GAAT HIJ HET MAKEN ????
Jaap Frijlink
[email protected]
17 oktober 2012 Probusclub Santpoort
1.
Een warboel van argumenten en spelers
2.
Achilleshiel van de huidige autotechniek
3.
Focus op elektrische tractie
4.
Types elektrische auto’s
5.
Toekomst en afsluiting
Een arme industrietak investeert “zomaar” miljarden in nieuwe autotechnologie
Men weet dus verdraaid zeker dat het deze kant op moet
Om emissie-regels van overheden?
Om andere redenen?
De overheden willen de voorraden aan fossiele brandstof “langzamer” consumeren
Allerlei milieu-aspecten worden gehanteerd ten gunste van elektrisch rijden
Over het gunstige prijskaartje werd tot voor kort volledig gezwegen
Via belastingheffing wordt de consument gestuurd in bepaalde richtingen
Van “Market pull” is geen sprake
Mensen zijn argwanend
Gunstige fiscale regels kunnen zomaar worden ingetrokken
Het spook van de actieradius waart rond
De zakelijke rijder staat nu centraal
HOW COME? De “C zero“ kan voor 1 euro van Utrecht naar Rotterdam rijden…..
Wel wat optimistisch maar toch …
Sinds kort is er grote voortgang met de opslag van elektrische energie
Meer kW h per kg accumateriaal
Met dank aan de rijke broer…..
De elektronica sector (die kleine, lichte accu’s nodig heeft voor het voeden van mobiele apparaten )
componenten Lood - zwavelzuur
kg / 200 km 1200
1859 Gaston Planté
Nikkel Metaalhydride
600
1985 Stanford Ovshinsky
Lithium cobaltoxide
330
1991 Goodenough/Sony
Lithium ijzerfosfaat
400
1996 Akshaya Padhi/Sony
Lithium ion (2e generatie)
100
2005 Matsushita
Lithium lucht (lab fase)
20
IBM
Overwinnen van rolweerstand
Overwinnen van luchtweerstand, (loopt op met het kwadraat van de snelheid)
Minimaal energieverbruik
Geen schadelijke effecten
Voor een gemiddelde personenauto
Nodig bij 100 km/uur: circa 16 kW
Anders gezegd: 16 kW h voor 100 km
Dat kost circa 3 euro (elektrisch !)
Verbazend !
Verbrandingswarmte van benzine/diesel is heel hoog: 36 MJ / liter (MegaJoule per liter)
= 10 kW h / liter ……Per kWh niet zo duur
Met deze energie kun je 1000 kg maar liefst 3600 m omhoog takelen
De benodigde energie voor 100 km snelweg bij 100 km/h (zie hiervoor) is 16 kWh
Bij een verbruik van 7 liter/100 km gebruikt de huidige auto daarvoor 70 kWh
Rendement dus 16 / 70 x 100% = 23%
Het Stille Geheim van de auto-industrie dat nu uit de kast komt
In het bovenste punt is de ontbranding volledig, de temperatuur meer dan 1000 °C , maar ……. HIER WORDT GEEN ARBEID GELEVERD
Dat gebeurt pas als krukas en drijfstang verder gedraaid zijn, net als bij een fiets
Veel warmte gaat direct naar het koelwater de rest gaat mee met de uitlaatgassen
Het koelsysteem en de betrouwbaarheid zijn de wonderen van deze techniek
Personenauto in stilstand
Stationair verbruik is ongeveer 0,5 liter/uur De motor drijft zijn eigen hulpapparatuur aan zoals waterpomp, dynamo, nokkenassen, oliepomp.
Dit betekent 5 kW
Een flinke kachel dus
Het rendement van motoren met inwendige verbranding is tamelijk laag
De meeste verbrandingsenergie wordt direct aan de omgeving afgegeven
Slechts 20 tot 30 % wordt aan de wielen toegevoerd
Er is dus heel veel ruimte voor andere, meer efficiënte technologie
De auto-industrie is zich van het voorgaande altijd terdege bewust geweest
Elektrisch rijden was een stille dreiging
De liefde voor de huidige omschakeling is niet erg groot, maar de techniek is er nu
Niemand wil marktaandeel verliezen
En je kunt mooie verbruikscijfers en CO2 cijfers laten zien
Simpeler en lichter dan verbrandingsmotor
Lorentz kracht
Om wielen aan het draaien te krijgen is een “moment” of “koppel” nodig (kracht x arm)
Een elektromotor levert zijn maximale koppel bij snelheid nul, d.w.z. vanuit stilstand
Daarom trekt de elektrische auto heel snel en geruisloos op
De klassieke versnellingsbak verdwijnt
Remmen kan (deels) elektrisch door de motor als dynamo om te schakelen
De energie gaat dan terug naar de tractiebatterij
Ook bij afdalen kun je energie terugwinnen
Minder lawaai en uitlaatgassen
Minder onderhoudskosten
EN DAT RENDEMENT DAN ?? ……DIE HELE KETEN IS BEST WEL GECOMPLICEERD
Ooit hadden kolencentrales een rendement van slechts 40%
Het rendement kan worden verhoogd tot boven de 80% als de afvalwarmte wordt benut (stadsverwarming, glastuinbouw )
Personenauto op benzine/diesel: circa 25%
Volledig elektrische auto met 61% rendement in de centrale en daarvan 10% verlies in de accu (wordt 55) en daarvan 10% verlies in de aandrijving >> 50%
Het dubbele uit dezelfde fossiele brandstof
Bij volledig elektrisch rijden
Als de elektriciteit uit een fossiele brandstof centrale komt
Geldt ook voor CO2 emissie
Het wordt nog beter als de elektriciteit uit andere bronnen komt
Nissan Leaf heeft een 24 kW h accupakket
Bij opladen door een particulier kost dat : 24 x € 0,21 = 5 €
Daar kun je dan ca. 100 km mee rijden
Benzine/diesel (8 l) kost vandaag 14 €
Openbaar vervoer is nog duurder
Nissan Leaf bij Nemo
Toevoegen: 23 kW h
Bij 230 V heb je nodig: 10 uur bij 10 Ampère of 6 uur bij 16 A
Laadpunten (palen) doen dit sneller en beter (adaptief)
Toyota Prius Plug in
Renault Fluence
100% elektrisch Maakt wáár wat hiervoor is uitgerekend Bescheiden actieradius (100-200 km) “hybride” Alles gebaseerd op een verbrandingsmotor “plug-in hybride” Zelf opladen van tractie-accu is mogelijk
300 tot 400 V, eerst NiMh, nu meestal Li-ion 100% elektrisch
Opslagcapaciteit in kWh
Citroen C zero
16
Smart 4-2
17
Nissan Leaf
24
Renault Fluence
24
Mercedes A E-cell
36
plug-in hybride Opel Ampera
18
Prius plug-in
4
hybride
Prius klassiek
2
Alle energie komt uit benzine/diesel
Niet veel zuiniger dan moderne diesels
Goed bij stadsritten en bij remmen of afdalen
Dubbel aandrijfsysteem
Relatief zware auto’s
Fiscale vriendelijkheid: een politiek gebaar
Opel Ampera (16 kW h accu)
plug in hybride
Veel grotere tractiebatterij dan hybride
Technisch complex, duur en erg zwaar
De actie radius lijkt hiermee onbeperkt
Verbruiks-cijfers gebaseerd op traject 100 km, start met volle accu
Daardoor fiscaal gunstig, ook als iemand lak heeft aan elektrisch rijden !
Actieradius is in veel gevallen acceptabel
De auto’s zijn niet zwaarder dan de huidige
Technisch eenvoudig en stil
Prettige rij-eigenschappen
Energetisch en ecologisch de ware optie
Frankrijk draait op nucleaire centrales
Elektrisch rijden verlaagt dus de olie-import
En tevens de CO2 uitstoot
Renault gaat voor 100% elektrisch (Z.E.)
PSA is weinig actief
Renault Kangoo als Pausmobiel
Grote investeringen in nieuwe technologie en bouw van accufabrieken
Renault mikt op “lease” van accu-pakket Optie: uitwisseling bij een tankstation
Fluence: € 26.000 + 110 per maand (afhankelijk van kilometrage)
Nissan Leaf: € 28.000 inclusief accu-pakket
1. Laag rendement van verbrandingsmotor 2. Gunstig rendement van elektriciteitscentrale
3. Beschikbaarheid van betere batterijen 4. Ideale kenmerken van elektrische tractie
5. Stabiliteit van elektriciteitsprijzen
Meer km uit een liter fossiele brandstof
Veel lagere kosten per gereden kilometer
De hoge aanschafprijs is van tijdelijke aard
Gebruik in de zakelijke sector is nu leidend
HOW COME ? Met 1 kWh kan een kleine auto ±8 km rijden.
Van Utrecht naar Rotterdam neemt dan 7 kWh = € 1,40
Bij korte ritten is 100% elektrisch rijden doelmatig, voordelig en comfortabel
Bij trips dwars door Nederland moet er onderweg opgeladen worden (1,5 uur rijden, kwartiertje rust)
Voor buitenlandse reizen een conventionele auto huren
Bij massaproductie zullen de prijzen dalen
In potentie is de elektrische auto goedkoop
Er wordt een snelle ontwikkeling verwacht in accu’s en aandrijftechnologie
Elektriciteit zal in mindere mate van fossiele brandstof komen
Elektrisch autorijden haalt 2 x zoveel kilometers uit één liter fossiele brandstof
Maar dan moet de elektrische energie wel volledig uit het stopcontact komen
Financieel is het zeker aantrekkelijk
Eerst moet de ratio het winnen van uitlaatgeknetter en ander machogedrag
