Transport

bron: VRT NWS (10 & 11-01-2020)

Elektrische auto is de allerproperste, maar kijk uit: "De ene stroom is de andere niet"

Een elektrische auto op batterijen is absoluut de properste voor het milieu en voor het klimaat, dat is de conclusie van onderstaand onderzoek van Luc Pauwels en William Laenen (VRW NWS Redactie).

 

Maar het blijft oppassen, want heel belangrijk is hoe de elektriciteit geproduceerd werd. Is dat door windturbines of door zonnepanelen dan is een batterij-auto niet te kloppen. Ook een elektrische auto, die rijdt op de Europese elektriciteitsmix, is nog altijd beter dan auto's op benzine, diesel of aardgas.  Maar in landen zoals Polen, waar de stroom nog afkomstig is van centrales die met steenkool gestookt worden, daar zouden elektrische auto's beter gewoon verboden worden.

Elektriciteit die komt van windmolens, zonnepanelen en kerncentrales is prima voor het klimaat omdat er bij de aanmaak van de stroom geen CO2 vrijkomt.  Een auto die met die elektriciteit is aangedreven, is de beste voor het klimaat en het milieu.

Deze grafiek geeft het verschil weer in CO2-uitstoot bij een elektrische auto op stroom die op al deze verschillende manieren geproduceerd is: met windmolens, met een kerncentrale (nucleair), met zonnepanelen, in met aardgas gestookte elektrische centrales of in met steenkool gestookte elektrische centrales. De grafiek toont ook de CO2-uitstoot van de huidige Europese mix. Hoe langer de staafjes, hoe meer CO2-uitstoot.

De Europese elektriciteitsmix is de stroom zoals hij in Europa uit het stopcontact komt. Het is een combinatie van hernieuwbare stroom, stroom uit kerncentrales en stroom uit centrales die gestookt worden met gas, bruinkool en steenkool. In ons land zitten we op klimaatvlak nog iets beter dan de Europese mix omdat een groter deel van onze stroom uit onze kerncentrales komt. 

De CO2-uitstoot van de verschillende elektriciteitsbronnen vergelijken we in de tabel met de totale CO2-uitstoot van een auto die op waterstof rijdt en van auto's op diesel, benzine en CNG.  Voor de waterstofauto gaan we ervan uit dat hij rijdt op "groene" waterstof, gemaakt uit stroom van windmolens of zonnepanelen. Ook een elektrische auto op de Europese elektriciteitsmix is wat dat betreft nog altijd beter dan een auto op benzine, diesel of aardgas. De berekeningen zijn gemaakt voor auto's die tijdens hun levensduur zo'n 200.000 kilometer halen. Dat is een realistisch gemiddelde.  

"Het allerbeste wat je kan doen voor het klimaat is rijden met een elektrische batterij-auto op groene stroom uit een windmolen. En het slechtste wat je kan doen is met dezelfde auto rijden op stroom die gemaakt is in centrales die met steenkool gestookt zijn," zegt Marc Pecqueur van de Thomas More Hogeschool en KU Leuven. Maar dat zijn dus aspecten die je als consument helemaal niet in de hand hebt.

Als je je stroom haalt uit een gasgestookte elektriciteitscentrale, dan komt de CO2-uitstoot van je elektrische auto erg dicht bij die van een diesel. 

Stroom uit een steenkoolcentrale is al helemaal uit den boze: dan wordt een elektrische auto de vervuilendste van allemaal. Hij stoot dan zelfs 50% meer CO2 uit dan een dieselauto. Pecqueur: "Landen als Polen zouden beter elektrische auto’s verbieden omdat zij hun elektriciteit enkel uit steenkool halen, wat voor het klimaat zelfs veel slechter is dan auto's met verbrandingsmotoren."

Klimaat

Wat is nu de beste koop voor het klimaat? Een elektrische op batterijen of waterstof? Eentje op aardgas (CNG), die als de groenste fossiele brandstof wordt beschouwd? Of toch maar een diesel of een benzine? Onze zoektocht leidde tot een duidelijke winnaar en een verrassende verliezer.

Eerst nog even duidelijk maken wat een klimaatvriendelijke auto is. De auto die het best is voor het klimaat, is de auto die het minste broeikasgassen uitstoot. Het bekendste broeikasgas is CO2.  CO2 is een afvalproduct bij de verbranding van fossiele brandstoffen zoals diesel, benzine en gas. Hoe meer CO2 je auto in de lucht pompt, hoe slechter voor het klimaat. Het komt er dus op aan de uitstoot van CO2 en andere broeikasgassen zoveel mogelijk te beperken.

