaatsvinden via één of andere vorm van elektronische registratie. Zoals in [64] wordt opgemerkt zou elektronische registratie in principe ervoor kunnen zorgen dat een milieuheffing plaatsvindt op grond van waar en hoeveel mensen rijden en in welk type voertuig3. EV’s zouden bijvoorbeeld verschoond kunnen blijven van deze milieuheffing en de opbrengst van heffingen op ICEV’s zou kunnen worden aangewend om EV’s te stimuleren. Maar dit soort verfijnde systemen brengt wel veel problemen met zich mee. In [651 worden diverse plannen voor tolheffing besproken. In [66] worden plannen voor tolheffing in Amsterdam besproken, bijvoorbeeld een zogenoemde "kordon-heffing" op alle wegen die leiden naar de binnenstad. Het is nog niet duidelijk of deze plannen werkelijk naar tevredenheid geïmplementeerd kunnen worden. Indien het kan, dan kan tolheffing een effectief instrument zijn om het gebruik van EV’s te stimuleren. Tolheffing in stadsgebieden richt zich beter op die verkeerstypen die de

Opgemerkt dient te worden dat ’tolheffing’ vooral gericht is op het afvlakken van de pieken in het gebruik van bepaalde wegen, en niet op het verminderen van mobiliteit in het algemeen of het implementeren van milieuheffingen. 100

grootste milieubelasting veroorzaken dan een a~gemene investeringssubsidie op EV’s. Bovendien zijn de kosten/baten van zo’n systeem waarschijnlijk gemakkelijker in de hand te houden dan de kosten van een algemene investeringssubsidie~voor EV’s.

9.2.3. Enige indicatieve berekeningen In hoofdstuk 2 werden verscheidene bronnen aangehaaId waarin wordt beweerd dat de priis van EV’s zonder de batterij vergeIijkbaar zal zijn met de prijs van ICEV’s, indien EV’s in grote hoeveelheden (100.000 personenauto’s per jaar of 10.000 bestelwagens per jaar) worden geproduceerd. Bovendien kunnen op de lange termijn de energiekosten van het EV (met inbegrip van de vaste kosten van de batterij en de lader) van vergelijkbaar niveau zijn als de energiekosten van de ICEV (zie hoofdstuk 3). Het is onmogelijk een schatting te maken van het investeringsprijspad voor EV’s, dat bepaald wordt door een veelheid van (wereldwijde) ontwikkelingen. Derhalve is het niet mogelijk een schatting te maken van het totale bedrag aan overheidssteun dat nodig zal zijn totdat zich een ’self-supporting’ EV-markt heeft ontwikkeld. Om een idee te krijgen van de orde van grootte van de bedragen waarom het gaat, kan men zich voorstellen dat 500.000 EV’s gesubsidieerd worden, elk met 20.000 gulden gedurende de komende 10 jaar. Dit zou een totale uitgave van 1 miljard gulden per jaar vergen. Stel dat dit geIdbedrag geheven wordt op de kilometers die gereden worden door ICEV’s. In 1989 legden personenauto’s, beste[wagens en vrachtwagens samen 93 miljard kilometer af. Dus komt de noodzakelijke uitgave van 1 miljard gulden per jaar neer op ruim 1 cent/km. Dit komt redelijk overeen met het ’milieuvoordeel’ van EV’s, dat volgens paragraaf 9.2.1 tussen 1 en 2 cent/km ligt.

9.3. Mogelijke maatregelen om EV’s te stimuleren Op dit ogenblik is er geen specifieke "EV-wetgeving" in Nederland. Als zo’n wetgeving noodzakelijk wordt, is het nuttig om de bestaande voorbereiden in het buitenland te bestuderen, in het bijzonder in de Verenigde Staten, Frankrijk, Zwitsërlànd en Japan. In dit hoofdstuk wordt een (niet volledige) lijst gegeven van mogelijke maatregelen.

Nationale overheid o De meest algemene benadering wordt gevoigd in de Verenigde Staten met de National Electric Vehicle Act [67]. Deze "Act" beheist een commercieel demonstratieprogramma, een onderzoek- en ontwikkelingsprogramma en een programma voor de ontwikkeling van de infrastructuur. Het commerciële demonstratieprogramma bestaat uit een 10-jarig demonstratieplan van 50 miljoen dollar, een diepgaand data-acquisitie programma en een wijziging van de "Alternative Motor Fuels Act~~ om eiektrische voertuigen op te nemen in de lijst van alternatieve schone brandstofvoertuigen die in aanmerking komen voor gebruik in het voertuigpark van de federa[e overheid. Het infrastructuurontwikkelingsprogramma behelst een 3-jarig programma van 10 miljoen doilar per jaar om zo’n vijf joint-ventures met de industrie op te zetten met als doel de ontwikkeling en/of demonstratie van de infrastructuur die nodig is om EV’s met succes te gebruiken en te onderhouden, en een 5-jarig, 5 miijoen dollar per jaar kostend hulpprogramma voor staten die trachten stimulerende programma’s te ontwikkelen voor het gebruik van EV’s en andere aItematieve schone brandstofvoertuigen. Het onderzoek- en ontwikkelingsprogramma geeft de Minister van Energie de bevoegdheid en richtlijnen om een meerjaren (1992-1998) EV-onderzoek- en ontwikkelingsprogramma op te zetten en uit te voeren, en wettigt de noodzakelijke uitgaven voor de uitvoering van het programma. In de geest van dit programma maken het Ministerie van Energie en het EPR[ (Electric Power Research lnstitute) reeds deel uit van het O.S Advanced Battery Consortium, samen met de grote autofabrikanten (de doelstellingen van dit consortium t.a.v, batterijen zijn gebruikt in hoofdstuk 3) [68]. o De "NationaI Energy Strategy Act", ingediend in maart 1991, bevat verscheidene paragrafen over het gebruik van alternatieve autobrandstoffen [191. EIektrische voertuigen vallen volgens de wet binnen de definitie van een alternatieve brandstofvoertuigen. In een van de paragrafen wordt geëist dat eigenaren/exploitanten van wagenparken van 10 of meer voertuigen in gebieden waar

101

de ’ozon non-attainment requirements’ overschreden worden, en eigenaren/exploitanten van 20 of meer voertuigen in gebieden van meer dan 250000 inwoners, hun wagenpark uitrusten met bepaalde percentages altematieve brandstofvoertuigen, variërend van 10 procent in 1995 tot 90 procent in 2000. Voor eigenaren/e×ploitanten van bussen zijn de percentages 50% in 2000, tot 90% met ingang van 2003. o De meest belangrijke wetten met betrekking tot F_V’s zijn waarschijnlijk de welbekende maatregelen in Califomië die eisen dat ten minste 2% van alle auto’s die in deze staat verkocht worden in 1998 ’Zero Emission Vehicles’ moeten zijn, oplopend naar 5% in 2001 en 10% in 2003. Verscheidene staten overwegen gelijksoortige maatregelen [69I. o De Franse regering heeft een programma gelanceerd gericht op de aanschaf van 1000 elektrische voertuigen door plaatselijke autoriteiten, die bij aanschaf van een elektrische auto een subsidie variërend van 5000 tot 25000 Franse Francs (athankelijk van de lading) ontvangen. o In Japan bestaan er verscheidene aantrekkelijke belastingfaciliteiten voor elektrische auto’s: lagere BTW, lagere aanschafbelasting zowel voor privé-auto’s als voor zakelijke voertuigen en een lagere jaarlijkse belasting. Het Milieu Bureau geeft een subsidie op de aankoop van EV’s van ruwweg de helft van de prijs van de auto voor plaatselijke autoriteiten en een kwar~ van de prijs voor particulieren en bedrijven. o In Duitsland, Frankrijk en Zwitserland worden hervormingen van het wegenbelastingsysteem overwogen. Gesuggereerd wordt om de wegenbelasting op basis van de milieubelasting te beffen [20]. o In Californië kan een belastingvoordeel variërend van US$ 600 tot US$ 3500 verkregen worden bij aanschaf van een EV. Bovendien zijn EV’s vrij van aanschafbelasting (momenteel 7%). Er is een fonds gesticht om EV’s te subsidiëren door middel van een extra belasting van 25 dollar op de aankoop van een ICEV [70].

o Vele kantons in Zwitserland bieden EV’s een aanzienIijke verlaging van de wegenbelasting. In sommige kantons zijn EV’s vrijgesteld van wegenbelasting [71]. Lokale overheid De stad Los Angeles heeft een programma van 10 punten aangenomen om de aankoop van elektrische voertuigen aan te moedigen en het bezit ervan te vereenvoudigen. Dit uitgebreide programma omvat de volgende stappen [72]. o De Stad wordt verplicht om EV-laadfaciliteiten te creëren voor zijn beambten die regelmatig in EV’s rijden en een jaarlijks percentage EV’s in het gemeentelijk wagenpark wordt aanbevolen. o Het Waterleiding- en Elektriciteitsbedrijf wordt gevraagd een betaalbaar individueel metersysteam voor het leden van EV’s te ontwikkelen en andere vormen van het stimuleren van EV’s te bevorderen, zoals korting op de installatie van laadfaciliteiten en gereduceerde elektriciteitstarieven voor eigenaren van parkeergelegenheden met EV-laadfaciliteiten. o De ’Department of Building and Safety’ wordt verzocht bouwregelementen op te stellen voor nieuwe bouwwerken om ervoor te zorgen dat eengezinswoningen van goede EV-Iaadfaciliteiten worden voorzien, en dat bij woon- en kantoorgebouwen met eigen parkeergelegenheid 17% van de parkeerplaatsen geschikt is voor EV’s (17% is het percentage van de in de South Coast Air Basin gekochte voertuigen dat geen ver~uilende uitlaatgassen mag uitstoten volgens de doelstellingen van het AQMD’s huidige Air Quality Management Plan voor het jaar 2010). o De ’Planning Department’ wordt verzocht om in het ’Air Quality Element’ van de ’City’s Generel Plan’ als vereiste op te nemen dat werkgevers met meer dan 100 parkeerplaatsen plaatsen reserveren en/of laadfaciliteiten aanbrengen voor werknemers met EV’s.

