Dat blijkt uit onderzoek van het Kennisinstituut voor Mobiliteitsbeleid (KiM) en TNO. De twee organisaties beschrijven in het rapport ‘Energieketens voor CO2-neutrale mobiliteit’ wat CO2-neutrale mobiliteit vergt aan energie, geld en ruimte. Het KiM wil zo beleidsmakers ondersteunen bij het maken van keuzes voor CO2-neutrale mobiliteit.

De onderzoekers hebben voor hun rapport de ketens van vier vormen van energie onder de loep genomen: elektriciteit, waterstof, synthetische brandstoffen (synfuels) en biobrandstoffen. Uitgangspunt daarbij is dat het voertuig niet alleen zonder CO2-uitstoot rijdt, maar dat de energie bovendien CO2-neutraal is geproduceerd, bijvoorbeeld met zonnepanelen of windmolens.

Wegvervoer

Voor wegverkeer is elektrisch rijden een goede manier om mobiliteit CO2-neutraal te krijgen, dit vanwege de relatief lage kosten en het ruimtegebruik. Batterij-elektrische voertuigen (BEV) zijn voor zwaar wegvervoer de goedkoopste optie, ondanks de hoge aanschafkosten voor een elektrische truck. Dit komt voornamelijk door de lage energiekosten, die zwaar meewegen in de totale kosten per kilometer, waardoor de totale kosten onder de streep zelfs lager uitpakken dan bij conventionele trucks op fossiele brandstoffen.

Voor het produceren van waterstof en synfuels is eveneens elektriciteit nodig. Door energieverliezen bij de productie, en wat betreft waterstof ook bij transport en distributie, is de behoefte aan die elektriciteit twee tot vijf keer zo hoog als bij puur elektrische voertuigen, stellen de auteurs. Hierdoor zijn ook de kosten en de benodigde ruimte voor het opwekken van energie – bijvoorbeeld in windparken – veel hoger.

Bij rijden op methanol en waterstof zijn bovendien trucks met andere motoren nodig. Bij het gebruik van brandstofcellen zijn volgens het KiM drastische aanpassingen aan het voertuig nodig die veel ruimte innemen en gewicht toevoegen. Waterstof en, in mindere mate, methanol hebben ook een ander soort tankstation nodig. Waterstof is immers gasvormig of vloeibaar en moet sterk gecomprimeerd of gekoeld worden.

Tot zover dus pluspunten voor batterij-elektrisch rijden. Er zijn echter ook mogelijke knelpunten die de andere energiedragers niet of minder hebben. Fabrikanten zijn druk bezig met de ontwikkeling van elektrische trucks met een grote actie­radius, maar de daarvoor benodigde accu’s zijn zwaar (grofweg 4 ton voor 800 kilowatt­uur en een range van 400 tot 600 kilometer) en ze zijn groot, wat ten koste gaat van het laadvolume.

Het KiM wijst er verder op dat BEV-trucks een beslag leggen op een aantal schaarse materialen. Voor noodzakelijke grondstoffen als lithium, nikkel, kobalt en zeldzame aardmetalen is de beschikbaarheid op de langere termijn onzeker, zo waarschuwen de onderzoekers. Verder wijzen ze op een nadeel van stekkertrucks waar ondernemers nu ook al tegenaan lopen: het gebrek aan laadinfrastructuur. Er zijn laadpunten nodig op de depots van vervoerbedrijven en langs de snelwegen. De elektriciteitsbehoefte, zowel voor snel als voor regulier laden, vraagt om aanpassingen aan het stroomnet.

Binnenvaart

Niet bij alle modaliteiten is de transitie naar CO2-neutraal vervoer even ver gevorderd. Zo zijn partijen in de binnenvaart minder ver dan in het wegvervoer, aldus de opstellers van het rapport. Dat betekent ook dat de te benutten opties daar minder ver zijn uitgekristalliseerd. Elektrisch, brandstofcel of H2-verbrandingsmotoren, drop-in fuels, methanol en ammoniak; alles staat hier nog open, zien de auteurs. Varen op bio– of synthetische diesel heeft volgens hen weinig praktische nadelen: de aandrijftechnologie in de schepen kan gelijk blijven en de tankinfrastructuur is er al.

Bij varen op waterstof, ammoniak en methanol is wel een aparte distributie- en tank­infrastructuur nodig. Bij varen op ammoniak en methanol is het daarnaast nodig het schip aan te passen. Ammoniak moet gekoeld worden opgeslagen en de toxiciteit ervan vereist een grote veiligheidszone. Dit laatste bemoeilijkt het ontwerp van binnenvaartschepen. Methanol is vluchtig, waardoor het nodig is de afdichtingen te versterken. Vanuit het oogpunt van energie-efficiëntie en ruimtebeslag in de hele energieketen zijn deze opties daarom minder gunstig. Ook elektrische binnenvaartschepen kunnen uit efficiëntie-oogpunt een interessante optie zijn, aldus het KiM. De auteurs wijzen als voorbeeld op containerschepen met accuwisselsystemen, waarbij een lege accu ter grootte van een zeecontainer in de haven wordt omgewisseld voor een volle.

Ook voor het overbruggen van lange afstanden op zee zijn er verschillende brandstofopties. Het gaat daarbij volgens de onderzoekers vooral om biobrandstoffen en synthetisch geproduceerde ammoniak, methanol en diesel. Daarbij zijn biobrandstoffen per energie-eenheid en op ketenniveau goedkoper dan synfuels, al zijn de onzekerheden over de kosten voor beide brandstoftypes groot. Mochten biofuels duurder uitvallen of niet voldoende beschikbaar zijn, dan zijn synfuels een goede maar minder efficiënte optie voor de maritieme sector. Welke synfuel hiervoor het meest aantrekkelijke kostenplaatje zal hebben, is nu nog onduidelijk.

Waar moet de energie vandaan komen?

Voor CO2-neutrale mobiliteit zijn CO2-neutrale energiedragers cruciaal, maar beleidsmakers worstelen nog wel met de vraag waar die duurzame energie geproduceerd moet worden. Is de Noordzee groot genoeg om energie te produceren voor CO2-neutrale mobiliteit? Welke criteria zijn belangrijk bij het maken van keuzes voor energiedragers voor voer-, vaar- en vliegtuigen? Moeten we energie voor mobiliteit gaan importeren?

De efficiëntie van de verschillende energieketens is daarvoor van cruciaal belang. Het KiM concludeert dat de keten van elektrisch vervoer, op een well-to-wheel-basis, een relatief hoge energetische efficiëntie heeft. Ook zijn de kosten en het ruimtegebruik ten opzichte van waterstof en synfuels laag. