Andere

Van rolstoel tot roadster – de spannende wereld van de elektrische auto’s!

Aan de elektrische auto’s kan weldra niemand meer voorbij. Hetgeen in de afgelopen vijf jaar op dit gebied werd bereikt, laat geen andere conclusie toe: de elektrische wagens zijn in opmars en niet tegen te houden. In deze bijdrage leest u, hoe u zich daarop het beste voorbereidt.

Elektrische auto’s: van lievelingskind tot probleemgeval

Toen de auto ongeveer 100 jaar geleden gereed was voor massaproductie, betekende dit een ware revolutie. Men kon reizen wanneer, waarheen en met wie men maar wilde. Paard noch spoor konden ook maar enigszins de tred houden met de ongelooflijke flexibiliteit die de auto bood. Het enthousiasme voor de auto is sindsdien bijna ongebroken.

Er is echter meer dan één schaduwzijde: de auto verbruikt vloeibare brandstof in de vorm van diesel of benzine, beide hoofdzakelijk derivaten van aardolie. De brandstoffen worden verbrand en de uitlaatgassen in het milieu geblazen. Lange tijd stoorde dit niemand. Het is vandaag de dag nauwelijks nog voorstelbaar dat loodhoudende benzine heel normaal was. Megatonnen van dit giftige zware metaal werden wereldwijd aan brandstof toegevoegd en door de motoren aan het milieu afgegeven. Dankzij moderne technieken van uitstootreiniging ligt dit in het verleden.

Auto’s blijven niettemin giftige stoffen uitstoten: kooldioxide, koolmonoxide, stikstofoxide, roetdeeltjes, fijnstof en nog veel meer schadelijke stoffen komen nog steeds in het milieu terecht. De auto-industrie is zich hiervan bewust en doet precies het vekeerde: het Volkswagen-dieselschandaal heeft bewezen dat in autoconcerns de wil noch de expertise voorhanden is om auto’s daadwerkelijk schoon te maken.

Slechts één weg naar uitstootvrij

Werkelijk schoon en uitstootvrij rijdt slechts één soort auto: de elektrische auto. Deze heeft geen verbrandingsmotor en kan daarom ook geen giftige gassen uitstoten. De elektrische auto bezit bovendien nog veel meer voordelen t.o.v. de auto met verbrandingsmotor – alleszins ook een aantal nadelen.

Initiatieven voor elektromobiliteit waren er al vanaf het begin. Nog vóór het begin van de 20ste eeuw zagen de eerste uitvinders in de eletromotor de toekomst van de toen nog jonge autoproductie. De verbrandingsmotor heeft zich uiteindelijk doorgezet. Helemaal uitgestorven zijn elektrische auto’s echter nooit. Lange tijd hadden ze met het probleem van de batterij te kampen. De decennialang uitsluitend verkrijgbare loodaccu’s waren voor echte elektromobiliteit veel te zwaar. Bovendien hadden ze niet voldoende capaciteit om economisch verantwoord te worden toegepast. Zo beperkte zich de wereld van de elektrische auto voor lange tijd tot golfwagens, scootmobielen en mini-voertuigen.

De doorbraak bracht de lithium-ion-accu. Dit ultra-compacte stroomopslagapparaat werd oorspronkelijk voor mobiele telefoons en laptops ontwikkeld en veroverde al snel de wereld van de heroplaadbare batterij. De innovatieve batterij bracht met name de nikkel-cadmium-accu al snel de doodssteek toe: kortere laadtijden, veel hogere capaciteit en vooral geen memory-effect of accu-dood door te sterke ontlading waren de enorme voordelen van de lithium-ion-techniek. Eerst moest echter een jonge miljardair uit Californië op het idee komen de kleine stroompakketten in een reeks te schakelen en in een elektrische auto in te bouwen. Tesla is definitief een pionier in de elektromobiliteit op lithium-ion-basis.

Breekpunt: rendement

Het lijdt geen twijfel: de dagen van de stinkende verbrandingsmotor met zijn miserabele rendement zijn geteld. De benzine- en dieselmotoren zijn dood, ze weten het alleen nog niet. Onder laboratoriumcondities bereiken benzinemotoren een rendement van 40%. Diesel bereikt drie procent meer maar wat betekent dit eigenlijk?

Dit betekent dat ook bij stationair draaien onder optimale condities en een perfect toerental 57 – 60% van de gegenereerde energie door warmtestraling verloren gaat.

Bij een auto is de efficiëntie van verbrandingsmotoren nog lager: de warmte moet permanent uit de motor worden afgevoerd. Dit gebeurt tegenwoordig standaard door waterkoeling. Niettemin betekenen koelsysteem en koelmiddel gewicht, dat een auto in zijn motor extra met zich mee draagt. Tenslotte draaien verbrandingsmotoren niet altijd aan het optimale toerental – in tegendeel. Meestal rijdt een wagen onder of over toeren. Anders gezegd: wanneer een auto 10 liter benzine op 100 kilometer verbruikt, gaan slechts 3,5 liter daarvan in de voortbeweging. Zeseneenhalve liter benzine worden in warmte omgezet en aan de omgeving afgegeven.