We nemen vijf autotypes onder de loep: een elektrische auto op batterijen, een andere op waterstof, eentje met aardgas (CNG) en tot slot een benzine- en een dieselauto. De basis van ons onderzoek is een Europese studie uit 2018, aangevuld met recente wetenschappelijke onderzoeken en de bemerkingen van drie academici: Sebastian Verhelst (UGent), Marc Pecqueur (Thomas More, KU Leuven) en Maarten Messagie (VUB).

Bouw: elektrische auto's lopen achter

We volgen de hele levenscyclus van de auto's en kijken telkens hoeveel CO2 daarbij vrijkomt. Te beginnen bij hun bouw, over de aanmaak van hun brandstof en het verbruik tijdens het rijden.  Tot slot ook de CO2 die ontsnapt bij het onderhoud, het afbreken en het recycleren van de auto's. We gaan er in deze vergelijking van uit dat alle auto's op hun hele leven 200.000 kilometer zullen rijden. (lees verder onder de grafiek)

Onderstaande grafiek toont de CO2-uitstoot bij de bouw van de auto en - in het geval van de elektrische en waterstofauto - hun batterij en brandstofcel. Hoe langer de wolk, hoe slechter voor het klimaat.

We starten met de bouw van de auto.  In het algemeen geldt: hoe ingewikkelder de auto, hoe meer energie nodig is om hem te bouwen en hoe meer CO2 daarbij vrijkomt. Het klinkt tegenstrijdig maar bij het maken van een elektrische en een waterstofauto, komt er meer CO2 vrij dan bij het maken van een diesel, benzine of CNG.

Auto’s op benzine, diesel en gas zijn het makkelijkst te maken. Daarbij komt dus minder CO2 vrij dan bijvoorbeeld bij de bouw van een elektrische auto waarvoor je nog een batterij moet maken. Voor een auto op waterstof moet je een batterij en een brandstofcel bouwen. In die brandstofcel wordt waterstof terug omgezet in stroom om de motor aan te drijven.

"Elektrische voertuigen bouwen is veel complexer en duurder en vraagt ook meer energie. Hoe meer energie je nodig hebt, hoe meer CO2 daarbij in de lucht komt. Batterijen vragen enorm veel energie om te maken. In dit geval moet je toch rekenen dat er ongeveer 60% CO2-uitstoot bijkomt. Een waterstofauto heeft zowel een batterij -zij het een kleinere- als een waterstoftank en een brandstofcel die energie vraagt om te maken en dus ook CO2 uitstoot bij de productie," zegt Marc Pecqueur.

Brandstoffen aanmaken: aardgas (CNG) is de grote verliezer

Als onze auto klaar is, moeten we ook "brandstof" hebben om er mee te rijden.  De brandstof moet aangemaakt worden. Naar olie en gas moet je boren, het oppompen transporteren en/of raffineren.

Aardgas (CNG) is best een klimaatvriendelijke brandstof als je ermee rijdt. Maar het probleem zit bij de ontginning. Aardgas bestaat namelijk voor 80 tot 90% uit methaan en dat is een broeikasgas dat  28 keer agressiever is dan CO2.  Nu is het zo dat bij het boren, transporteren en verwerken van aardgas altijd een deel weglekt.

Die lekken werden wel in rekening gebracht, maar zijn blijkbaar ernstig onderschat. Nieuwe studies en beelden van de Sentinel 5P-satelliet (die methaan kan meten en in kaart brengen)  tonen aan dat er veel meer aardgas/methaan weglekt dan tot hiertoe gedacht.  Professor Maarten Messagie waarschuwt dat volgens een recente studie in de VS ruim 2 procent van de totale Amerikaanse aardgasontginning weglekt. Dat is een drastische bijstelling naar boven.

Het Amerikaanse onderzoek kwam tot de conclusie dat er ruim 60% meer methaan ontsnapt dan de overheden tot nog toe aannamen. Ook op Britse boorplatforms in de Noordzee blijken de lekken ruim 100% groter dan verwacht. Amerikaanse onderzoeksjournalisten van de New York Times trokken naar meerdere gasvelden en konden het onzichtbaar weglekkende methaan filmen met een speciale camera. Dat leverde spectaculaire, maar vooral ook verontrustende beelden op.

Het weglekkende methaan gooit de klimaatvriendelijkheid van CNG-auto's op aardgas helemaal om. De voorsprong die ze hadden op diesels en benzines door de lagere CO2-uitstoot tijdens het rijden, smelt volledig weg. Er groeit hoe langer, hoe meer twijfel of CNG-voertuigen wel zoveel beter zijn voor het klimaat dan diesels of benzines. Mogelijk zijn ze zelfs slechter.

