Elektrische auto

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Een Nissan Leaf wordt opgeladen aan een Amsterdamse laadpaal
Laadpaal

Een elektrische auto is een elektrisch wegvoertuig dat wordt aangedreven door een elektromotor, die gebruikmaakt van elektriciteit die afkomstig is van bijvoorbeeld chemische energie die wordt opgeslagen in accu's of uit een brandstofcel, of -zoals bij een zonnewagen- rechtstreeks afkomstig is uit zonnepanelen[1]. De volledig elektrische auto ('Full Electric Vehicle', FEV of: Battery Electric Vehicle, BEV), onderscheidt zich van een elektrische auto met Range Extender, hybride, plugin-hybride en een traditonele auto met verbrandingsmotor door het geheel ontbreken van een verbrandingsmotor. Een elektrische auto is een Zero-emissions vehicle.

Geschiedenis van elektrische auto's[bewerken]

Tot de Tweede Wereldoorlog[bewerken]

Waarschijnlijk was de eerste elektrische auto een schaalmodel, gemaakt door de Nederlander Sibrandus Stratingh. Hij baseerde zijn auto op berekeningen van Michael Faraday. Het model bestaat nog steeds. Robert Anderson maakte een vroege koets aangedreven door elektrische energie uit batterijen.

Aan het eind van de 19e eeuw werd de brandstofmotor steeds beter, waardoor de elektromotor het uiteindelijk verloor. Elektrische auto's, in tegenstelling tot auto's met een interne verbrandingsmotor, hadden wel min of meer "tankstations".

Het fundamentele probleem met elektrische auto's was: de energiedichtheid van oplaadbare batterijen is circa 80 tot 300 keer kleiner dan die van benzine en diesel. Daarom moesten elektrische auto's met zware interne batterijen worden uitgerust, waardoor de snelheid en het bereik ernstig beperkt waren. Er werden auto's op de markt gebracht die dit probleem omzeilden door twee motoren te gebruiken, een benzine- en een elektrische motor. Hoewel ingenieus, waren deze hybride auto's fragiel en erg duur. Mede hierdoor verloor de elektrisch aangedreven en hybride auto aan belang vlak na de Eerste Wereldoorlog.

Tweede Wereldoorlog tot eind 20e eeuw[bewerken]

Polygoonjournaal uit 1940 over de Story, een Nederlandse elektrische auto.
Polygoonjournaal uit 1941. Elektrische taxi's in Den Haag.
Polygoonjournaal uit 1971. Proeven in Utrecht met een elektrische bestelauto van Van Gend & Loos.

Desondanks bleef men elektrische auto's ontwikkelen. Tijdens de Tweede Wereldoorlog kreeg de elektrische auto een tijdelijke opleving, mede veroorzaakt door het brandstoftekort. Daarna bleef het een tijd stil. Toen zich in de jaren zeventig twee energiecrises voordeden werd de ontwikkeling van de elektrische auto weer gestimuleerd. Rond deze tijd werd bijvoorbeeld het Witkarren-project opgestart.

In de jaren 90 experimenteerden de grote merken zoals Ford met de EV-Ranger en de Noorse 'FJORD' Th!nk, GM met de EV1 en Toyota met de RAV EV. De leasecontracten van deze EV's werden echter vroegtijdig opgezegd en de voertuigen werden vernietigd. Dit bracht een schokgolf van protest teweeg die vooral in Hollywood weerklank kreeg. Bekende EVangelisten zijn: Danny DeVito, Tom Hanks, George Clooney, Leonardo DiCaprio, Alexandra Paul, Cameron Diaz en nog vele anderen.[2] In 1997 lanceerde Toyota de hybride auto Prius, die de voordelen van een elektromotor en een verbrandingsmotor combineerde. De auto werd een groot verkoopsucces.