102

o Er wordt gestreefd naar een AQMDJeis dat een percentage van alle huurautowagenparken elektrisch zal ziin op een bepaald tijdstip.

o Federale wetgeving om steden te machtigen parkeergelegenheid op straat te reserveren voor EV’s wordt ondersteund. o De Department of Transportation wordt verzocht om samen met de Los Angeles County Transportation Committee ervoor te zorgen dat bij alle P&R-voorzieningen 17% van de ruimte in gereedheid is gebracht voor EV-gebmikers. o Calltrans wordt gevraagd te overwegen laadstations te installeren bij de verschillende parkeerplaatsen langs de snelwegen door heel Californië. o De stad München in Duitsland overweegt auto’s met benzine- en dieselmotor binnen een jaar of twee jaar uit de binnenstad te verbannen. Het doel is het gebruik van elektrische auto’s te stimuleren. Als extra stimulans overweegt München gratis parkeergelegenheid te bieden aan elektrische voertuigen en gratis energie voor het laden beschikbaar te stellen [691. o De stad Padua overweegt een voorstel om een klein gedeelte van de stad af te sluiten voor personenauto’s. Voor korte ritjes binnen of buiten dit gebied moet men dan een EV huren. De huurstations bestaan uit parkeerplaatsen met EV’s aangesloten op palen, helemaal opgeladen en rijklaar. De palen zijn verbonden met een centrale minicomputer die de toestand van het voertuig registreert. Ook werkt de computer met een soort automatische tellers voor een eenvoudige ’gebruikers-interface’ [73].

Elektriciteitsbedrijven o in de Verenigde Staten speelt de elektriciteitssector, aangevoerd door het Electric Power Research lnstitute (EPRI), een belangrijke rol in de ontwikkeling en op de markt brengen van het EV. Het EPRI Transportation Programme coördineert de technische evaluatie van alle componenten en voertuigen die in aanmerking komen voor marktintroductie. Bovendien neemt het EPRI deel aan de produktie van elektrische voertuigen, bijvoorbeeld de Electric G-Van. Voorts stimuleert het EPRI ook de regionale servicecentra, in het bijzonder om de G-Van te ondersteunen. Deze centra worden beheerd door de regionale elektriciteitsbedrijven [67]. o Het gemeentelijk elektriciteitsbedrijf van Oslo overweegt een netwerk van "vulstations" om de 40000 elektrische voertuigen te bedienen, die naar men verwacht in het jaar 2000 op de weg zullen zijn. De vulstations zijn eigenliik palen met elektrische stopcontacten die zich bevinden op parkeerterreinen en op andere geschikte plaatsen in de stad. Tot het plan behoren ook elektronische apparaten die creditcards accepteren voor het laden van batterijen [73]. o Het "Southern Califomia Edison" elektriciteitsbedrijf heeft zijn eigen onderzoekprogramma voor elektrisch vervoer. Zoals dit bedrijf in haar ’20th Anniversary ~pecial Issue’ van haar Research Newsletter [74] beweert, "Electric Transportation makes out Company’s system more efficient, utilizing off-peak capacity, and enables tEdison to play a positive role as a regional problem-solver".

o Samen met een aantal partners heeft het elektriciteitsbedrijf "Energie-Versorgung Niederösterreich" in Oostenrijk een batterijlaadstation op zonne-energie ontwikkeld, met als doel onderzoek te doen naar batterijlaadstations en alle nieuwe EV’s te testen. Het is niet zo dat alleen overheden en nutsbedrijven acties kunnen ondernemen om EV’s te simuleren. o In Wenen kunnen elektrische voertuigen gehuurd worden voor 600 Oostenrijkse Schilling per dag. Op verschillende plaatsen in de stad bevinden zich laadstations waar gratis elektriciteit verkregen kan worden. Dit is een initiatief van de Oostenrijkse Auto, Motor en Touring Club, samen met de Raiffeisenbank in Wenen I75]. 103

o Een Zwitsers chemiebedrijf biedt werknemers die in een EV naar hun werk komen een gratis parkeerplaats en gratis elektriciteit [75]. Een parkeergarage in Winterthur biedt gratis elektriciteit aan op voor EV’s gereserveerde parkeerplaatsen [75]. o In Basel, Zwitserland, biedt een bedrijf diverse EV’s te huur aan. Bovendien zijn er voor alle EV-bezitters dag en nacht parkeer- en laadfaciliteiten [25].

9.4. Conclusies Het overzicht van mogelijke maatregelen laat zien dat er een breed scala aan maatregelen bestaat in elk van de in paragraaf 9.1 genoemde categorieën (financieel, fysiek, sociaal, institutioneel/organisatorisch). Zoals in I61] wordt uiteengezet moeten de maatregelen in deze categorieën in dezelfde richting werken. In het bijzonder moeten financiële maatregelen de andere soorten maatregelen ondersteunen. Het overzicht laat ook zien dat op verschillende niveaus maatregelen genomen kunnen worden: nationale overheid, lokale overheden, elektriciteitsbedrijven. Ook de maatregelen op deze verschillende niveaus moeten in dezelfde richting werken. De belangrijkste leidraad voor EV-stimulering door de overheid lijkt dus te zijn: - Coördinatie van verschillende soorten maatregelen; - Coördinatie van maatregelen op verschillende niveaus. Eigenlijk is de coördinatie van maatregelen op verschillende niveaus een eerste vereiste voor coördinatie van de verschillende soorten van maatregelen, omdat alleen de nationale overheid substantiële financiële maatregelen kan nemen (minder belastingen, subsidies). Met het oog op de acties in andere landen kan het hieronder beschreven uitgebreide "EV-stimuleringsprogramma" overwogen worden. Benadmkt moet worden dat dit hoofdstuk zich vooral concentreert op de korte termijnmaatregelen om EV’s op een beperkte schaal te introduceren. Meer ingrijpende maatregelen, zoals het weten van alle motorvoertuigen behalve EV’s uit binnensteden of het voorschrijven dat een bepaald percentage van de totale autoverkoop elektrisch moet zijn, worden niet in beschouwing genomen (zie paragraaf 9.1).

Suggesties voor een uitgebreid "EV-stimuleringsprogramma" Net zoals in de VS ontwikkelt de nationale overheid ee~ì EIektrische Voertuigen Wet met de nadruk op demonstratie en infrastructuur. Wat betreft R&D wordt er gestreefd naar deelname aan Europese programma’s. Een van de doelstellingen van deze Elektrische Voertuigen Wet is om EV’s een eigen plaats te geven in de Nederlandse wetgeving: de huidige vervoerswetgeving moet aangepast worden aan "het bestaan" van EV’s. Dit betekent bijvoorbeeld dat EV’s een aparte categorie gaan vormen met betrekking tot de wegenbelasting, en dat er maatstaven gedefinieerd worden waaraan EV’s moeten voldoen om op de weg toegelaten te worden. Naar analogie van de gang van zaken in de VS kan de coördinatie van de technische evaluatie en certificatie van alle componenten (met inbegrip van de batterijen en laadfaciliteiten) en voertuigen die voor marktintroductie in aanmerking komen uitgevoerd worden door de KEMA. Tenslotte worden er financiële prikkels gecreëerd, zoals (gedeeltelijke) ontheffing van wegenbelasting en Bijzondere VerbruiksBelasting, en investeringssubsidies (N.B.: een van de onderdelen van het huidige Nederlandse beleid is verhoging van de accijns op brandstoffen. Dit is een directe stimulans voor EV’s. De inteme markt van de EG zal de rol van nationale overheden in dit opzicht verminderen). Deze financiële stimuli zijn in de eerste plaats gericht op zakelijke voertuigen. De financiële stimuli voor personenauto’s zijn niet groot genoeg om een EV aantrekkelijk te maken voor de gemiddelde particuliere eigenaar, maar zijn gericht op de "early adaptors’. Om lokale overheden de kans te geven als voorlopers te fungeren worden speciale stimulerende maatregelen voor deze instanties genomen. Bovendien wordt er, gezien de resultaten in hoofdstuk 6 over de luchtkwaliteit, een actief sfimuleringsbeleid voor bussen gevoerd. Om het zakelijk verkeer in stedelijke gebieden aan te pakken worden bezitters van wagenparken in de Randstad verplicht om een bepaald percentage van hun wagenpark uit te rusten met EV’s. Als tolheffing wordt ingevoerd worden er aparte tarieven voor EV’s en ICEV’s in het leven geroepen.

104

In aansluiting op de nationale wetgeving introduceert de lokale overheid EV’s in het eigen wagenpark, overweegt voor elektrische bussen te kiezen en neemt diverse maatregelen om EV’s aantrekkelijk te maken voor bedrijven en particulieren: Vergunningen om parkeerplaatsen aan te leggen worden alleen afgegeven als er een bepaald aantal parkeerplaatsen gereserveerd wordt voor EV’s; Taxibedrijven worden verplicht een bepaald percentage van hun wagenpark elektrisch te maken; Een aantal van de bestaande parkeerplaatsen wordt gereserveerd voor EV’s. Bovendien is het parkeergeld voor EV’s relatief laag. Deze maatregel kan alleen uitgevoerd worden als strenge controle mogelijk is; Als plannen voor tolwegen worden overwogen, worden er speciale tarieven voor EV’s gehanteerd. Op het ogenblik overweegt de Milieudienst van de stad Amsterdam de mogeliikheid van elektrische taxi’s (zie bijvoorbeeld I16]). In aansluit~ng op de nationale en lokale maatregelen introduceert het elektriciteitsbedrijf EV’s in het eigen wagenpark en neemt diverse maatregelen om die de nationale en lokale wetgeving ondersteunen: - Bij de voor EV’s gereserveerde parkeerplaatsen worden laadfac~liteiten ginstalleerd; - Speciale tarieven voor het leden van EV-batterijen worden in het leven geroepen; - Er worden EV-servicecentra opgezet. In eerste instantie verlenen deze centre alleen service aan de l£V-vloten van het elektric~teitsbedrijf zelf en van de gemeente. In de toekomst zouden deze servicecentra over~enomen kunnen worden door EV-leveranciers; ~ Zoals in het geval van dure maar efficiëntere lampen wordt de mogeliikhe~d geschapen om EV-batterijen op afbetaling te kopen.

