Top 10 milieu: Elektrische auto, intermezzo 1 (afl. 8a)

In aflevering 0 heb ik de elektrische auto als voorbeeld gebruikt om te laten zien hoe ingewikkeld het is om milieuproblemen te analyseren en vervolgens te kijken naar wat een goede oplossing is. Dit is een mooi moment om hier nog eens een keer naar te kijken, is de elektrische auto nou milieuvriendelijker of niet? We lopen de lijn van de afgelopen 8 afleveringen beknopt door en gaan dan de cijfers bekijken:

  • Autoverkeer veroorzaakt een milieuprobleem. De auto met een verbrandingsmotor draagt bij aan alle drie de problemen die we kennen: verontreiniging (bijvoorbeeld luchtverontreiniging en geluid), uitputting (het gebruik van grondstoffen en brandstof) en aantasting (door de aanleg van wegen verandert het leefgebied van allerlei soorten, maar ook het winnen van grondstoffen draagt hier aan bij). We noemen dit milieuproblemen omdat het direct om onze eigen leefomgeving gaat en deze problemen door de mens veroorzaakt worden.
  • De auto met verbrandingsmotor wordt steeds beter, maar een deel van het probleem (vooral de uitstoot van CO2) wordt steeds groter omdat er wereldwijd steeds meer mensen komen die per persoon ook nog eens veel meer kilometers in een steeds luxere auto rijden. Willen we het probleem oplossen dan kunnen we aan drie knoppen draaien: minder mensen; minder (lux) gaan rijden; of een betere auto uitvinden (met minder milieuproblemen). Een combinatie kan natuurlijk ook.
  • De problemen die de auto veroorzaakt spelen op verschillende schaalniveaus. Klimaatverandering en uitputting van grondstoffen zijn mondiale problemen, geluid is vooral een lokaal probleem. De verandering van ecosystemen door versnippering zit daar tussenin.
  • De kern van het milieuprobleem dat de auto veroorzaakt is dat het de draagkracht van de aarde overschrijdt. Er wordt meer CO2 uitgestoten dan het systeem kan verwerken en we gebruiken meer grond- en brandstoffen dan het systeem aan kan maken.
  • Er is de afgelopen decennia op het gebied van de auto al veel bereikt. Motoren zijn voorzien van een katalysator, snelwegen zijn voorzien van geluidsschermen. Met de katalysator wordt een probleem bij de bron aangepakt, het geluidsscherm is een vorm van symptoombestrijding. Als je pech hebt en er is geen geluidsscherm, dan is het dus heel lawaaiig, daar doen die schermen een paar kilometer verderop niets aan. Een aanpak bij de bron (de motor van de auto) heeft voor geluid dus de voorkeur. Sowieso geldt dat we een probleem liever voorkomen (preventie) dan dat we iets aan de gevolgen doen.
  • Als we een betere auto uit willen vinden moeten we de auto van wieg tot graf bekijken. We moeten weten waar de meeste milieubelasting veroorzaakt wordt (productie, gebruik of afdanking). Vervolgens moeten we op zoek naar alternatieven die uiteindelijk leiden tot een duurzamere levensloop. Het sluiten van kringlopen is daarbij de sleutel, zowel de materiaal kringlopen als de energiekringloop willen we sluiten. Eventuele nieuwe technologieën kunnen we toetsen aan het voorzorgprincipe. Zijn we niet zeker dat een techniek geen nieuwe problemen oplevert, dan doen we het niet.

Hoe duurzaam is de elektrische auto

Het mooie is natuurlijk dat er al een alternatief is, de elektrische auto. We hoeven dus zelf geen nieuwe oplossing te bedenken maar kunnen de levensloop van de elektrische auto en de auto met verbrandingsmotor naast elkaar leggen. Belangrijk zijn de uitgangspunten die gebruikt worden. De auto’s moeten natuurlijk vergelijkbaar zijn, dus niet een Smart op benzine vergelijken met een elektrische Hummer (als die bestaat)*. Daarnaast moet je bepalen wat de levensduur is. In de Journal of Industrial Ecology (februari 2013) wordt een LCA beschreven die de elektrische auto met een diesel / benzine auto vergelijkt, dit artikel vormt de basis voor de rest van deze blog. In deze studie is de levensduur op 150.000 km gezet. Een belangrijke keuze, want hoe langer de levensduur hoe minder relevant de productie en afvalfase worden.
1)Er is natuurlijk ook een andere benadering nodig. Je kunt er ook voor kiezen verschillende typen auto’s met elkaar te vergelijken, groot en klein, luxe en basic, elektrisch en op benzine etc. Dat zijn keuzes die je zelf maakt.
We moeten natuurlijk naar alle milieuaspecten kijken maar dat wordt wat veel. We staan daarom wat uitgebreider stil bij de uitstoot van CO2 en bespreken daarna kort de andere aspecten.

