Gerald Schut, Jan Spoelstra
De duizelingwekkende snelheid waarmee batterijen lichter, goedkoper en duurzamer worden, zet de wereld op zijn kop. Het is een kwestie van tijd voor de brandstofauto op ieder vlak achterhaald is, stelt ideeënmachine en cijfermonster Auke Hoekstra (TU/e). Dan komt het vrachtvervoer.
In het NEON-project werken onder Hoekstra’s vleugels 35 promovendi aan het versnellen van de energietransitie. Daar zijn elektrische auto’s een onderdeel van. Batterijen gaan volgens hem een grote rol spelen in netstabilisatie op dag-nachtniveau. Bovendien zullen semi-autonome voertuigen de inrichting van steden onherkenbaar veranderen. ‘Mensen zullen zeggen: zelf je eigen auto de stad in sturen, dat was echt gekkigheid.’
‘De elektromotor is nooit het probleem geweest voor de elektrische auto. Als je een elektromotor vergelijkt met een brandstofmotor, is hij zo ontzettend veel beter. Dat klinkt al gauw een beetje afzeikerig richting de mensen die heel knap zo’n brandstofmotor gemaakt hebben. Een elektromotor is in het dagelijks gebruik ongeveer vier keer zo efficiënt als een brandstofmotor. Die heeft een rendement van een kwart, terwijl een goede elektromotor een rendement van 95% heeft. En hij is ook nog eens klein en goedkoop om te maken. We kunnen elektromotoren trouwens ook maken zonder zeldzame aardmetalen.’
‘Precies, daar waren de grote problemen en daar zijn nu de grote doorbraken. Met die batterijen is een revolutie aan de gang! Daar moeten de mensen van horen. Honderd jaar geleden woog een batterij voor een range van 400 km nog evenveel als een olifant en 20 jaar geleden als een neushoorn. Maar met lithium werd het een gorilla en over een paar jaar is het een stevig varken. Als je dan bedenkt dat een elektrische aandrijflijn al snel 200 tot 300 kg lichter is dan zijn we binnenkort van een olifant naar minder dan niks gegaan. En dan de prijs! De eerste batterij die we inbouwden kostte €2 ton en nu ga je richting €10.000. Dat is echt veel en veel minder dan het geld dat je uitspaart aan energie en onderhoud.’
‘Het ziet ernaar uit dat je met de huidige batterijen 700.000 km moet kunnen halen als je ze een beetje goed behandelt. CATL heeft aangegeven tegen een kleine meerprijs de 2 miljoen km te kunnen halen en Tesla spreekt al over 1,6 miljoen km. Vroeger waren batterijen de grote bottleneck, maar met de huidige Li-ion batterij is de brandstofauto volgens mij al kansloos. En dan wordt in laboratoria gewerkt aan nieuwe lithiumbatterijen die bijvoorbeeld solid state zijn zodat ze niet meer kunnen branden of met lithium-zwavel wat extreem goedkoop kan worden. In de laatste 5 jaar is er meer wetenschappelijke literatuur over batterijen gepubliceerd dan in alle jaren daarvoor. Er wordt zoveel geïnvesteerd in onderzoek. Het gaat echt helemaal los nu.’
‘Dankzij batterijen kunnen we straks zon en wind (die steeds goedkoper worden) probleemloos over de dag heen balanceren. Twaalf jaar geleden had je daar in modellen nog kunstgrepen als een werkelijk gigantisch stuwmeer in de Noordzee voor nodig. Maar ik wil niet doen alsof batterijen alles zullen oplossen. Dat is te simpel. Batterijen zijn heel interessant als je ze vaak op- en ontlaadt, want dat kunnen ze goed en daarbij verlies je maar iets van 10% van de energie. Stel een batterij kost je € 100 per kWh. Bij 5.000 laadcycli heeft iedere kWh die je tijdelijk opsloeg dan 2 cent gekost. Dat is te overzien. Een ander verhaal is het als je elke zomer alle energie die je over hebt van je zonnepanelen wilt opslaan met batterijen om ‘s winters te gebruiken. Zo’n batterij gebruik je maar eens per jaar. Stel even dat hij twintig jaar mee gaat dan moet je die €100 delen door 20 in plaats van 5.000. Dan wordt een kWh onbetaalbaar.
‘De basisregel is: hoe vaker je een batterij gebruikt, hoe sneller je hem terugverdient. Als je hem niet vaak genoeg gebruikt moet je naar andere oplossingen zoeken. Seizoensopslag moet je daarom in moleculen stoppen. Waterstof ligt dan voor de hand. Het probleem daarvan is wel dat je de helft tot tweederde van je energie verliest als je de omzetting maakt van elektriciteit naar waterstof en weer terug. Maar als je dat maar eens per jaar doet, en alleen voor het stukje van de energie wat je ’s zomers of in lange perioden met veel wind over hebt, is het te overzien. Je hebt dus voor een klimaatneutraal energiesysteem een combinatie nodig van chemische opslag en batterijen.
‘Maar als je dat verhaal begrijpt snap je ook waarom ik zo enthousiast ben over elektrische vrachtwagens op batterijen en minder over trucks op waterstof. Juist een truck gebruikt zijn batterij ontzettend vaak omdat hij bijna elke dag ver rijdt. Daarom verdient hij zijn batterij nog veel sneller terug dan een personenauto. Een truck op waterstof is misschien geschikt als je extreem lange afstanden achter elkaar moet rijden maar uit ons onderzoek blijkt dat dit hooguit geldt voor 20% van de trucks. Waarschijnlijk minder.’
[Meer horen over batterijen voor vrachtwagens? Auke Hoekstra vertelt er uitgebreid over in de TW podcast, vanaf 30:40]
‘In de energietransitie zal zeker netverzwaring nodig zijn, maar juist niet voor elektrische auto’s. Dat is de consensus onder de voorhoede die daarover nadenkt. Elektrische auto’s kan je met slim laden wegmanagen en als we straks Vehicle-to-Grid doen kunnen ze actief mee gaan helpen. 3 miljoen terugleverende elektrische auto’s kunnen in 2030 de hele netbelasting één of twee dagen lang kaarsrecht trekken.
‘Warmtepompen vragen daarentegen wel degelijk netverzwaring. Die moeten op de koudste dag van het jaar je huis warm kunnen stoken. Dan moet je 10 kW kunnen leveren, terwijl een gemiddelde nieuwbouwaansluiting nu 1,5 kW is. En we willen ook zonne- en windparken. Dus er komt van alles op het elektriciteitsnet af maar de elektrische auto kan daarbij juist helpen. ’
‘Je hebt met elektrische auto’s veel vormvrijheid. Ze vallen makkelijk te schakelen van heel klein naar heel groot. Je hebt geen uitlaatgassen, dus je kunt ook gebouwen inrijden. Mijn visioen is dat traditionele auto’s uit de stad geweerd zullen worden. Semi-autonome, lichte éénpersoonsvoertuigen vervangen de auto binnen de stad. Bijna alle ritjes in de stad zijn namelijk voor één persoon. Daar heb je helemaal geen grote zware auto voor nodig. Dat is zonde van de ruimte, gevaarlijk, luidruchtig en slecht voor de gezondheid. We kunnen terug te gaan naar de ruimte en veiligheid van steden van 200 jaar geleden, maar met de luxe van nu. Dankzij moderne ICT gecombineerd met batterijen en de elektromotor, zullen we straks zeggen: “Met een auto de stad in, dat was toch gekkigheid!”
—————————————————————————————————–