105

LITERATUUR [11 Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer Milieu en Verkeer in stedelijke gebieden ’s Gravenhage, 1991 M. van Witsen Het kan verkeren: verkeer en vervoer in de volgende eeuw In: Het milieu: denkbeelden voor de 21ste eeuw Commissie Lange Termijn Milieubeleid, Zeist, 1990

[31

Ministerie van Verkeer en Waterstaat en Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer Tweede Structuurschema Verkeer en Vervoer; deel d: regeringsbeslissing ’s Gravenhage, 1990

[4]

Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer Nationaal Milieubeleidsplan ’s Gravenhage, 1989

[5]

Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en M~lieubeheer Nationaal Mi]ieubeleidsplan-plus ’s Gravenhage, 1990

[6] Ministerie van Economische Zaken Nota Energiebesparing; beIeidsplan energiebesparing en stromingsbronnen ’s Gravenhage, 1990

[7[

Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer Vierde nota over de ruimtelijke ordening Extra; deel 1: ontwerp-planologische kembeslissing ’s Gravenhage, 1990

[8] Algemene Energieraad Advies over de nota Energiebesparing en het NMP-plus ’s Gravenhage, 1990 [9] Milieudienst Amsterdam Verkeersmi]ieu Atlas Amsterdam 1990 Amsterdam, 1990 [ 10] Milieudienst Amsterdam Strategische notitie verkeer-milieu Amsterdam, 1991 [11] Boonekamp, P.G.M. et al Nationale Energie Verkenningen ECN-C-92-017, Petten, 1992 [12] M. DeLuchi, Q. Wang, D. Sperling Electric vehic[es: performance, life-cycle costs, emissions, and recharging requirements Transportation Research, vol. 23A, 1989, p.255-278

107

I13] W. Lenz, U. Wiescholek Umwelteffect und Wirtschaftlichkeit von Elektrofahrzeugen Verkehr und Technik, 1990, p.435-443 [14] F. Fabre, A. Klose, G. Somer COST 302; Technical and economic conditions for the use of electric road vehicles Luxembourg, 1987 [151 A. Kalberlah Krafthahrzeuge mit Elektro- und Elektrohybridantrieb unter Umweltgesichtspunkten Lezin9 aan de Universiteit van Kassel, 10-12 oktober 1990

[16] V. Nauta Milieu en het Referendum Auto-luwe binnenstad Milieudienst Amsterdam, 13 september 1991 [17] Coopers & Lybrand Management Consultants Plaatsen van Stadsdistributiecentra Rotterdam, 1991 [18] G.F. Bakema lEnergiebesparing door elektrische auto’s in stadsverkeer ECN-C-90-038, Petten, 1990

[19] Electric Vehicle Progress 1 juni 1991 [20] Electric Vehicle Progress 15 juli 1991 [21] C. Fabjan Austrians succeed with zinc-bromine Batteries International, January 1992 [22] University of Aachen EDS-project on battery state of the art, 1992 [23] W.H. DeLuca, A.F. Tummillo, J.E. Kulaga, C.E. Webster, K.R. Gillie, R.L. Hogrefe Performance evaluatìon of advanced battery technologies for electric vehicle applications CONF-900801-21, 1990

[24] A. Gahleitner Stand der Entwicklung von Elektro-Strassenfahrzeugen 1989; Allgemeinde Problemkreise, Antriebssysteme, Energiespeicher ÖZE, 1989, p.179-194 [25] E-Mobil, nr. 1 1991

[26] W. Burkner, B. Günther F_nergiebilanz für ein F~|ektrostrassenfahrzeug Energiewirtschaftlich Tagesfragen, 1991, p.28-33 [271 W. Hamilton Electric and hybrid vehicles: Technical background report for the DOE flexible and alternative fuels study DOE/ID-10252, 1989

108

[281 U. Wagner Realisierungsaussichten des Elektroautos Elektrische Bahnen, 1988, p.239-243 [29] R.T.C. Harman Predicting fuel (or battery power) consumption Automotive Engineer, 1985, p.46-48 [30] D. Sahm How Daimler-Benz view electric vehicles Batteries International, April 1991 [31] P. Kroon Luchtverontreiniging van trolleybus en dieselbus vergeleken F~SC-WR-89-22, Petten, 1989 [32[ Wor|d Energy CounciI Report 1988. Environmental effects arising from electricity supply and utilisation and the resulting costs to the utility [33] UNIPEDE Group of experts on eleetric vehicles Comparison of emissions from combustion-engined and ’European’ electric vehicles 1991 [34] Technische Universität Berlin Concepts and models for the introduction of battery eharging stations for electric vehicles in centers of big cities EDS-project P-002, 1992 [35] Vrije Universiteit Brussel Analysis of distribution, training and information which are required for the use of electric and hybrid cars in town traffic EDS-project P-018, 1992 [36] G.F. Bakema, O. van Hilten, A.D. Kant, P. Kroon Aardgas en elektriciteit bij het gemeentelijk voertuigpark van Amsterdam 1~CN-C-90-045, Petten, oktober 1990 [37] H.M. Soekha Some remarks about the ’Witkar-system Amsterdam’ Panel contribution "Tokyo International Electric Vehicle Forum ’86 Japan, 18 September 1986 [381 I. Ajzen, M. Fishbein Understanding Attitudes and Predicting Social Behaviour Kn91ewood Cliffs, New Yersey, 1980 [39] C.J.H. Midden Individu en grootschalige technologie; een vergelijkend attitude-onderzoek naar de opwekking van elektriciteit met kolen en uraan Leiden, 1986 [40] A.D. Kant Gebruikerservaringen met elektrische auto’s Onderdeel van de ~edurende 1991 in Nederland gehouden praktijkproef met elektrisch aangedreven voertuigen (NOVEM, VROM, V&W, KNV) Verschijnt binnenkort 109

[41] German Federal Minister of Transport Application and Market Potentials for Battery-Powered E~ectric Passenger Cars in Road Traffic Special Issue 32 of Urban Transport Research, 1983 I42] Ca~culations by the Department of Physical Planning of the City of Amsterdam [43] Personal communication by Mr. G. Brohm of the Department of Physical Planning of the City of Amsterdam [44] G. Mom Elektrische auto wordt gat in de markt Intermediair 22, 31 mei 1991 [45] Documentatie Piet Pot & Partners, WaaIwijk [46] Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieuhygiëne Nationale Milieuverkenning 1990-2010 Bilthoven, 1991 [47] C.J. Sliggers Het CAR-model. De meeriarenberekening versus de berekening van jaar tot jaar Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer [48] OMEGAM Rapportage inzake de invloed van het mogelijke toekomstige gebruik van de elektrische auto op de verontreiniging van de buitenIucht en de geluidhinder in Amsterdam Amsterdam, 1992 [49] R.D. MacDowall Comparative Evaluation of Acoustical Noise Levels of SoIeq Evcort EV and ICE Counterpart SAE Technical Paper Series 900138, 1990 [50] W. Porsinger Betriebserfahrungen mit Elektro-Strassenfahrzeugen in Berlin Elektrizitätswirtschaft, 1987, p.527-513 [51] G.J. Kleinhoonte van Os Beoordelingssysteem voor de geluidhinder door wegverkeer Ministerie van VoIkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer, 1975 [52] Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer Trolleyficering buslijn 9 in Amhem. Onderzoek naar de effecten op de geluidhinder GA-HR- 12-01, 1986 [53] A.J.M. Martens, P.G.M. Boonekamp Elektrische auto en elektriciteitsvoorziening ECN-I-90-036, Petten, september 1990 [54] Electric Vehicle Deve]opment Group The environmenta] impact of electric vehicles, covering materials supply and air po][ution, related to cost benefits for Europe as a who[e EDS-project P-028, 1992

110

[55I B. Sporekmann Electric vehicle tests in the Federal Republic of Germany Lecture at the "Twelve hours of Bruges", 9 September 1989 I56] W.J.L. Jansen Belastingsturing bij huishoude]ijke verbmikers in 2010 F_lektrotechniek, 1987, p.43-50 I57] KEMA Distributie 2010. Mogelijke ontwikkelingen op het terrein van distributienetten in het jaar 2010 uítgaande van de elektrisch verwarmde woning KEfir-rapport 50540-EO 86-1433, Amhem 1986

[58] Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer De Randstad op weg naar 2015 ’s Gravenhage, 1990 [59] Electric Vehic|e Progress, 15 October 1991

[60] Electric Vehicle Progress, I September 1991 [61] Discussienota "Integratie-project Milieu en Economie" Delft, mei 1991 [62] Centrum voor energiebesparing en schone technologie Waardering van negatieve externe effecten van het autoverkeer DeKt, mei 1988 [631 A.I’!. Bleijenberg A~emend grensnut van de auto Milieu, jaargang 3, 1988/4 [64] Enviro, Magazine of transboundary pollution, no. 12 November 1991, Swedish Environmenta] Protection Agency [65] M. Hamer Pricing cars off city streets New Scientist, 2 Match 1991 [66] E. Schol Maatschappelijke en economische aspecten van roadpricing Vrije Universiteit Amsterdam, april 1989 [671 Electric Vehicle Progress 1 May 1991

[68] Electric Vehicle Progress 1 December 1991 [69] Electric Vehicle Progress 1 August 1991 [70] Mr. Doughty of the Department of Water ga Power of the City of Los Angeles at the "Twelve hours of Namur", 28 September 1991