2000 - 2010[bewerken]

Ondanks het succes van de hybride auto's, zoals de Prius, lieten de volledig elektrisch aangedreven modellen aan het begin van de 21ste eeuw veel te wensen over. Het Amerikaanse bedrijf ZAP had in 2006 de in China geproduceerde auto Xebra op de markt gebracht met een topsnelheid van 65 km/h en een bereik van 64 kilometer voordat de accu's weer moesten worden opgeladen. Van de Indiase REVAi, ook bekend als de G-wiz in Londen, werden 3000 exemplaren geproduceerd. De Reva haalt een top van 80 km/u en heeft onverwarmd een autonomie tot 80 km en verwarmd tot 60 km.[3]

Langzaamaan werd echter de opstap naar een volwaardige concurrent voor de auto met brandstofmotor gezet. In 2008 ging de volledig elektrisch aangedreven Tesla Roadster in productie. Het Noorse Th!nk werd herstart en ook grote autobedrijven als Toyota en Honda brachten hybride auto's op de markt. Door stijgende belangstelling begonnen andere fabrikanten ook interesse te krijgen in de fabricage van hybride en elektrisch aangedreven auto's.

2010 - heden[bewerken]

Sinds 2010 haalt een nieuwe generatie elektrische wagens het voorplatform: Tesla Motors begon op grotere schaal elektrische sportwagens te verkopen, en General Motors en Nissan stortten zich op de markt van kleine stadsauto's met respectievelijk de Chevrolet Volt en de Nissan Leaf. BMW richtte het BMW i-gamma op, waarmee het op de premium stadsauto's mikte met de BMW i3 en de high-end market met de BMW i8. Vanaf 2014 zijn ook de Fiat 500[4] als coupé en cabriolet en Volkswagen E-Up beschikbaar in Nederland.

Op 12 juni 2014 maakte Tesla Motors bekend dat ze voortaan al zijn patenten openstelde voor andere fabrikanten om de opgang van elektrische auto's te versnellen.[5] Volgens CEO Elon Musk is de brandstofauto de grootste concurrent van Tesla, en niet de andere elektrische wagens. Het is mogelijk dat de brandstofmotor zal verdwijnen. Momenteel hebben alle merken een elektrische wagen in ontwikkeling. Rond 2010 hebben veel van de grote merken hun eerste EV's op de markt gebracht. In 2017 worden er 7 nieuwe modellen elektrische wagens op de markt gebracht. Een andere nieuwe ontwikkeling is de zelfrijdende auto. Op Europees niveau zijn producenten, distributeurs en wetenschappers verenigd binnen AVERE [6].

Toekomst[bewerken]

De actieradius zal in de toekomst groter worden door de ontwikkeling van de lichtere metal-air-batterij met een hogere energiedichtheid[7] of zelfs meer dan 1.000 kilometer kunnen worden door de ontwikkeling van de flowcell-batterij[8]. De prijs van accu's is gedaald van $ 1.000 per kWh in 2010 tot $ 227 in 2016 en zal naar verwachting in 2020 gezakt zijn naar $ 100 per kWh, een factor 10 goedkoper in 10 jaar[9]. Kostte bijvoorbeeld een 30 kWh accu (zit in de huidige Nissan Leaf) in 2010 nog $ 30.000, in 2020 zal dat $ 3.000 zijn.

Nederland[bewerken]

Twee elektrische Smarts worden opgeladen in Amsterdam
Toyota I-Road in Grenoble

Van 2007 tot 2012 heeft het Brabantse All Green Vehicles elektrische auto's gebouwd. In november 2012 werd het bedrijf failliet verklaard. AGV bouwde conventionele auto's (Volvo, Ford) om tot elektrische auto's. Het zijn bedrijfswagens en busjes voor personenvervoer die aan gemeenten en bedrijven geleverd worden. Op 12 september 2010 werd de Nederlandse elektrische auto, de Burton-E gelanceerd. Volgens de makers is dit "de meest duurzame sportwagen ter wereld". Hij weegt 750 kg en is gebaseerd op de oude 2CV-eend. Hij zou een topsnelheid van 120 km/u halen. Het bereik is 100 à 120 km. De accu is in 4,5 uur op te laden. Het basismodel zal minimaal 30.000 euro gaan kosten.[10]

In 2014 kreeg Nederland nog een nieuwe wereldwijde primeur: de volledig elektrische Fiat 500e. Fiat besloot om de elektrische Fiat 500e niet in Europa te verkopen, maar de Duitse fabrikant ReeVOLT! verkoopt de elektrische Fiat 500e al jaren in Duitsland. Bij het verkrijgen van het officiële Nederlandse importeurschap heeft de firma E-Auto Point besloten om samen met ReeVOLT! ook een cabrioletvariant van de 500e te ontwikkelen: een wereldwijde primeur.