Elektromotoren hebben daarentegen een aanzienlijk geringere warmte-emissie. Het rendement van een normale elektrische motor bedraagt 74% onder laboratoriumcondities. Zij hebben meestal geen extra vloeibare koeling nodig. Elektrische motoren trekken bovendien aanzienlijk beter op dan verbrandingsmotoren. Het optimale toerental is bij elektrische motoren breder dan bij benzine- en dieselmotoren. Op het gebied rendement verslaat de elektromotor de verbrandingsmotor daarom met glans.

Overgangstechnologie hybride

De hybride is geen nieuwe uitvinding. Ferdinand Porsche zelf ondernam in de 1920er jaren al de eerste proeven met dit aandrijvingsconcept. Destijds en ook in de volgende decennia wilde men echter de voordelen van dit dubbelmotorenconcept niet inzien.
Een hybride voertuig is een auto met twee motoren: een verbrandings- en een elektromotor. Er bestaan aanzienlijke verschillen in hoe deze aandrijvingen samenwerken.

Toyota heeft met zijn Prius de hybride voor de grote massa geschikt gemaakt. Elektromotor en verbrandingsmotor sturen bij dit concept in gelijke mate de aandrijving aan. De bestuurder kan naar wens elk moment van benzine op elektrische aandrijving omschakelen. Alleen al dit gegeven toont een reeks voordelen: geringer brandstofverbruik, extreem stil rijden en een schoon imago waren de voornaamste koopargumenten voor de hybride.

Uit het oorspronkelijke concept zijn inmiddels tal van varianten ontstaan: plug-in-hybrides maken het opladen van de batterij in de thuisgarage mogelijk. Bijzonder interessant zijn elektrische wagens met de zogenoemde “range extender“. Dit zijn in principe puur elektrisch aangedreven wagens met een kleine verbrandingsmotor aan boord. Deze laadt de batterijen via een generator tijdens de rit op. Met deze techniek komt men al heel dichtbij de pure elektrische mobiliteit. De hybride wagens zijn daarom nog als brugtechnologie tussen auto’s met verbrandingsmotor en de elektrische wagens onvermijdelijk. De toekomst rijdt echter definitief elektrisch.

Wat nu al verkrijgbaar is

Voor geen andere technologie wordt in het verkeerswezen zoveel onderzoek gepleegd en aan ontwikkeling gedaan als de elektromobiliteit. Behalve Amerikaanse pioniers zijn het vooral de Chinezen die zich in deze markt op de voorgrond dringen. Drie van de huidige tien meest succesvolle fabrikanten van elektromobiliteit zijn afkomstig uit het Rijk van het Midden. Telt men daarbij Nissan en Toyota, behoort de helft van de wereldwijde elektrische automarkt aan de Aziaten. Tesla is weliswaar nog steeds marktleider maar ook traditionele concerns zoals BMW en Volkwagen maken een inhaalslag. Het aanbod is heel breed. Tussen de pure verbrandingsmotoren en volledig elektrische auto’s is er voor ieder een auto met de passende combinatie.

Nog steeds hebben elektrische auto’s drie grote nadelen: de relatief geringe actieradius, de geringe beschikbaarheid van oplaadpunten en de lange laadtijden. Maar zoals gezegd: onderzoek en ontwikkeling zijn in volle gang.

Het juiste moment kiezen

Elektromobiliteit wordt aanzienlijk gestimuleerd. Wie vandaag een elektrische auto koopt, betaalt geen motorrijtuigenbelasting – in ieder geval t/m 2018. En hoe hoog dat daarna uitvalt, staat nog steeds niet vast. Omdat hybride wagens, vooral plug-in hybrides meestal slechts kleine verbrandingsmotoren bezitten, heeft men hier ook een aanzienlijk belastingvoordeel.
Een aantal Nederlandse gemeenten subsidiëren de aanschaf van een elektrische auto’s met aanschafpemies. De keuze aan elektrische auto’s groeit voortdurend. De nieuwste generaties Golf, Polo en Smart die met stroom worden aangedreven, staan spoedig ter beschikking.
De markt is nu al erg interessant, maar nog steeds groeiend. TESLA heeft met het zeer betaalbare Model 3 opnieuw pionierswerk geleverd. Betaalbare, praktische en opwindende elektrische auto’s zijn weldra verkrijgbaar bij de meeste fabrikanten.

Over het algemeen functioneert de markt van elektrische auto’s nog enigszins experimenteel. De lompe en dure BMW i3 en de merkwaardig-buitenissige Renault Twizzy zijn typische voorbeelden hiervan. In enkele jaren zal echter de elektrische auto net zo alledaags als betaalbaar zijn.

Elektromobiliteit en klassiek

Puristen zijn weliswaar ontzet – er doet zich echter een nieuwe, uiterst interessante trend voor in de elektromobiliteit: een groeiend aantal speciale bedrijven bieden de ombouw van auto’s met verbrandingsmotoren naar elektriciteit aan. De firma RUF doet dit al heel lang met Porsche-modellen. De steeds goedkopere en flexibelere module maakt tegenwoordig uiterst fascinerende projecten mogelijk: rijden op elektriciteit met klassieke oldtimers. De voordelen van elektromobiliteit in de pracht van een Jaguar E-type genieten is vandaag niet langer een droom, maar kan – vooropgesteld dat het nodige geld beschikbaar is – worden besteld.