[71] E-MobiI, nr.2, 1991

lll

[72] Los Angeles "City Hall News .. from Councilman Marvin Braude": "Council approves plan to make L.A. Nation’s first EV-friendly city" Los Angeles, July 2, 1991 [73] Electric Vehicie Progress 1 January 1991 I74] Southern Califomia Edison Research Newsletter Edison’s Electric Transportation Research: Right Time, Right Place Vol. 20, no.1, 1991 I75] E-Mobil, nr.3, 1991 [76] Het Amsterdamse Bureau voor Onderzoek en Statistiek Jaarboek Amsterdam in Cijfers 1990 [77] Persoonlijke mededeling medewerker van Centraal voor de Statistiek te Heerlen [78] A.L. Edwards Multiple Regression and the Analysis of Variance anti Covariance New York, 1979 ~79] A. Gifi Princals Department of Data Theory, Leiden, 1985

[801 A. Gifi Applied Multidimensional Data Analysis Department of Data Theory, Leiden, 1984

112

APPENDIX 1: Het ’balanced growth’ (BG) scenario Eens in de vier jaar wordt in opdracht van het ministerie van Economische Zaken een lange termijn scenariostudie uitgevoerd. On~angs is een dergelijke studie voltooid I111. De studie is uitgevoerd door het CPB, het RWM en de unit ESC-F_nergiestudies van het F_CN. Eén van de ontworpen scenario’s voor de periode 1990-2015 is het ’Balanced Growth’ scenario. De belangrijkste elementen van dit (wereld)scenario zijn: een stabiele politieke situatie, een sterke nadruk op de vrije markt economie, aanzienlijke economische groei, optimisme t.a.v, technologische ontwikkeling en een forse CO2-heffing ter bestrijding van het broeikaseffect. Het optimisme t.a.v. technologie leidt tot een gunstige inschatting van de beschikbaarheid van nieuwe technieken, mede onder invloed van de hoge energieprijzen. De CO2-heffing op fossiele brandstoffen is het hoogst voor koien en het Iaagst op aardgas. Ten aanzien van het verkeer en vervoer in Nederland worden in dit scenario een aantal aannames gedaan. Het aantal afgelegde kilometers door personenauto’s stijgt met 36% tussen 1986 en 2015. Om de emissies van l’IOx te verminderen, wordt geen diesel meer gebruikt in personen- en bestelwagens. De brandstofefficiency van personenauto’s stijgt met 36%, hetgeen alleen bereikt kan worden door (o.a) een vermindering van het gemiddelde voertuiggewicht. Ook de brandstofefficiency van bestelauto’s en vrachtauto’s neemt zeer fors toe. Voor bussen wordt op grote schaal gebruik gemaakt van aardgas als motorbrandstof.

113

APPENDIX 2: Technische voertuigkarakteristieken

Compacte stadsauto Middenklasse personenauto Lichte bestelwagen Zware bestelwa~en

Compacte stadsauto Middenklasse personenauto Lichte bestelwagen Zware bestelwagen

Voertuiggewicht

Laadvermogen

Batterijgewicht

450 850 800 2.000

150 150 300 1.000

150 275 275 650

Rolweerstandscoëfficiënt

Aërodynamische weerstandscoëfficiënt

Frontaal oppervlak

0,25 0,25 0,25 0,25

0,35 0,60 0,40 0,40

115

1,90 2,37 2,25 4,30

APPENDIX 3: Optimalisatie van batterijgewicht en oplaadvermogen Als uitgangspunt wordt gekozen dat de kosten geminimaliseerd moeten worden, gegeven de vereiste actieradius. Deze kosten zijn: de kosten van de batterij, de kosten van de eventuele benodigde verzwaring van de netaansluiting, de kosten van het laadapparaat en de kosten van de opgeladen elektriciteit. Aangenomen wordt dat de kosten van het laadapparaat en de netaansluiting stögen met het gewenste oplaadvermogen. Verder is uitgegaan van uitsluiten’s nachts opladen. Aangenomen wordt daarom dat alle opgeIaden kWh’s tegen hetzelfde tarief gekocht worden. Hiermee zijn de kosten van de elektriciteit een lineaire functie van het gewicht van de batterij: de op te laden hoeveelheid kWh’s is gelijk aan de gewenste actieradius maal het elektriciteitsverbruik per kilometer; dit elektriciteitsverbruik per kilometer is, volgens het model in paragraaf 3.3.3, een lineaire functie van het batterijgewicht. De kosten kunnen dus als volgt weergegeven worden: K - c1 x X ÷ c2(Y) ÷ c~ Waarin: K: De totale kosten X: Het gewicht van de batterij Het oplaadvermogen y: De som van de elektriciteitskosten en de batterij-aanschafkosten per kilogram batterij c2(y): De kosten van het laadapparaat en de netaansluiting, stijgend in y Een constante kostenterm, onafhankelijk van x en y Bij de minima]isatie van de energiekosten is er, naast de allesoverheersende randvoorwaarde van de vereiste actieradius, sprake van nog een aantal randvoorwaarden: De oplaadtijd z is maximaal zes uur; De batterij moet voldoende vermogen kunnen leveren. Gegeven de vermogensdichtheden die door het Amerikaanse ~’Big Three’~-consortium worden nagestreefd, is dit nooit een bindende restrictie.

Daarnaast zijn er nog twee technische randvoorwaarden: Per etmaal moet de elektriciteit die gebruikt wordt ook opgeladen worden, rekening houdend met de verliezen; De batterij moet in één onafgebroken periode opgeladen worden. Zonder deze veronderstelIing zou de optimale oplossing zijn: een heel kleine batterij, die heel vaak wordt opge]aden en waarmee tussentijds een klein eindje wordt gereden. Deze twee restricties kunnen als volgt geformaliseerd worden: P x f(X) x (1 - R~) _~ Y x z x R4 R~ x R3 yxzxR4<XxE Hierin is: P: De vereiste actieradius f: Het energieverbruik aan de wielen per kilometer (kW~n/km), afhankelijk van het type auto E: De energiedichtheid van de batterij z: De oplaadtijd RI: Het percentage teruggewonnen remenergie R2: Het rendement van motor plus aandrijving R3: Het ontlaadrendement van de batterij R4: Het laadrendement van de batterij (inclusief rendement van de lader)

117

Het totale optimalisatieprobleem ziet er nu als volgt uit: minimaliseer K = c1 x X + c2(y) + c3 Onder de voorwaarden:

(2)

z _< 6

P x ~’(x) x (1 - R,) R2 x R3

(3)

~ y x z x R4

(4)

yxzxR4NXxE

Dit probleem is zonder het gebruik van moeilijke optimalisatietechnieken op te lossen: de doelfunctie wordt geminimaliseerd door x en y zo klein mogelijk te kiezen. Dit impliceert in de eerste plaats dat, gegeven de oplaadbehoefte, de oplaadtijd z maximaal zal worden gekozen om het oplaadvermogen y te beperken: dus z-6. De keuze van x en y wordt nu nog beperkt door de laatste twee restricties, die beide lineair zijn. Het is intuïtief duidelijk dat deze restricties in het optimale punt bindend zullen zijn. Omdat het rechterlid van (3) en linkerlid van (4) identiek zijn, betekent dit dat de optimale x zal voldoen aan: P x f(x) x (1 - R~) ~ X x E R2 x R3 Hieruit volgt:

Pxax(1 -R~) R2 x R~ E-Pxbx (1 -RI)

Hieruit is vervolgens y af te leiden: yx6xR~ -XxE Ofwel: XxE 6 x R4 Als voorbeeld zijn in tabel A3.1, op basis van de in paragraaf 3.2 gekozen waarden van de parameters, de gewichten van de batterij en het oplaadvermogen voor de vier verschillende autotypen bij een gewenste actieradius van 150 kilometer weergegeven, zowel voor E=0,1 kWh/km (middellange termijn) als voor 15=0,2 kWh/km (lange termijn). Tabel A3.1. Gewicht van de batterij en oplaadvermogen bij een gewenste acYeradius van 150 km E--0,1 Gewicht Oplaadvermogen Compacte stadsauto Middenklasse personenauto Lichte bestelwagen Zware bestelwagen

178 307 312 827

3 6 6 16

E=0,2 Gewicht Oplaadvermogen 79 136 138 365

3 5 5 14

Uit de tabel blijkt dat een verdubbeling van de energiedichtheid leidt tot meer dan een halvering van het benodigde batter0gewicht. Bovendien blijkt dat het laadvermogen tamelijk ongevoelig is voor veranderMgen in de energiedichtheid. De reden is dat de gewenste actieradius de totale energie-inhoud van de batterij min of meer vastlegt en daarmee, gegeven de oplaadtijd van 6 uur, ook het oplaadvermogen.