Eind 2011 startte in Amsterdam het bedrijf Car2Go een autodelen dienst waarbij elektrische Smarts gehuurd kunnen worden voor korte ritjes door de stad. De combinatie van autodelen en de elektrische auto is gunstig voor de luchtkwaliteit én het parkeerprobleem in grote steden.

In Nederland reden begin 2012 ongeveer 1500 volledig elektrische voertuigen rond. De ANWB verwachtte in 2012 dat het aantal elektrische auto's in 2015 zou uitkomen op 20.000.[11] Ten opzichte van het totaal van ruim 8 miljoen personenwagens is dat een verwaarloosbaar marktaandeel. In Nederland zijn in 2013 ongeveer 3200 volledig elektrische auto's verkocht, waarvan 1194 Tesla Model S. Verder bestond de top 5 uit de Chevrolet Volt (745 auto's), Renault Zoe (547 auto's) en de Nissan Leaf (462 auto's).

België[bewerken]

In België rijden er 5.194 elektrische auto’s waarvan 3.732 in Vlaanderen[12]. De laadpunten in België hebben in 2016 voor 2 miljoen kilometer aan elektrische energie geleverd. Dat is bijna 3 keer zo veel als in 2015 en ruim 20 keer meer dan in 2014[13].

Fabrikanten[bewerken]

In Nederland zijn er momenteel 12 autofabrikanten die in totaal 41 modellen volledig elektrische personenauto's (FEV) leveren. De fabrikanten zijn (in alfabetische volgorde): BMW, Citroen, Ford, Hyuandai, KIA, Mercedes-Benz (Smart), Mitsubishi, Nissan, Peugeot, Renault, Tesla en Volkswagen. Daarnaast zijn er 89 modellen plugin hybride voertuigen (PHEV) van 10 fabrikanten en 4 modellen elektrische voertuigen met Range Extender van 3 fabrikanten [14]. Opvallende afwezige in het rijtje van FEV fabrikanten is de grootste autofabrikant Toyota [15] (de Toyota I-Road is niet in Nederland te koop). Audi, Porsche en Volvo leveren uitsluitend PHEV modellen, géén FEV's. Renault en Nissan leveren géén PHEV modellen. Tesla maakt uitsluitend FEV's. Volvo Cars zal zijn eerste volledig elektrische auto in 2019 op de markt brengen[16].

Voor- en nadelen[bewerken]

De voordelen en nadelen van de volledig elektrische auto zijn:

Voordelen

  • thuis opladen met privé oplaadpunt of openbaar (gemeentelijk) oplaadpunt dichtbij huis
  • elektromotor heeft hogere efficiëncy dan benzine- en waterstof auto (zie: Energie efficiëntie)
  • potentieel duurzame energie: hoe meer elektriciteit uit wind- en zonne energie in plaats van uit kolencentrales afkomstig is, hoe duurzamer de elektriciteit is waarop de auto rijdt (zie: Milieu aspecten)
  • klimaat- en milieuvriendelijker, want geen CO2 en stikstofoxiden uitstoot (zie: Milieu aspecten)
  • onafhankelijkheid van import buitenlandse fossiele brandstoffen door de productie van elektriciteit uit binnenlandse zon- en windenergie
  • prijs per kilometer is lager[17]
  • de auto is stabieler omdat het zwaartepunt lager ligt (accu bevindt zich in de bodem van de auto)[18]
  • elektromotor is stiller dan benzinemotor
  • minder onderhoud omdat de aandrijflijn eenvoudiger is (zie: Onderhoud)
  • fiscale voordelen: lagere of geen MRB en BPM (zie: Politiek)
  • Elektrische auto wordt het minst gestolen[19]