Onderstaande figuur laat de CO2 uitstoot zien van verschillende typen auto’s. Hierbij is de slechtst presterende auto op 1,0 gezet en de andere zijn daar aan gerelateerd. De eerste 4 auto’s zijn elektrische auto’s (EV), de onderste twee auto’s met een verbrandingsmotor (ICEV). Bij de elektrische auto’s wordt onderscheid gemaakt in verschillende batterijtechnologieën (LI-NCM / Lithium Cobalt Mangane en Li-FePO4 / Lithium Iron Phosphate). Bij een elektrische auto maakt het nogal uit hoe de stroom opgewekt wordt. Uitgegaan wordt van drie scenario’s, Euro (de gemiddelde opwekking van elektriciteit in Europa, dus inclusief kernenergie, kolen, waterkracht etc.), NG (natural gas = aardgas) en C (Coal = steenkool). In principe zou je nu 6 varianten krijgen bij de elektrische auto, 2 type batterij maal 3 type opwekking, twee zijn door de auteurs achterwege gelaten. Bij de auto’s met verbrandingsmotoren wordt onderscheid gemaakt in diesel (D) en benzine (G).

 Het grijze blok staat voor de CO2 uitstoot bij de productie van de basis van de auto (zeg maar het frame, de wielen, de ramen etc.). Dit is voor alle auto’s gelijk. Dan zijn er wat kleinere blokken voor bijvoorbeeld de productie van de motor, hier zitten wel wat verschillende tussen de auto’s maar heel relevant is het niet. Het rode blok zien we alleen bij de elektrische auto’s en betreft de productie van de accu’s. Dit heeft een fors aandeel in de totale CO2 uitstoot. Het witte blok staat voor de CO2 uitstoot tijdens het gebruik. Hier scoren de meeste varianten van de elektrische auto beter dan dieselen benzine, alleen bij gebruik van kolenstroom scoort de elektrische auto slechter. Het laatste zwarte blokje staat voor de CO2 uitstoot bij afdanking en verwerking van de auto’s. Er is weinig verschil tussen de auto’s.

lca auto-02

Eerste conclusies:

  • Als we de CO2 uitstoot van een auto willen verminderen moeten we vooral naar het gebruik kijken (de CO2 uitstoot die ontstaat tijdens het rijden). Maar, we zien dat ook de productie van de auto en zeker ook de productie van de accu’s relevant zijn. We hebben het hier niet over een paar procent, maar bij de conventionele auto’s over ca 15% en bij de elektrische auto’s over 30% tot de helft.
  • De elektrische auto is beter in het gebruik, maar dat wordt voor een groot deel teniet gedaan door de extra belasting in de productiefase.
  • Het maakt nogal uit welke aanname je neemt voor de productie van elektriciteit. Bij kolenstroom valt de elektrische auto slechter uit, bij de overige gelijk of iets beter.
  • Het type accu dat in de auto zit doet weinig met de totale CO2 uitstoot.

Een belangrijk uitgangspunt bij elektrische auto’s is natuurlijk dat deze op termijn (of wellicht nu al) op duurzaam opgewekte elektriciteit gaan rijden. Als de CO2 productie van deze stroom op nul gesteld wordt houden we alleen de productie- en de afdankfase over. De elektrische auto valt dan, in ieder geval voor het thema klimaatverandering, een stuk beter uit. Ik kom hier op het eind op terug.

Naast klimaat nog 9 andere thema’s

In onderstaande figuur zijn alle tien de thema’s die de onderzoekers hebben onderzocht opgenomen. Over klimaat hebben we het al gehad. Er is een lastig punt bij deze studie, we zien de impact relatief ten opzichte van elkaar. Hierdoor kunnen we niet zien hoe relevant de verschillende thema’s zijn. Laat ik het zo zeggen, we weten dat het autoverkeer een forse bijdrage levert aan het klimaatprobleem, het is dus een relevant thema, alles wat beter kan is meegenomen. Ik weet echter niet hoe belangrijk autoverkeer is in relatie tot bijvoorbeeld toxiciteit voor de mens. Bij de studie zitten verschillende bijlagen, voor de liefhebbers voldoende stof om hier nog veel verder in te duiken. Uit die bijlage kan je de absolute milieuimpact (bijvoorbeeld de hoeveelheid toxische stoffen die vrijkomt) bepalen. Om daar wat mee te kunnen moeten we dan ook weer weten wat wereldwijd de uitstoot is uit alle bronnen, dan kunnen we de relevantie bepalen. Dat gaat voor nu echter veel te ver. Samengevat, een groot verschil in de grafiek zegt iets over de onderlinge verschillen, maar de relevantie is onduidelijk. We doen het met wat we hebben. Eerst de figuur (met wat toevoegingen van mij) daarna loop ik ze langs.