118

APPENDIX 4: Gegevens voor de energiekostenvergelijking Reële rente: 5% Energieprijzen exclusief BTW

KT (1995)

MT (2000)

LT (2015)

Elektriciteitsprijs Benzineprijs Kosten batterij Levensduur batterij Annuiteit Kosten laadapparaat Levensduur laadapparaat Annuïteit

~ct/kWh] [gld/l] [gld/kg] [jaar] [gld/jaar x kg] [gld] [jaar] I91d/jaar]

11 1,57 27 3 10 3300 10 427

13 1,92 27 5 6 3300 10 427

16 2,40 36 I0 5 3300 10 427

Kilometers personenauto Kilometers bestelauto Batterijgewicht personenauto Batterij~ewicht bestelauto

[km/jaar] [km/jaar] [kg) [kg]

8000 8000 275 400

12000 12000 275 400

12000 17000 275 400

E-verbruik personenauto Benzineverbruik personenauto E-verbruik bestelauto Benzineverbruik bestelauto

[Wh/km] Il/km] [Wh/km] Il/km]

228 0,080 385 0,119

228 0,064 385 0,101

228 0,056 385 0,095

119

APPENDIX 5: De enquête

Energieonderzoek Centrum Nederland ESC - Energiestudies

Vragenlijst Acceptatie Elektrische Voertuigen

Onderzoek verricht voor Europese Commissie

Dit onderzoek gaat over’ de mogelijkheden van elektrische auto’s in de binnenstad van Amsterdam. De invulling van de vragenlijst vergt gemiddeld 20 à 25 minuten. Vult u s.v.p. de cirkels van uw keuze in of schrijf op de stippellijnen wat voor u het meest van toepassing is. Leest u voor aanwijzingen de gekaderde teksten bij de vragen. Voor vragen en nadere inlichtingen kunt u zich wenden tot J.R. Römer, bereikbaar onder telefoonnummer: 02246 -4332. Deze vragenlijst wordt weer bij u opgehaald. Bij voorbaat dank voor uw medewerking! 121

Vragen omtrent de auto(’s) in uw huishouden. Als in uw huishouden één auto aanwezig is, wordt u verzocht die gegevens in te vullen in de kolom waarboven V~auto staat. Bij meer dan twee auto’s: vul in voor de twee auto’s waarmee per jaar de minste kilometers worden gemaakt.

1_ ~auto

2d~auto

Welke brandstof wordt gebruikt? - loodhoudende benzine - Ioodvrije benzine - diesel - LPG

0 0 0 o

0 0 0 o

Auto werd:- nieuw gekocht -tweede hands gekocht - gehuurd/geleased - gekregen/geeffd

O O O O

0 0 0 0

Auto is "van de zaak"

o ja 0 nee

O ja 0 nee

Bouwjaar van de auto

19..

!9..

Jaar van aanschaf

!9..

19..

Hoeveel betaalde u voor auto bij aanschaf?.

............ Gld

............ Gld

Cilinderinhoud (cm3,cc) minder dan 1200 cc tussen 1-200 en 1500 cc tussen 1500 en 2000 ¢c meer dan 2000 cc

0 0 0 0

0 0 0 0

Merk en type

Verwacht aantal kilometers voor 1991?

122

Rangorden de volgende redenen voor de aanschaf van uw auto(’s): Geef de belangrijkste reden om deze auto(’s) te kopen het cijfer 1; de op één na de belangrijkste het cijfer 2, enzovoorts.

l~~auto

2«auto

Grotere bewegingsvrijheid Voor vakantie Bezoek vrienden en familie Voor bereiken sport en ontspanning Voor bereiken natuur- en dagrecreatie Minder weersafhankelijk Voor woon-werkverkeer Voor niet-dagelijkse boodschappen Gebruikt u de auto voor: (neem gemiddelden en schat waar nodig)

IS~auto

Woon-werk vervoer - hoeveel dagen per week - gemiddelde afstand per dag Zakelijk vervoer - hoeveel dagen per ~k - gemiddelde afstand per dag

Bezoek familie/vrienden - hoeveel dagen per week - gemiddelde afstand per week Sport, recreatie, ontspanning - hoeveel dagen per week - gemiddelde afstand per week Vakantie(s) - afstand in 1991 Boodschappen doen - hoe vaak per week - gemiddelde afstand per week

I23

2dOauto

Hoe vaak per maand legt u in één dag een afstand van meer dan 100 km af?. .... keer

Indien meer dan één auto in huishouding aanwezig is: neemt u voor de volgende vragen de auto die de minste kilometers per jaar aflegt.

Afgelopen zeven dagen

Ma

Di

Wo

Do

, Vr ~ Za

Zo

Hoeveel kilometer werd op deze dagen ongeveer aígelegd Bij meer dan 100 km op één dag: zou het op deze dag mogelijk zijn geweest om de andere auto te gebruiken? Bij meer dan 100 km op één dag: zou het op deze dag mogelijk zijn geweest om een andere ver~oer~ijze te gebruiken? (b.v. trein)

U gebruikte de auto tijdens deze dagen (waarvoor u hierboven de gegevens invulde):

o o o

vaker dan normaal net zo vaak als normaal minder vaak dan normaal

]

De volgende vraag alleen invullen indien meer dan één auto in uw huishouden aanwezig is. Zo niet: ga door met daarop volgende ~mag bij letter A.

Zou het autogebruik in uw huishouden zo kunnen worden georganiseerd dut één en dezelfde auto wordt .qebruikt voor de afstanden kleiner dan 100 kilometer? O 0 0

ja, dat is al het geval ja, dat kan georganiseerd worden nee

A. Heeft u een garage of parkeert u in de open lucht? O O

garage open lucht

124

Hoeveel minuten loopt u van huis tot aan uw geparkeerde auto? O O

staat voor de deur ... minuten

Kunt u meestal direct parkeren op de door u gewenste plaats? ja nee

O O

Hoe lang doet u er gemiddeld over om op de ringweg rond Amsterdam te komen? ... minuten Hoe vaak per week staat u vast in het verkeer tot aan de ringweg? ... keer Wordt de auto gebruikt in de spits? O O

ja nee

Ik vind maatregelen ter beperking van het autoverkeer in Amsterdam dringend noodzakelijk. t~melijk 0 .............0

noch

t~melijk

0 ............O.

.0

Ik voel me beperkt in mijn persoonlijke vriJheid van reizen door maatregelen die het autoverkeer in de binnenstad moeten doen afnemen. eens

h~m.

noch

~am.

O .............O ............O ............O ............O Ik zou onder voorwaarde van goed openbaar vervoer afstand doen van mijn auto. eens

eens

tam.

noch

tarn.

eens

oneens

oneens

0 ............. 0 ............ 0I

oneens

’0 ............ 0

125

Ik kan gemakkelijk afstand doen van mijn auto.

eens

0

tamelijk

noch

tamelijk

eens

oneens

oneens

O-

.0 ............0

oneens

0

Nu volgt een beschrijving van de eigenschappen van een elektrische auto zoals die momenteel rijdt in sommige Nederlandse steden. De beschrijving geldt de huidige stand van techniek zoals die zich in de praktijk van het gebruik heeft bewezen.

De huidige elektrische auto heeft de volgende eigenschappen: maximumsnelheìd is 100 km/uur optrekken als gewone auto rijdt op één acculading ongeveer 100 km remweg is iets langer door het gewicht van de batterijen batterijen kunnen 800 à 1000 keer opgeladen worden (levensduur is dan 4 jaar) minder onderhoud nodig dan benzine-auto maakt geen motoflawaai; lawaai van handen op de weg blijft veroorzaakt geen uitlaatgassen en roetdeeltjes de batterij wordt opgeladen uit het gewone eleetrieiteitsnet opladen vanaf lege toestand duurt ongeveer 7 uur: de beschikbaarheid van de auto is dus minder dan die van de benzineauto er hoeft minder geschakeld te worden

Ik vind de elektrische auto een geschikt ve~voermiddel voor gebruik in de stad. t am.

0 .............0

noch

tam.

0 ............ 0 ............0

Ik sta positief tegenover elektrische auto’s. eens

mrn. 0 .............0

noch O-

tam. .0,

126

0

0

............

0 ............

iuj~

0 ............

q:)ou

0 .............

0

"UJL:q

0 ............0 ............0 ............0 .............0 ¯ Lu~

qnou

"uJ~

¯ )l~~z ~p~oI~ u~~ s,o]n~ ~q~spl)l~p ~oo^ pu~~[nls~in uau!~~~~~J~~)ped do u~sq~~id u~^ U~~~AJ~S~~ ~~LI pU!A ~ll 0 ............0 ............0 ............0 .............0 ¯ tu~l

qnou

’LUL:q

"~l~~Z ~p~o~ u~~ s,olng ~qns!J~ala JOOA ua~~~ldJaa)lJgd ~do)ip~ol~ ’~~Jgd~ pu!^ 0

............ 0 ............ 0 ............ 0 ............. 0

¯ uJgl

qaou

"tugl

¯~t~~z apaofi uaa s,oln~

0 ............0 ............0 ............0 .............0 -ua~

q::x)u

0 ............0 ............0 ............0 .............0 ¯ tu~l

q~ou

"mgl

¯ s,oln~ aqas!J1)tala u~^ j~qasu~~ ap do sa!maJd JOOA pU8A~.a~UI~I! U~pJOA%. noz plaíì ~~p SI!LU ’aap! p~oB uaa JOlOUJ~~U.lpu~JqJa^ lau.l s,olng ~ do fiu!ls~laq mlxa uaa pU!A ~l

0 ............0 ............0 ............0 .............0 ¯ ~~

q;:~ou

"~~’1

0 ............0 ............0 ............0 .............0 ¯ Lu~

qoou

¯ s,o~,n~ ~q~s!~~al~ ~oop uafiu~A~a^ ~4 s,o,,n~ aB{p{nq ~p U~O H.l{~fiUelaq ~~q pu{A HI 0

............

0 ............

0 ............

0 .............