Nadelen

  • de aanschafprijs ligt tussen de 9.000 en 17.000 euro hoger hoger dan vergelijkbare auto's op benzine/diesel[17]. De hogere aanschafprijs is één van de belangrijkste bezwaren om een elektrische auto aan te schaffen[20].
  • actieradius is minder dan benzine-, diesel- of waterstofauto (anno 2017). Dit wordt ervaren als één van de belangrijkste bezwaren tegen de aanschaf van een elektrische auto[20]. (zie ook: actieradius)
  • opladen duurt langer dan benzine-, diesel-, waterstof auto. Dit geldt voor thuis opladen en voor openbare laadpunten, maar snellaadpalen laden binnen een half uur op. Een alternatieve oplossing voor dit probleem zijn verwisselbare batterijen (maar dit is niet van de grond gekomen) of auto's met een Range Extender.
  • gewicht van de auto is hoger door zware accu
  • Lithium-ion batterijen presteren slechter bij lagere temperaturen (rond vriespunt en lager) en moeten verwarmd worden bij die temperaturen.
  • klimaatbeheersing in auto kost elektriciteit waardoor het bereik daalt. Verwarming in de winter en de koeling in de zomer. Een auto met een verbrandingsmotor wordt verwarmd met warmte van de motor en hoeft dus 's winters relatief minder extra energie te gebruiken. Zomers kost het koelen (airco) relatief meer energie in vergelijking met een elektrische auto. Elektromotoren produceren nauwelijks warmte. Zomers is dat een voordeel, 's winters een nadeel. Elektrische voertuigen moeten dus met stroom uit de batterij verwarmd worden, maar elektrische verwarming kost veel stroom, terwijl de batterijen bij lage temperaturen minder presteren. Bij koud weer zal de actieradius kleiner worden.
  • bij snelheden tot 30 km/u horen blinden en slechtzienden de auto niet vanwege de stille motor. Sommige fabrikanten (Nissan) hebben daarom kunstmatig geluid toegevoegd.
  • kan geen caravan of aanhangwagen trekken. Tot nu toe is de Tesla Model X de eerste volledig elektrisch aangedreven personenauto die een aanhangwagen of caravan mag trekken. Bij een caravan gewicht van plm. 1500 kg, daalt het bereik van 400 km naar 200 km[21].
  • onzekere inruilwaarde auto[22] mede doordat pas sinds 2010 elektrische auto's op de Nederlandse markt verschenen.
  • verder veel gehoorde nadelen zijn: levensduur accu, onduidelijkheid over recycling accu, etc.[23].

Milieuaspecten[bewerken]

Productie van de auto en accu's, (lokale) luchtverontreiniging, geluidsoverlast, energieverbruik en de uitstoot van broeikasgassen bij elektriciteitsproductie zijn allen bepalend voor de milieubelasting van elektrische auto's. Het rijgedrag, weersomstandigheden en de gebruikte energiebron beïnvloeden tot slot de milieubelasting.

Elektrische wagens produceren plaatselijk geen verbrandingsproducten zoals koolstofdioxide en stikstofoxide. Hoewel er geen (diesel)verbranding gebeurt, komen er via slijtage van de remmen, de banden en het wegdek wel fijnstofdeeltjes vrij. Door het regeneratief remmen vindt er minder slijtage aan de remblokjes plaats, maar door het typisch hogere gewicht vindt er juist meer slijtage van de banden en het wegdek plaats ten opzichte van een verbrandingsauto. Hoe groot de lokale uitstoot hiervan is ten opzichte van een benzineauto is nog niet goed onderzocht.[24]

