Over het energieverbruik van elektrische auto’s

Op de Amerikaanse markt rijden de zuinigste benzine-auto’s ongeveer 40 MPG (mijl per gallon). Een hybride als de Prius haalt 50 tot 55 MPG.
Er komen steeds meer hybrides, maar ook volledig elektrische auto’s. Hoe moeten we hun kilometrage vergelijken met het kilometrage van benzineauto's? Halen ze 100 MPG? Kunnen ze tot 200? En wat betekent miles per gallon nog, wanneer elektrische auto’s geen brandstof tanken. Hieronder ga ik in op deze vragen.

Andere maatstaf voor vergelijking
MilesPerGallon (het zogenaamde brandstofverbruik) is een slechte keuze van eenheden. We tanken nooit één gallon om te kijken hoever we ermee komen. We willen naar een bestemming en tanken ruim voldoende brandstof om daar te kunnen komen. De omgekeerde verhouding GallonsPerMile (brandstofverbruik), is dus een betere maatstaf en vergelijkbaar met bijvoorbeeld, de Europese liter per 100 km.
Maar het blijft een probleem om met deze eenheid elektrische auto’s en benzineauto’s te vergelijken.

Hoe vergelijk je alle auto's: Elektrische en Benzine?
We willen een maat voor de hoeveelheid energie per afgelegde afstand. Ik ben een voorstander van een universele energie-eenheid toepasbaar op alle vormen van energie die we gebruiken. Uit de waslijst van energie-eenheden: Joule, kilocalorie, Btu, Therm, kilowatt-uur, gallon van gas, vat olie, enz., geef ik de voorkeur aan de kilowatt-uur als een gemeenschappelijke eenheid. Het gebruik van de kWh maakt het eenvoudiger en inzichtelijker.
Laten we eens kijken naar een personenauto die 40 MilesPerGallon haalt. Een gallon benzine bevat bij verbranding 36,6 kWh warmte-energie. Het energieverbruik van de personenauto bedraagt dan 36,6 kWh : 40 mijl ofwel 0,915 kWh per mijl. Ik houd van grote getallen (het is leuk om te proberen ze kleiner te maken) dus zal ik de eenheid kWh per 100 mijl gaan gebruiken. De personenauto verbruikt 91,5 kWh/100 mijl. Dus laten we een hint te nemen van de Europeanen en gebruiken Nu onze sedan heeft een energieverbruik van 91,5 kWh/100-mi.Deze eenheid is een mooie maatstaf. Energiebesparing betekent een kleiner getal dan 91,5 voor onze auto.
Ter vergelijking: een Hummer die 12 mijl per gallon haalt, verbruikt 305 kWh/100-mi. En een Prius (50 MPG) komt netto uit op een energieverbruik van ongeveer 73 kWh/100-mi.

Hoe verhouden elektrische auto's of andere hybride-voertuigen zich tot de ouderwetse benzineauto’s?
De Chevy Volt haalt een afstand van 35 mijl uit een 16 kWh accu: een verbruik van 45 kWh/100-mi.
De Nissan Leaf krijgt 73 mijl uit de 24 kWh accu: 33 kWh/100-mi,
En de dure Tesla heeft een 244 mijl bereik met een 53 kWh accu: 22 kWh/100-mi.

Alle elektrische auto’s halen hogere rendementen dan benzine auto's, vooral omdat de elektrische aandrijving efficiënter is dan de typische 20% benzinemotor.
Als we $ 0.10/kWh betalen voor elektriciteit, dan kost een rit van 100 mijl met deze drie auto's respectievelijk 4,50 dollar, 3,30 dollar, 2,20 dollar. Dezelfde afstand kost in een benzineauto bij $3,50 per gallon en een verbruik 50 MPG $ 7,00!! Dus is een elektrische in principe goedkoper in gebruik.

Hebben we iets over het hoofd gezien?
De bovenstaande analyse is misschien wat rooskleurig. Het energieverbruik (en de kosten) is voor de Volt, Leaf en Tesla berekend uit de capaciteit van de batterij en niet uit de elektriciteit benodigd voor het opladen van de batterij.
De efficiency van het opladen varieert tussen 70% tot 90%. Dat is maar een klein addertje onder het gras ten opzichte van een tweede probleem. Bij het opwekken van elektriciteit uit brandstof gaat veel energie verloren, vergelijkbaar met het energieverlies dat optreedt bij de raffinage van benzine uit de olie. Het energieverlies bij de winning en transport van olie is niet zo groot.

Om de accu van de Leaf volledig op te laden moet er 30 kWh aan huis afgeleverd worden. Tweederde van onze elektriciteit komt uit fossiele brandstoffen, meestal wordt slechts van 35% van de thermische energie in de fossiele brandstoffen omgezet in elektriciteit. Het transport van de elektriciteit kost ook nog eens 10%.

Als uw elektriciteit is afkomstig van een centrale op fossiele brandstof, dan is voor de 30 kWh geleverd aan uw huis duurde ongeveer 95 kWh aan fossiele energie nodig. Voor de 73 mijl, die de Leaf kan rijden op een volledig geladen accu, komen we nu op een energie-efficiëntie van 130 kWh/100-mi (i.p.v. 33 kWh/100-mi). Vanuit koolstof-dioxide oogpunt, zou je beter de fossiele brandstof rechtstreeks in je auto kunnen verbranden.

Ik zeg niet dat de overgang naar elektrische of hybride auto's geen goed idee is. Ik denk dat het een dwingende noodzaak is, als we de autocultuur willen handhaven. Fossiele brandstoffen zullen opraken, om te beginnen met aardolie. Als je elektrische energie afkomstig is uit waterkracht, zon of wind dan ben je prima bezig.
Maar als je prioriteit energiebesparing is of zuiniger omgaan met hulpbronnen, dan is er nog een lange weg te gaan. Onthoud dat de autovloot nog niet versleten is en dat het erg veel grondstoffen en energie kost om die vloot te vervangen door hybrides of elektrische auto’s.

In de VS daalt het aantal verkochte auto’s weer. De Amerikanen doen nu een paar jaar langer met hun auto dan vroeger. Helaas duurt het dan langer voordat ze een nieuwe zuinige of elektrische auto kopen. Maar het is wel duurzamer om langer met dezelfde auto te blijven rijden.

Dit is een vertaling en samenvatting van 'MPG for electric cars' geschreven door Tom Murphy

cassandraclub.wordpress.com