¯ ~m

qoou

"LU~

0

¯ oln~ ~qos!J~~l~ u~~ ~~uJ u~~~J ue^ p!;~q.f!J^ ~~,r!luoos.~~d u.r!uJ u. U~l;~O^ ~J~d~q ~ua noz HI

0

............ 0 ............ 0 ............ 0 ............. 0

¯ tuL~

q~ou

"~egls~q U~I~!n~~oA ~qog!J~l~l~ ~!n pu~IJ~p~l,,l u! ~,o:lng ~11~ UeA %0[ ~l~u!u~u~l ~;[Og ~~~,f l~q u! ~~p lqnp~l~ u~p~o~a l~o~ do~~ PU~l~~P~IxI u! p!~l~qoln~ ~~q ~,~p pu!^

Het milieu is een belangrijk onderwerp van gesprek geworden. Ook in Amsterdam worden maatregelen overwogen om de nog steeds toenemende milieudreigingen te keren. Het gemeentelijk milieu-aetieplan is daar een voorbeeld van. Daarnaast zal voorjaar 1992 een referendum plaats vinden in Amsterdam waarin aan de burgers wórdt gevraagd om zich uit te spreken over beperking van autoverkeer in de binnenstad. De consequenties van beperking zijn aanzienlijk: bewoners van de binnenstad worden beperkt in het vrije gebruik van hun auto; ondernemingen zoals taxi- en bestelbedrijven, winkels, bedrijven en hotels zullen met beperkingen worden geconfronteerd bij bevoorrading, bezoek en transport; openbaar vervoer zal wellicht capaciteitsproblemen ondervinden, terwijl frequentie en bereikbaarheid zullen moeten verbeteren. Daartegenover staat dat de verkeersveiligheid toeneemt, de uitstoot van uitlaatgassen en roetdeeltjes afneemt en geluidsniveau’s op straat worden terug gebracht. Het gedeelte van de binnenstad waarvoor de autobeperkende maatregelen van kracht zouden moeten worden is op het kaartje op pagina 10 ingetekend: het gaat dus om het hele gebied dat wordt ingesloten door de Singelgracht en het IJ. De volgende stellingen gaan in op dit onderwerp. Kmizt u s.v.p, de rondjes aan die het dichtst bij uw voorkeur li~.erL Het is een goed idee om autobeperkende maatregelen voor de binnenstad te nemen. 0 ja, zonder meer 0 ja, mits .............................................................. 0 nee, zonder meer tegen (ga naar vraag B, midden op volgende pagina) 0 nee, mits ............................................................. Ik neem me voor om, als dat bij referendum wordt gevraagd, elektrische auto’s in de Amsterdamse binnenstad uit te zonderen van autobeperkende maatregelen. tam. 0 .............

0

noch 0 ............

tam, 0 ............

0

Van autobeperkende maatregelen moeten worden uitgezonderd (aankru]sen van meerdere altemaüeven ~s mogelijk): alle bewoners van Amsterdam bewoners van de Amsterdamse binnenstad zaken, winkels, bedrijven minder validen taxibedrijven

129

AMSTERDAM

HET IJ

"Meer en beter openbaar vervoer" is een acceptabele oplossing voor autobeperkende maatregelen voor de Amsterdamse binnenstad, mits dat betekent dat mijn huidige reistijd in de binnenstad niet langer wordt. tam.

noch

tam.

0 .............0 ............0 ............0 ............0 Autobeperkende maatregelen moeten gepaard gaan met de mogelijkheid om eleld~sche vervoermiddelen te kunnen huren (zoals elektrisch aangedreven minibusjes, snorfìetsen en bromfietsen).

0

"0

0 ............

01

B. Als de binnenstad autovrij zou worden gemaakt, zou ik overgaan op een andere vervoerswijze (nummert u s.v.p, de volgorde van uw voorkeur; niet alle alternatieven behoeven van een nummer te worden voorzien): - lopen - fiets - elektrische snoríîets - elektrische bromfiets - bus - tram - metro - trein - taxi Ik overweeg om de auto weg te doen als de binnenstad autovrij wordt gemaakt. tam. 0 ............

noch 0 ............

t~m. 0 ............

131

0

0 ............ 0 ............ 0 ............0 .............0

’p~~,suauu!q ap UeA uaMEtu [!JAo~,n~ BaL[ UI~p S! MEdue~ a6!p!nL1 ap ue^ Ua~U~AJaA ~aq :l~p joolaB al

aJa~aq uaa s,o~nE aq3s.IJ:l~a[a JOOp S,o3,nE

0 ........... 0 ............ 0 ............0 ............. 0 "fUEl

LInOU

"uapu!A ~~~[d sual~Jou.[ s, Jnn 00"6-00"L uassn~ u~ ,nn 00"[E-00"~[ u~ssn~ spUOA~ S, ~,aouJ ua,tr.l.Jpaq UVA

0

............ 0 ............ 0 ............ 0 ............. 0

-ua~

qDou

"uJ~

"uaM..[lq ~aoLu (’n]a ’ua~Jpaq ’Sla~luv~) p~~,suauu!q ap u! p!aqfi!~Jpaq

Tot nu toe zijn de kosten van elektrische voertuigen buiten beschouwing gebleven. Hieronder wordt een kostenplaatje gegeven van een autotype dat in het eerste geval is uitgevoerd als een gewone auto met brandstofmotor, in het tweede geval met een elektromotor en in het derde geval met zowel een brandstofmotor als een elektromotor. Deze laatste auto kan dus zowel elektrisch als met benzine worden aangedreven en heeft dus geen beperkingen voor gebruik en afstand.

Gewone auto De zelfde (bv. VW-,Jetta, gewone auto Ford Fiesta, mi~ar nu Opel Kadet etc.) uitgevoerd als elektrische auto

Dezelfde auto met verbrandingsmotor én elektromotor

Aanschaf kosten

20.000 gulden

25.000 gulden

28.000 gulden

Kosten per I000 km aan brandstof en/of elektriciteit

166 gulden

60 gulden

100 gulden

Belasting en verzekering zijn hetzelfde voor deze drie auto’s. Veronderstel dat u voor de aanschaf van een nieuwe auto zou staan. Zou u overwegen om één van de bovenstaande auto’s aan te schaffen, wanneer de e[ektrische auto en de auto met gecombineerde elektro- en benzinemotor zouden zijn uitgezonderd bij een autovrije binnenstad? O elektrische auto (ga door met vraag ¢: op O auto met gecombineerde elektro- en benzinemotor de volgende pagina) 0 gewone benzine-auto 0 nee, ik zou dat niet overwegen Voor welke kostprijs zou u de elektrisch uitgevoerde auto’s wel overwegen aan te schaffen? kostprijs (gewone auto kost 20.000 gulden) elektrisehe auto

.................... gulden

gecombineerde auto met elektroen benzine motor ....................

gulden

ik zou nog steeds geen aanschaf ......................................................................... overwegen omdat ........................................................................

!33

Wat zou na invoering van een autovrije binnenstad uw voorkeur genieten (meerdere altematio~en kunnen worden ingemald): 0 auto wegdoen 0 gebruik maken van openbaar vervoer 0 elektrische auto aanschaffen die vrijgesteld is van de maatregel 0 huren van elektrische taxi die is vrijgesteld 0 elektrische brommer aanschaffen 0 fiets gebruiken 0 anders, nl ...........................

Bij de invoering van een autovrije binnenstad zullen waarschijnlijk uitzonderinge één van de maatreg, elen bestaan. De vraag is dan voor welke mate van beperking van het aantal auto s u kiest in de Amsterdamse binnenstad

Hoeveel van iedere 100 auto’s die dagelijks in de binnenstad komen zou u geweerd willen zien? ...... auto’s zouden geweerd moeten worden. Over welke categorieën wilt u het hierboven ingevulde getal verdelen? - verkeer van bewoners van de binnenstad - verkeer van alle overige bewoners van Amsterdam - zakelijk en bevoorradingsverkeer - toeristisch verkeer

134

~De volgende vragen zijn bedoeld om de resultaten te kunnen groeperen. Sexe

0 man 0 vrouw

Wat is uw geboortejaar?

Wat is uw hoogst genoten opleiding? lager onderwijs lager beroepsonderwijs MULO, MAVO middelbaar beroepsonderwijs voortgezet onderwijs hoger (beroeps)onderwijs wetenschappelijk onderwijs Heeft u in uw opleiding (een van de) volgende vakken gehad?

O scheikunde O natuurkunde O geen van belde Wat is uw beroep? ....................................

.

In welke categorie valt uw bruto jaarinkomen? O minder dan 20.000 gulden per jaar O 20.000 tot 40.000 gulden O 40.000 tot 60.000 gulden O 60.000 tot 80.000 gulden O 80.000 tot I00.000 gulden O meer dan 100.000 gulden 0 vul ik liever niet in Hoeveel kilometer rijdt u jaarlijks in uw auto? O minder dan 10.000 km O 10.000 tot 20.000 km O 20.000 tot 35.000 km O meer dan 35.000 km

135

U kunt, indien u nog opmerkingen heeft deze hier vermelden:

Deze vragenlijst wordt de komende dagen weer bij u opgehaald. Wilt u een verslag van dit onderzoek, schrijf dan uw naam en adres hieronder.

adres + postcode ...................................................... Bedankt voor uw medewerking! Voor vragen, suggesties en opmerkingen kunt u zich wenden tot: Energieonderzoek Centrum Nederland t.a.v.J.R. Römer Postbus I 1755 ZG Petten Tel. 02246-4332

136

APPENDIX 6: Steekproefgrootte en generaliseerbaarheid De enquête is uitgevoerd in de periode 15 oktober - 4 november 1991. Een groep van 16 interviewers heeft 1849 adressen in de binnenstad van Amsterdam bezocht. Duizend adressen zijn met behulp van de postcode aseIect getrokken. Op deze adressen heeft de interviewer gevraagd of het betreffende huishouden een auto bezat. Indien dit niet het geval was, werden de andere verdiepingen van hetzelfde gebouw geprobeerd, te beginnen bij de bovenste verdieping. Indien opnieuw geen autobezitter werd aangetroffen, werden de naburige gebouwen geprobeerd. Alle bezochte adressen zijn in een Iogboek opgenomen. De resultaten staan in tabel A6.1. Tabel A6.1. Resultaten bezochte adressen Frequentie ]Niet thuis Geen auto Niet bereid mee te werken Niet aanspreekbaar Autobezitters Totaal