Wanneer een elektrische auto wordt opgeladen bij een partikulier oplaadpunt aan huis waarvan de elektriciteit afkomstig is van zonnepanelen of anderzins groene stroom, dan rijdt de auto op duurzaam geproduceerde elektriciteit. Wordt de auto geladen bij openbare oplaadstations dan hangt de duurzaamheid af van de energiebron van het oplaadstation [25]. De snellaadstations van Fastned leveren 100% groene stroom van zon en wind [26]. De energiebron van andere laadpalen is moeilijker vast te stellen.[27] Volgens de TNO, die de gehele cyclus van bron tot verbruik met alle ins en outs heeft uitgerekend, produceert een elektrische auto beduidend minder CO2 dan een conventionele auto. Bij de elektriciteitsmix van 2014 stoot een volledig elektrische auto zo'n 35% minder CO2 uit dan conventionele auto's. Dit kan nog verbeteren als het percentage duurzame elektriciteit omhoog gaat en de efficiëntie van de auto's verder stijgt.[28]

De milieubelasting die optreedt bij de productie en afschrijving van elektrische auto's, exclusief de accu, is gelijk aan of kleiner dan traditionele auto's. Elektrische auto's hebben echter zwaardere accu's en de productie van accu's vormt daardoor een grotere milieubelasting dan conventionele auto's. Bovendien verliezen lithium-ionbatterijen na 5 tot 20 jaar zo'n 20% van hun capaciteit, waardoor ze in sommige omstandigheden vervangen moeten worden voordat de auto zelf aan het einde van de levenscyclus komt. Dit is afhankelijk van het rijgedrag, de temperatuur, hoe vaak er gebruik gemaakt wordt van snelladen en het type accu.[29]

Een ander milieu-aspect is het grotere gebruik van zeldzame metalen, zoals neodymium, yttrium en lanthaan. Dat zijn grondstoffen met wereldwijd slechts beperkte voorraden. Ook lithium zou een beperkende factor kunnen worden bij grootschalige adaptatie van elektrische auto's.

Energie efficiëntie[bewerken]

Elektrische auto's hebben een energie efficiëntie van 74%–94%. Dat wil zeggen dat 74%–94% van de energie wordt omgezet in de voortbeweging [30]. De auto op fossiele brandstof haalt een efficientie van 14%–30% [31] en de hybride 25%–40% [32]. Het grootste energieverlies van de fossiele brandstof auto bestaat uit de warmte die de verbrandingsmotor produceert en niet voor de voortbeweging gebruikt kan worden.

Actieradius[bewerken]

De actieradius, ook wel bereik of range, is de afstand die een voertuig kan afleggen met een volle tank of accu. De eerste elektrische auto had een actieradius van 80 km[33]. In 2017 is de elektrische auto met de grootste actieradius de Tesla Model S 100D met 515 kilometer.[34]. De actieradius wordt hoofdzakelijk bepaald door de capaciteit (kWh), type en gewicht van de accu, en daarnaast door factoren als de efficiëntie van de motor, stroomlijn, rolweerstand van de banden, recuperatief remmen, totaalgewicht van de auto, buitentemperatuur, (tegen)wind, en rijgedrag van de bestuurder[35]. Als de actieradius wordt gedefinieerd als de afstand die op 1 dag afgelegd kan worden, is 1.000 km haalbaar met 4 - 5 keer snelladen onderweg[36].

Onderhoud[bewerken]

Een auto op brandstof heeft zo'n 800 losse delen, een elektrische auto zo'n 20, inclusief de vier wielen [37]. Een hybride auto is complexer omdat hij zowel een bezinemotor als een elektromotor heeft. Een 100% elektrische auto heeft geen verbrandingsmotor, geen versnellingsbak, geen uitlaat, geen katalysator, veel minder bedrading, geen distributieriem, geen bougies, geen koelvloeistof, geen motorolie en filters [38] [39]. Minder onderdelen betekent dat er minder kapot kunnen gaan of aan slijtage onderhevig zijn. Daardoor is het onderhoud goedkoper. Verder betekent minder bewegende onderdelen dat er minder energie in de vorm van warmte verloren gaat door wrijving tussen de onderdelen [40]. Hoe minder onderdelen, hoe groter de efficiëntie. Dit alles geldt niet voor een elektrische auto met Range Extender, want die heeft een (kleine) brandstofmotor en een (plugin-)hybride want die heeft twee motoren: een elektromotor en een benzinemotor.