Elektriciteit aanmaken: zeker niet met steenkoolcentrales

Maar ook voor de elektrische auto's is het oppassen. Veel hangt af van de technologie waarmee de elektriciteit is gemaakt.  Stroom uit windmolens, kerncentrales, waterkracht of zonnepanelen zorgt amper voor C02-uitstoot. Een heel verschil met stroom uit gas- of... uit steenkoolcentrales. Die is enorm belastend en kan de elektrische auto tot de ergste vijand maken van het klimaat.   De ene stroom is echter de andere niet, zoals blijkt uit de Europese studie van 2018, die de basis vormde voor ons onderzoek. Meer details vindt u in bijgevoegde tekst.

In onze vergelijking hebben we het over louter “groene stroom”. Dat is stroom uit windmolens en zonnepanelen. We kozen hiervoor omdat iedereen 100% groene stroom kan laden (via een groen energiecontract, of via eigen zonnepanelen, bijvoorbeeld). 100% groene diesel, benzine of gas zijn in ons land niet verkrijgbaar (op één biogastankstation in het Brusselse gewest na). 

Krachtbronnen verbruiken: benzine raakt in de problemen

Als we puur en alleen naar het verbruik van onze "krachtbronnen" kijken  (benzine, diesel, aardgas of elektriciteit) dan is de elektrische auto zonder twijfel de beste omdat hij gewoon niets van CO2 uitstoot tijdens het rijden. Ook de waterstofauto stoot geen CO2 uit.

Bij de klassieke verbrandingsmotoren is dat helemaal anders. Door de verbranding van hun fossiele brandstoffen komt er heel wat CO2 vrij. Maar als je ze onder mekaar vergelijkt, scoort CNG (samengedrukt aardgas) het beste. Een auto op aardgas zou tot 20% minder CO2 uitstoten dan een benzinewagen. Diesel komt op de tweede plaats en benzine op de derde. Diesel is beter voor het klimaat dan benzine omdat er in een liter diesel meer energie zit dan in een liter benzine. Je hebt dus minder liter diesel nodig om even ver te rijden als met een benzine. En CO2-uitstoot is recht evenredig met het verbruik.  Door dat hoge verbruik strandt benzine vlak naast de aardgasauto's, die door de lekkages al een zware belasting legden op het klimaat.

Deze grafiek toont de CO2-uitstoot bij de bouw van de auto, bij de aanmaak van de brandstof en bij het verbruik:

Onderhoud en afbraak maken het verschil niet: benzine, gas en diesel blijven achterop.

Ten slotte moeten we nog rekening houden met het onderhoud, de afbraak en de recyclage van de auto’s. Ook hier geldt: hoe ingewikkelder het werk, hoe meer CO2-uitstoot daarbij vrijkomt. 

Op gebied van onderhoud wordt de kloof tussen de auto's op fossiele brandstoffen en de elektrische auto's (op batterijen en op waterstof) alleen maar groter: elektrische auto's hebben bijna geen onderhoud nodig. 

"Op gebied van afbraak zijn er geen grote verschillen tussen de auto's,” zegt Sebastian Verhelst. "Als we kijken naar het onderhoud van de voertuigen en de afbraak, dan is dat eigenlijk maar een relatief kleine fractie van de CO2-emissie over de hele levensduur. Dus dat gaat uiteindelijk het verschil niet maken."    

En de winnaar is: de elektrische auto op groene stroom

Dat maakt dat de uitslag bekend is: "Als we het totaalplaatje bekijken, zijn elektrische auto’s op groene stroom de beste,” zegt Marc Pecqueur. “Ze stoten het minst CO2 uit. Dan komen de waterstofauto’s en, raar maar waar, op het einde pas komt CNG. Diesel en benzine zitten tussen de elektrische, de waterstof en de CNG.

Die volgorde verandert amper wanneer we ook de luchtkwaliteit mee in rekening brengen. Voor het milieu en het klimaat bereiken elektrische auto's op groene stroom met gemak de eerste plaats, gevolgd door waterstofauto's op groene waterstof. De wagens op fossiele brandstoffen liggen mijlenver achterop. Met een opvallende verrassing: de zeer zwakke prestatie van auto's op aardgas, die zich niet beduidend onderscheiden van diesels of benzines. De "groene" fossiele brandstof blijkt dus heel wat minder groen dan gedacht.