lca auto-01

  • Klimaatverandering; Weinig verschil, tenzij je alleen kolenstroom gebruikt.
  • Fijn stof. Ook weinig verschil, de elektrische auto scoort zelfs slechter (helemaal als je kolenstroom gebruikt). Het is belangrijk hier te kijken naar het vrijkomen van fijn stof tijdens de gebruiksfase. Dit veroorzaakt op dit moment nogal wat problemen in Nederlandse steden. Opvallend is dat bij gebruik van aardgas (relatief schone brandstof) de uitstoot van fijn stof tijdens de gebruiksfase fors lager is dan diesel of benzine (factor 3). Over de gehele levenscyclus is de elektrische auto op aardgasstroom echter nauwelijks beter.
  • Smog, hier scoort de elektrische auto wat beter, tenzij je kolenstroom gebruikt. Ook hier (m.u.v. kolenstroom) zit er veel winst in de gebruiksfase.
  • Toxiciteit, hier scoort de elektrische auto een stuk slechter, vooral door de productie van de accu’s, het zelfde zien we bij toxiciteit in water.
  • Bij toxiciteit op land is er weinig verschil.
  • Eutrofiëring in water, hier scoort de elektrische auto duidelijk slechter. Maar, dit is nou typisch zo’n thema waarbij ik me afvraag hoe groot het aandeel van onze auto’s is. (overigens eutrofiëring wil zeggen te veel voedingsstoffen in het water waardoor je te veel algengroei krijgt en een slechtere waterkwaliteit).
  • Uitputting grondstoffen, elektrische auto scoort slechter. Op zich is dit te verwachten, elektronica, accu’s, elektromotoren vragen veel koper en andere bijzondere metalen.
  • Uitputting fossiele brandstoffen, de elektrische auto scoort ca 30% beter.

Er komt niet een heel duidelijk beeld uit dat pleit voor de elektrische auto. Toch wordt op dit moment behoorlijk geïnvesteerd in dit alternatief. Dat komt natuurlijk door de veronderstelling dat elektrische auto’s op termijn op duurzame elektriciteit gaan rijden. In de gebruiksfase valt dan bij de elektrische auto een groot deel van de milieubelasting weg. Niet alles, want ook windmolens leiden tot CO2 (productiefase, transport etc.) en biomassa leidt tot fijn stof en uitstoot van allerlei andere stoffen. Maar toch, de witte balk zal bij veel thema’s voor de elektrische auto fors kleiner worden (kijk naar de witte balk voor auto’s op aardgasstroom, bij groene stroom zal deze nog kleiner worden). Toch blijft er dan nog een aantal thema’s over waarop de elektrische auto het minder goed doet dan de conventionele auto. Vooral op gebied van klimaat en uitputting energie doet de elektrische auto het beter. Maar dat is een open deur.

En nog meer thema’s

Naast de genoemde thema’s is er nog een aantal aspecten van belang waarop je auto’s zou moeten beoordelen. De twee belangrijkste zijn mijns inziens hinder en aantasting van gebieden. Zeker in het stedelijk gebied zullen elektrische auto’s minder hinder veroorzaken, bij lage snelheden is het geluid van de motor dominant. Bij hogere snelheden is het geluid van de banden belangrijker en zal het effect van de stille elektrische motor een stuk kleiner zijn.

Dan hebben we nog de aantasting van gebieden door doorsnijding met wegen en de enorme parkeerterreinen die nodig zijn. Hier lost de elektrische auto niets op en blijven de nadelen bestaan. Het heeft dus ook weinig zin op dit punt een vergelijking te maken.

Discussie

Ik ga geen antwoord geven op de vraag of de elektrische auto beter is dan de conventionele auto. Duidelijk is wel dat ook de elektrische auto een behoorlijke milieu-impact kent en dat deze impact afhankelijk is van de gebruikte stroom. Maar, er is wel wat discussie mogelijk over de resultaten van deze LCA. Let wel, ze zullen voor het moment waarop de studie gemaakt werd ongetwijfeld heel accuraat zijn, maar hoe zit dat over 5 of 10 jaar?

  • Ten eerste nog maar eens de productie van stroom. De productie van duurzame energie zal de komende jaren flink toenemen. Daarmee zal een groot deel van de milieubelasting in de gebruiksfase wegvallen.
  • Een tweede punt is de productie van de elektrische auto. Die staat nog in de kinderschoenen terwijl de diesel / benzine auto helemaal uitontwikkeld is. Je kunt verwachten dat met name de productie en recycling van accu’s de komende jaren verder geoptimaliseerd wordt, waardoor daar minder afval en emissies bij vrijkomen en minder energie nodig is.

Kunnen we nu een definitieve conclusie trekken? Ik vind het moeilijk. Mijn voorlopige conclusie is dat het in ieder geval niet heel dom is te investeren in elektrische auto’s, slechter zijn ze niet. Je zou elektrische auto’s kunnen verkopen met een energiecontract, groene stroom. Je zou elektrische auto’s kunnen bevoordelen (subsidie, belasting etc.) als de gebruiker aan kan tonen groene stroom te gebruiken. Kortom er zijn wel wat smaken te bedenken voor de elektrische auto waardoor deze nog wat beter uitvalt. Ik kom er na aflevering 9 op terug in een tweede deel van dit intermezzo.

 

 

   [ + ]

1. Er is natuurlijk ook een andere benadering nodig. Je kunt er ook voor kiezen verschillende typen auto’s met elkaar te vergelijken, groot en klein, luxe en basic, elektrisch en op benzine etc. Dat zijn keuzes die je zelf maakt.

Plaats een reactie

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd.


*