Oplaadpunten[bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie oplaadpaal voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Voor het opladen van een elektrische auto is een oplaadpunt nodig. Er zijn diverse vermogens. Opladen kan via het lichtnet maar ook krachtstroom wordt gebruikt, met name voor zwaardere auto's. Er bestaan ook snelladers die vooral bij tankstations langs snelwegen geplaatst worden. Deze zijn voorzien van een soort tankslang waarmee aan de lader gekoppeld kan worden.

Hulpverleners[bewerken]

Vanwege de aanwezigheid van batterijpakketten met een hoge spanning van 300–600 Volt is er mogelijk elektrocutie gevaar[41] en daarom is er een bijlage toegevoegd aan de richtlijn voor incident management Veiligheidsmaatregelen bij incidenten met elektrische voertuigen.[42]

Politiek[bewerken]

Belastingen. De Motorrijtuigenbelasting (MRB) is het bedrag dat jaarlijks betaald moet worden aan het Rijk voor het bezit van een auto. Een volledig elektrische auto (FEV) is vrijgesteld van het betalen van MRB van 2017 t/m 2020[43]. Anders gezegd: iedere auto met 0 gram/km CO2 uitstoot betaald 0 euro MRB.

Dan is er nog de Belasting van Personenauto's en Motorfietsen (BPM). BPM is een deel van de aanschafprijs van een nieuwe personenauto of motorfiets dat naar het Rijk gaat. De hoeveelheid CO2 die een auto uitstoot bepaalt de hoogte van de BPM. Aangezien volledig elektrische auto (FEV) en waterstofauto’s geen CO2 uitstoten, zijn ze in ieder geval t/m 2020 vrijgesteld van BPM[44]. Voor PHEV's en elektrische auto's met een Range Extender gelden andere tarieven.

Bijtelling: van 2017 t/m 2020 is de bijtelling voor volledig elektrische auto’s (FEV) met 0% CO2 uitstoot 4% en voor alle andere auto's 22%[45]. Voor bedrijven die elektrische auto's aanschaffen geldt de Milieu Investerings Aftrek (MIA)[46].

Beleid. In het Energieakkoord is vastgelegd dat een verbod op verkoop van benzine- en dieselauto’s pas in 2035 aan de orde mag zijn[47] en dat er na 2035 alleen nog emissievrije auto's verkocht mogen worden. Na 2050 mogen er alleen maar emissievrije auto's rondrijden[48]. In 2016 is er een motie opgesteld door de PvdA-er Jan Vos om er naar te streven dat in 2026 alleen nog maar zero-emission auto's verkocht worden en die werd aangenomen met steun van D66, CU, GL, SP, PvdD[47].

Op gemeentelijk niveau hebben de grote steden een stimuleringsbeleid voor de elektrische auto. Zo heeft de Gemeente Amsterdam een subsidieregeling die loopt t/m 2018 voor de aanschaf van elektrische voertuigen voor bedrijven ter hoogte van € 5.000 voor personenauto's, bestelauto's, taxi's en € 40.000 voor plug-in vrachtauto of bus[49]. De subsidies hebben tot nu toe geresulteerd in de aanschaf van 400 elektrische taxi's, 400 bestelwagens, 25 vrachtwagens and 150 bedrijfswagens[50]. Ook Den Haag, Rotterdam, Tilburg en Utrecht hebben subsidie regelingen[51]. Verder voeren de grote steden milieuzones in om vervuilende voertuigen te weren uit de binnenstad.

Wetgeving. In 2017 heeft het kabinet ingestemd met de Wet Zelfrijdende auto waardoor experimenten met zelfrijdende voertuigen zonder bestuurder mogelijk gemaakt worden. Fabrikanten krijgen meer mogelijkheden om te testen met zelfrijdende voertuigen met een bestuurder op afstand[52].

Amerika: in 1990 werd in de Amerikaanse staat Californië het Zero Emission Vehicle Program van kracht, dat een serie van maatregelen inhield om fasegewijs te komen tot verkoop van auto's (vrijwel) zonder uitstoot van schadelijke stoffen[53].

Externe Links[bewerken]

Portal.svg Portaal Auto