Dit onderzoek is gebaseerd op berekeningen met de betrokken experten en meerdere artikels en en wetenschappelijke studies over de methaanlekkage:

Milieu

Eerst even duidelijk maken wat een milieuvriendelijke auto is. Vervuiling van het milieu, daarmee bedoelen we luchtvervuiling: zoals fijnstof en stikstofoxiden, die onder meer uit de uitlaat komen. Stikstofdioxide is vooral schadelijk voor de luchtwegen. Van fijnstof is bekend dat het kankerverwekkend is. 

Milieu op het gebied van autotechnologie is dus een andere bekommernis dan het klimaat. Klimaat heeft te maken met broeikasgassen, zoals bijvoorbeeld CO2. Hoe meer CO2 in de lucht, hoe sterker de opwarming. CO2 heeft rechtstreeks te maken met het verbruik van fossiele brandstoffen. Hoe meer je verbruikt, hoe meer CO2 er de lucht in gaat. Hier beperken we ons tot fijnstof en stikstofoxiden.

Luc Pauwels en William Laenen (VRT NWS redactie) deden een uitgebreide literatuurstudie, lazen verscheidene testrapporten van onder meer onze keuringsinstanties, en gingen te rade bij drie academici: Sebastian Verhelst (UGent), Marc Pecqueur (Thomas More, KU Leuven) en Maarten Messagie (VUB).

Daarnaast voerden ze ook zelf een praktijktest uit, met apparatuur van Testo, een Duits bedrijf dat gespecialiseerd is in het meten van allerlei gassen. Testo is ook een van de kandidaten om nieuwe meettoestellen te leveren voor de nieuwe fijnstofmetingen van onze autokeuringscentra.

Fijnstof

Auto's met verbrandingsmotoren spuwen nogal wat ongezonde zaken de lucht in, onder meer fijnstof. Vooral de diesels hebben daar een slechte reputatie. Maar volgens verscheidene studies zouden moderne diesels het al heel wat beter doen, en zouden ze die slechte reputatie absoluut niet meer verdienen.

Wij namen de proef op de som en testten het fijnstof in de uitlaat van zowel een diesel, een benzine als een auto op aardgas of CNG.  En de resultaten waren verrassend: de diesel was de beste van de drie. Hij stootte 1.500 deeltjes per cm³ uit. Dat waren er maar liefst 2.500 minder dan in de omgevingslucht, die 4.000 deeltjes bevatte.

De CNG bleek verrassend iets meer deeltjes uit te stoten dan de diesel: 5.000 per cm³. En bij de benzine was het verschil nog groter: die produceerde maar liefst 15.000 deeltjes per cm³.

De test illustreerde alvast wat we al eerder bij verschillende autotechnici en keuringsinstanties hadden opgevangen: dat ze verrast waren hoe weinig sommige diesels wel uitstootten (de dieselauto's met euronorm 6 moeten al sinds enkele jaren aan strengere eisen voldoen, red.), zelfs minder dan auto's op CNG, die algemeen worden beschouwd als heel proper. 

Stikstofoxiden

Ook op gebied van de andere gevaarlijke stof, de stikstofoxiden, doen moderne diesels het verrassend goed.

Ook op het vlak van stikstofoxiden zijn diesel, benzine en auto's op CNG dus veel properder geworden. 

"Moderne dieselmotoren hebben AdBlue en die elimineren eigenlijk totaal de stikstofoxiden." AdBlue is de merknaam van een chemische stof die je apart moet tanken en die automatisch ingespoten wordt als je motor draait.

"Benzinemotoren hebben een katalysator en ook gasmotoren hebben dat. Dus ook stikstofoxides zijn niet direct nog een probleem," zegt Pecqueur. "Verbrandingsmotoren van vandaag hebben zoveel technologie aan boord dat de uitlaat niet meteen meer het probleem is."

Diesel is niet slechter dan benzine of aardgas

Producenten van moderne dieselmotoren hebben dus hun huiswerk goed gemaakt, zegt ook Sebastian Verhelst: "Fijnstof was vooral een probleem van de dieselmotor. Dat is gelukkig al een tijdje niet meer zo. Een aardgasauto heeft op dat vlak ook geen voordeel meer ten opzichte van een diesel- of benzinemotor. Niet omdat die slechter geworden zijn, maar wel omdat diesel en benzinemotoren veel properder geworden zijn dan vroeger. "

Ook Maarten Messagie, van de befaamde MOBI-onderzoeksgroep van de VUB, een pionier in het onderzoek naar elektrische auto's, beaamt: de verschillende autotechnologieën zijn zo proper geworden dat de strijd om de meest milieuvriendelijke auto eigenlijk een achterhoedegevecht is geworden. Een achterhoedegevecht dat de elektrische auto's zelfs niet moeten voeren: die hebben zelfs geen uitlaat waaruit vervuilende stoffen kunnen komen.