689 382 167 66 545 1849

De categorie ’Niet aanspreekbaar’ omvat mensen die geen Nederlands spreken, illegale bewoners, verslaafden. Het responspercentage wordt berekend als 545/(167+66+545), ofwel 70%. Dit is extreem hoog in vergelijking met de gebruikelijke respons op enquêtes in Amsterdam. De hoge respons is waarschijnlijk het gevolg van de gehanteerde methode: persoonlijk aangeboden enquêteformulieren (met een aansprekend onderwerp) die de respondenten in hun eigen tijd konden invullen. De persoonlijke afspraak met de interviewer vormt een sterke stimulans om de enquête in te vullen vóór de afgesproken ophaaldatum. Generaliseerbaarheid Volgens gegevens van het Amsterdamse Bureau voor de Statistiek [76] wonen er 35.172 mensen ouder dan 20 jaar in de Amsterdamse binnenstad. Het Centraal Bureau voor de Statistiek geeft informatie over het aantal geregistreerde auto’s in dit gebied: 24.946 auto’s, waaronder een onbekend aantal bestelauto’s. Het percentage autobezitters in de binnenstad is 71%. Uit tabel A6.1 volgt dat het percentage autobezitters 587/(545+382)=63%, waarbij 587 het aantal eerste en tweede auto’s in de steekproef is. Het aantal 545 (de mensen met auto in de steekproef) kan enigszins verrekend zijn, omdat ’derde auto’s’ wél in de 71% zitten, maar niet in de 63%. Bovendien bevat het aantal 382 (de mensen zonder auto in de steekproef) enige schattingen van ontbrekende waarden. Gezien de onzekerheden in beide getallen (63% en 71%) wordt geconcludeerd dat de steekproef representatief is voor de gehele bevolking van de Amsterdamse binnenstad. De verdel~ng van auto’s naar bouwjaar is een redelijke afspiege]ing van de landelijke verdeling (Chi2=2,80; dr=8; sign. ,99) [78]. Alleen de oudste auto’s, gebouwd voor 1980, zijn ondervertegenwoordigd in de steekproef. Deze ondervertegenwoordiging betekent niet noodzakelijk dat de steekproefresultaten afwijken van werkelijke bouwjaarverde]ing in de Amsterdamse binnenstad, aangezien deze verdeling zelf kan afwijken van de landelijke verdeling. De meest voorkomende merken en types suggereren dat kleinere auto’s populair zijn in de binnenstad. Dit wordt bevestigd door de data betreffende motorvermogen en cilindercapaciteit. Het gebruik van de verschillende brandstofsoorten (48% ongelode benzine, 35% gelode benzine, 9% diese] en 8% LPG) wijkt af van de nationale getallen. Dit is niet verrassend gezien het vrijwel ontbreken van LPG-tankstations in en rond Amsterdam, als gevolg van nationale en lokale regels en wetten.

137

De demografische variabelen leeftijd en ges]acht zijn bekend voor de bevolking van de binnenstad [76]. In tabel A6.2 worden de steekproefwaarden voor de leeftijden vergeleken met de waarden voor gehele bevolking van Amsterdam. Tabel A6.1. Leeftijdverdeling Amsterdamse bevolking en steekproef Leeftijd

Amsterdamse bevolking [%]

20 tot 34 35 tot 49 50 tot 64 Ouder dan 65

48 31 11 10

Steekproef [%1 34 42 20 5

Het lijkt erop dat er te weinig jonge mensen in de steekproef zitten en dat de leeftijdsklassen tussen 35 en 64 oververtegenwoordigd zijn. Het is bekend dat in de binnenstad juist méér jongeren wonen dan in andere delen van de stad. De afwijking in de steekproef was verwacht omdat veel van de jonge mensen op kamers in studentenwoningen wonen, waardoor ze relatief weinig huizen bezetten. Bovendien is het autobezit in deze leeftijdscategorie lager dan in de overige categorieën. Een derde reden kan gevonden worden in het tijdstip van de dag waarop de enquêtes werden afgeleverd, namelijk tussen 16.30 en 22.00 uur. In deze periode zijn veel jonge mensen niet thuis vanwege sociale activiteiten elders. Het geslacht van de respondenten vertoont eveneens een afwijking van de werkelijke verdeIing in de binnenstad. In tabel A6.2 worden beide verdelingen vergeleken. Tabel A6.2. Verdeling van geslacht Geslacht Man Vrouw

Bevolking [%]

Steekproef [%]

52,8 47,2

67,4 32,6

Deze afwijking is te verklaren uit het feit dat het onderwerp van de enquête gezien wordt als een technisch onderwerp dat meer aansluit bij de mannelijke belangstelling. Indien er meerdere personen in een gezin zijn, is het waarschijnlijk dat de man de enquête invult. Bovendien is, door het tijdstip waarop de enquête is bezorgd, de kans groot dat mannen op dat moment thuis zijn. Alhoewel de afwijkingen aanzienlijk zijn, bIijken Ieeftijd noch geslacht beIangrijke variabelen te zijn met betrekking tot houdingen t.o.v. EV’s en autobeperkende maatregelen in de binnenstad. De voorspelling van de intentie een elektrische of hybride auto te kopen wordt niet beter door beide variabelen toe te voegen aan de regressievergelijking. Er is natuurlijk wel een positief verband tussen de variabele ’inkomen’ (oudere mensen verdienen i.h.a, meer) en de variabele ’aanschafprijs huidige auto’ (indien nieuw gekocht): duurdere auto’s worden gekocht door mensen met hogere inkomens. Deze vanzelfsprekende verbanden worden hier genoemd omdat ze de interne validatie van de enquête aangeven: zonder deze verbanden zou twijfel kunnen ontstaan of de enquête wel meet wat bedoeld werd te meten. Het referendum over autobeperkende maatregelen in de Amsterdamse binnenstad was voorpaginanieuws in alle belangrijke kranten en kreeg veel aandacht van de media op het moment dat de enquête werd verspreid. Deze publiciteit heeft het responspercentage wellicht positief beïnvloed. De media zijn zorgvuldig gevolgd gedurende de periode van het veldwerk. Er verschenen veel artikelen over het referendum, maar geen enkel artikel betrof het politieke probleem. Bovendien werd er geen enkel verband gelegd met a]ternatieven zoals EV’s of CNQ-auto’s of met het uitbouwen van het openbaar vervoersysteem. Drie interviews op de lokale radio gaven de mening van de Kamer van Koophandel en ondernemers in de binnenstad weer, Het derde interview was met onze onderzoeksgroep, maar daarin kwamen EV’s niet aan de orde, behalve in de slotopmerkingen van de interviewer die aangaf dat de benodigde e]ektrb

138

citeit voor EV’s opgewekt zou moeten worden met een kolencentrale die in Amsterdam staat, daarmee suggererend dat er niet of nauweIijks van mi]ieuwinst sprake zou zijn. Het alternatief om de elektriciteit met kerncentrales op te wekken legde een relatie tussen EV’s en kemenergie, dat een controversieel imago heeft in Nederland. In de enquête kan geen relatie gevonden worden met de informatie verspreid door de radio en iokaie en landelijke kranten, alhoewel 35% van de respondenten soms gedetai][eerde opmerkingen maakte t.a.v, de onderwerpen waarover in de media gediscussieerd was. Geconcludeerd kan worden dat de enquête een valide en betrouwbaar beeld geeft van de acceptatie van EV’s. Generalisatie van de steekproefwaarden naar de gehele bevolking van de Amsterdamse binnenstad is toegestaan.

139

APPENDIX 7: Toelichting op de princals analyse De anaIysetechniek Princals is een acronym voor ’Principa~ Component Analysis based on Alternating Least Squares’. Hier zal in kort bestek worden uitgelegd wat deze techniek inhoudt. In de situatie van veel vragen over eenzelfde onderwerp is het aantrekkelijk om uit de veeIheid van data in één oogopslag te kunnen zien of er sprake is van samenhangen in de data. Uit tien frequentieverde]ingen behorende bij evenzoveIe vraagste]lingen is dat niet of pas na zeer diepgaand speurwerk mogelijk. Methodisch gezien komt dit erop neer dat naar een data reductie methode wordt gezocht die een representatie van de originele data mogelijk maakt welke zoveeI mogelijk recht doet aan de oorspronkelijke data. De representatie die bij Princals wordt nagestreefd bestaat uit grafische oplossingen die een sneIle interpretatie toestaan van de structuur van de data en van de belangrijkste relaties tussen de data. Alvorens wat nader in te gaan op de details, moet eerst iets worden gezegd over meetniveaus van vraagste]Iingen in een schriftelijke vragenlijst. Zo is de vraag naar de kleur van een object in een beoordelingstaak van een ander meetniveau dan de opinie over elektrische voertuigen. Het eerste voorbeeld geldt het nominale en het tweede het ordinale meetniveau. Daarboven liggen nog het inte~alniveau (b.v. de temperatuurschaal) en de ratioschaal zoals die bij veel natuurkundige metingen van toepassing is (b.v. afstand en tijdsmetingen. In dit onderzoek gaat het om data die strikt genomen op ordinaal niveau liggen: de schaa]omschrijvingen die in dit onderzoek zijn gebruikt gaan van eens, tamelijk eens, eens noch oneens, tamelijk oneens tot oneens. mantische analyse heeft laten zien dat vrijwel iedereen de vijf k]assen in dezelfde volgorde zet (ordinale schaal). Daarnaast worden de gevoelsmatige afstanden tussen de vijf k[assen als ongeveer even groot gezien (dit is de voorwaarde voor een intervalschaaI: de verschilafstand tussen twee aangrenzende punten moet steeds even groot zijn). Vandaar dat in de layout van de vragenlijst aandacht wordt besteed aan de manier waarop een schaal wordt vorm gegeven. Hier wordt gekozen voor een conservatieve interpretatie, dus wordt uitgegaan van ordinaal niveau. Bij de Princals methode is het de gebruiker die een aantal dimensies opgeeft om als uitgangspunt bij de berekeningen te nemen. Grafische en statistische hulpmiddelen geven aan of dit aantal moet worden uitgebreid of ingekrompen. Omdat het om datareductie gaat wordt gepoogd om met een zo klein mogelijk aantal principale componenten of dimensies een zo goed mogelijke oplossing (’fit’) te vinden. De principale componenten zijn gewogen sommen van de originele variabelen zodanig dat de som van de gekwadrateerde correlaties tussen de variabelen en de principale componenten maximaal is. Deze som van gekwadrateerde correlaties met de eerste principale component wordt de eerste eigenwaarde van de datamatrix genoemd. Zo wordt iedere dimensie gerepresenteerd door een eigenwaarde. Hoe hoger de eigenwaarde van een component hoe meer variantie wordt verklaard door de oplossing. Uiteindelijk is dit dus een maat voor de kwaliteit van de oplossing. Princais berekent de oplossing via een iteratieve procedure. Deze procedure kan als volgt grafisch voorgesteld worden. De originele data worden vervangen door een sterk gelijkende set van data, waarbij er voor wordt gezorgd dat de volgorde van de antwoorden behouden blijft. Door binnen die speelruimte te schuiven met punten welke de antwoorden van de respondenten representeren, ontstaat een nieuwe figuur. De richtingen waarin alle punten tegelijkertijd verschoven worden zijn bepaald door een mathematische verliesfunctie. Het principe dat in deze functie is vervat, is dat respondenten die veel op elkaar lijken (dus een (bijna) zelfde antwoordpatroon op de vragen hebben) dicht bij elkaar worden afgebeeld terwijl onderling sterk verschillende respondenten ver van elkaar worden afgebeeld, lnconsistente antwoordpatronen zijn op deze wijze gemakkelijk te herkennen omdat ze zeer extreme waarden krijgen en in de periferie van de figuur worden afgebeeld. Omdat de ruimte die wordt omspannen door de principale componenten de basis vormt voor de Princals-oplossing is het mogelijk om zowel variabelen met hun antwoordcategoriën als respondenten in dezelfde figuur af te beelden. Ook nu weer kan afstand worden opgevat als de mate

141

van gelijkenis tussen twee punten. De variabelen die als vector worden afgebeeld bevatten drie informatieve eigenschappen: 1. De lengte van de vectoren is evenredig met het relatieve belang van elke variabele. De langste vector weerspiegelt de belangrijkste vraag voor de gegeven oplossing. 2. De richting van de vector valt samen met de volgorde van de antwoordcategoriën. Als respondenten tenderen de ene vraag positief te beantwoorden en de andere negatief, dan wordt dat in de princals oplossing gereflecteerd door twee vectoren die elk een andere kant op wijzen. Als de mate van samenhang groot is tussen beide antwoorden, is de hoek tussen beide vectoren klein. Vectoren die samenvallen meten dezelfde basisstructuur ten aanzien van de data. 3. Een derde eigenschap heeft betrekking op de hoek van de vector met het assenstelsel dat wordt gevormd door de principale componenten. Het deel dat van de assen wordt afgesneden door de projecties van de vector op beide assen komt overeen met de componentladingen van de variabele verdeeld over beide assem Als de afsnijding van de X-as groter is dan die van de Y-as, levert die variabele een grotere bijdrage aan de eerste principale component dan aan de tweede. Een kleine hoek met de X-as betekent dan een grote bijdrage aan de eerste eigenwaarde van de oplossing. De Princals oplossing resulteert bij voorkeur in duidelijke puntconcentraties in de figuur, in heel hoge eigenwaarden voor de eerste dimensies en in extreme componentladingen voor de variabelen. Als dit het geval is, wordt het slotprobleem van de interpretatie relatief eenvoudig. De interpretatie van de figuren is een Iastige zaak die gedurende en na de mathematiek de analyse moet afronden. Door de inhoud van de vraagstelling nauwgezet na te gaan en op hoger abstractieniveau te zoeken naar het gemeenschappelijke element in de vragen die door de analyse dicht bij elkaar zijn afgebeeld, wordt tot een sluitende interpretatie gekomen. Een enkele keer leidt dit tot onbevredigende resultaten, hetgeen dan een goede aanleiding is om de resultaten én de vraagstellingen nogmaals goed te bekijken. Vaak levert de Princals oplossing indicaties op voor een verdere analyse. Hier is Princals uitgelegd in de meest simpele vorm. Veel bleef onbesproken, zoals drie- en hoger dimensionele oplossingen, stabiliteit van de oplossingen, de verliesfunctie die op vele manieren kan worden gedefinieerd, het probleem van ontbrekende significantietoetsen e.a. Toch gaat het hier om een zeer krachtig analyse instrument dat in staat stelt tot een snelle en diepgaande analyse van grote gecompliceerde datamatrices en tot datareductie en databeschrijving. Voor een toepassing als in dit onderzoek is de methode dan ook bijzonder geschikt. Voor gedetail]eerde behandeling van deze analysemethoden wordt verwezen naar de handleidingen en de algemeen theoretische informatie van Gifi [79,80].

142

APPENDIX 8: Details van het penetratie-algoritme 1. Uitgangspunt voor het algoritme zijn de in hoofdstuk 5 gevonden aantallen auto’s per gebruiksmotief en afstandsklasse in de jaren ~ 990, 2000 en 2010. 2. De aantallen auto’s per gebruiksmotief en afstandsklasse voor de jaren 1985 tot en met 2015 worden bepaald door intra- en extrapoIatie. Aangenomen wordt dat de gevonden aantaIlen het aantal auto’s op 31 december van dat jaar zijn. 3. Per jaar (1995 tot en met 2015) wordt bepaald hoeveel nieuwe auto’s worden aangeschaft. Hierbij wordt verondersteld dat een ICEV een levensduur van 10 jaar heeft. Het aantal auto’s dat ~n een bepaald iaar wordt aangeschaft ~s dan gelijk aan het aantaI aanwezig auto’s op 31 december van dat jaar minus het aantal auto’s op 31 december van het vorige jaar plus het aantal auto’s dat tien jaar eerder is aangeschaft (m.a.w. nieuw=vervanging ÷ uitbreiding). Het aantal aankopen in de jaren 1986 tot en met 1995 is daarbij geschat door uit te gaan van een constant groeipercentage in de aankopen van jaar tot jaar en door een zodanige ’startwaarde’ in 1986 te kiezen dat er in 1995-1996 geen abrupte verandering in het aantal aankopen optreedt. 4. De aankopen worden over de afstandsklassen en de gebruikersmotieven verdeeld op basis van de verdeling van de totale autovoorraad over die afstandsklassen en gebruikersmotieven, zoals gevonden onder punt 2. 5. Van alle nieuwe aankopen in een bepaald jaar wordt nagegaan welke elektrisch zouden kunnen worden op basis van de haalbare actieradius in dat iaar (zie het begin van paragraaf 6. Op de onder 5. gevonden aantallen worden de penetratiecur~es toegepast. Hierbij wordt er van uit gegaan dat de ~evensduur van de elektrische auto eveneens 10 jaar is. Een langere levensduur zou de bepaling van het potentieel eIektrische auto’s veel gecompliceerder maken. Om redenen van eenvoud en helderheid is daarom gekozen voor een ident~eke levensduur van EV’s en 1CEV’s. 7. Het aantal elektrische auto’s in een bepaald jaar kan nu berekend worden door de aankopen van elektrische voertuigen in de laatste tien jaar te sommeren.

143

APPENDIX 9: Emissiecoëfficiënten Rendement SO2

NO×

Stof

CO2

CO

VOS

EIektrische auto’s (emissies als gevolg van elektriciteitsproduktie Iton/PJi], voor CO2 Ikton/PJi]) Kerncentrale KV-STEG KV-STEG met CO~-verwijdering STEG basislast middenIast SEP-warmteplan-centrale Overige W/K-eenheden Hoogovengascentra]e Gasturbine Vuilverbranding Brandstofcel

0,34 0,42 0,36

0 30 10

0 40 40

0 1 1

0 95 Ii

0 2 2

0 2 2

0,52 0,46 0,41 0,41 0,38 0,35 0,21 0,52

0 0 0 0 26 0 24 0

45 55 45 55 17 230 42 1

0 0 0 0 0 0 3 0

56,1 56,1 56,1 56,1 175 56,1 90 56,1

2 10 25 5O 3 15 75 0,2

2 3 15 30 1 7 10 0,2

0,0337

0,333

0,008

142,9

2,54

0,45

0,193 0,0669

0,506 0,404

0,0]2 0,01

235,3 241,8

3,81 3,21

0,79 0,61

0,271 0,22

5,612 1,517

0,342 0,036

736 935

2,12 11,83

0,57 2,31

0,067 0

6,413 1,5

0,392 0,033

745,8 640

2,42

1,59 1,5

Auto’s met interne verbrandingsmotor (emissies [gr/kmD Beste]wagen LPG benzine Vrachtwagen diese[ benzine Bus

diesel aardgas

145

11,8

APPENDIX 10: Gemiddelde emissies in gr/km voor EV’s en ICEV’s, per voertuigcategorie SO2

Stof

NO×

CO2

CO

HC

Personel~auto Elektrisch-BG E[ektrisch-VAR Benzine

0,015 0,033 0,034

0,09 0,]0 0,33

0,002 0,002 0,008

100 168 143

0,043 0,044 2,540

0,014 0,014 0,450

Bestelwagen Elektrisch-BG Elektrisch-VAR Benzine LPG

0,025 0,056 0,067 0,193

0,15 0,17 0,40 0,51

0,003 0,003 0,010 0,012

]68 284 242 235

0,073 0,074 3,210 3,8]0

0,023 0,024 0,610 0,790

Vrachtwagen Elektrisch-BG Elektrisch-VAR Benzine Diese~

0,13 0,29 0,22 0,27

0,77 0,86 1,52 5,61

0,013 0,0]6 0,036 0,342

877 1,475 935 736

0,38 0,38 ] 1,80 2,12

0,12 0,13 2,31 0,57

0,13 0,29 0,067 0,0

0,77 0,86 6,4] 1,5

0,013 0,016 0,392 0,033

877 1,475 746 640

0,38 0,38 2,42 11,80

0,12 0,13 1,60 1,50

Bus

F’[ektrisch-BG Elektrisch-VAR Diesel Aardgas

147