Het echte gevecht gaat volgens Messagie over het klimaat: wie daar met de beste technologie komt, maakt het echte verschil (en er is effectief een groot verschil, zoals u hier zal kunnen ontdekken).

Bovendien blijkt uit rapporten van meerdere partijen, zoals de "Association for Emissions Control by Catalyst" (AECC), de koepel van de Europese bedrijven die de uitstoot van wagens moeten controleren, verschillende nationale autokeuringsinstanties (waaronder ook GOCA Vlaanderen) en bedrijven die al jaren metingen doen, zoals het Britse Emissions Analytics, dat er diesels op de markt zijn die minder stikstofoxides uitstoten dan benzine-auto's.

Hoe dan ook: de winst die de diesels, benzines en gasauto's bij de uitstoot van schadelijke stoffen hebben geboekt, is ronduit spectaculair.  De slechtste waarden voor het fijnstof was tijdens onze test de benzine met rond de 15.000 deeltjes per cm³.  Maar diesels van tien jaar oud scoren op deze test makkelijk boven het miljoen, bijna 70 keer meer dus.

Verhelst concludeert: "Als we kijken naar de nieuwste technologie en de nieuwste emissienormen, dan kunnen we eigenlijk stellen dat de drie wagens met een verbrandingsmotor geen emissieprobleem meer hebben."

Elektrische en waterstofauto's zijn (nipt) beter

Er is dus behoorlijk wat vooruitgang geboekt om de schadelijke uitstoot van verbrandingsmotoren onder controle te krijgen. Maar er komt effectief nog altijd een (kleinere) hoeveelheid fijnstof en stikstofoxides vrij. Want door fossiele brandstoffen te verbranden, creëer je een probleem. 

Een probleem dat er niet hoeft te zijn en dat er bij de andere autotechnologieën ook niet meer is. Bij elektrische auto en waterstofauto's is er tijdens het rijden totaal geen verbranding. Een elektrische auto heeft geen uitlaatpijp waaruit stikstofoxides, fijnstof en andere schadelijke stoffen de lucht worden ingeblazen.  En uit de uitlaat van de waterstofauto komt gewoon water. Waterstofauto's maken elektriciteit door waterstof te verbinden met de lucht, een proper chemisch proces met als "afvalproduct" enkel zuiver water.

Stikstofoxides komen er bij het rijden met elektrische auto's dus gewoon niet aan te pas: die heb je pas bij verbrandingen op heel hoge temperaturen, en dat gebeurt in een elektrische of waterstofauto dus niet. Maarten Messagie is heel categoriek: uitstoot stikstofoxides: nul.

Maar fijnstof, dat is een ander verhaal. De deeltjes komen namelijk niet alleen vrij bij een verbranding, maar ook door slijtage van banden tijdens het rijden. En hoe zwaarder de auto, hoe groter de slijtage. Elektrische auto's en auto's op waterstof zijn doorgaans zwaarder dan gelijkaardige diesel-, benzine- of aardgasauto's, vooral door het gewicht van de batterijen. Ze wegen makkelijk 2 ton en dat laat zich voelen.

Critici wijzen erop dat de fijnstofuitstoot door slijtage van de banden, en in mindere mate ook van de remmen, zelfs groter is dan wat uit de uitlaatpijp van moderne diesels komt. Anderen geven aan dat de deeltjes veel minder schadelijk zijn voor de gezondheid.

En er zijn nog andere onduidelijkheden: wat is de milieu-impact van een batterij bijvoorbeeld? Of wanneer de stroom van je elektrische auto uit een steenkoolcentrale komt, hoe verreken je dan de fijnstofuitstoot van die centrale in de levenscyclus van een elektrische auto?

Wat wel duidelijk blijft: elektrische auto's op batterijen of op waterstof, diesels, benzines en aardgasauto's worden almaar properder. Hun negatieve impact op de luchtvervuiling en op het milieu is almaar kleiner.

Het echte gevecht gaat over de auto die het minst schadelijk is voor de klimaatopwarming. Die wint meteen ook de prijs van de beste auto voor de planeet. En in die strijd voor het klimaat is er wél een duidelijke winnaar én een opmerkelijke verliezer.

Korte Welvaart 1, 3140 Keerbergen

T 0495 / 499 638

info @ nikowauters . be

RPR Leuven     BTW BE 0665.965.178

Orde van Architecten: www.architect.be

Provincie Vlaams-Brabant: B400357

  • LinkedIn - White Circle
  • White Facebook Icon
  • White Instagram Icon

© 2020 by Niko Wauters architecten bv

NIKO WAUTERS

architecten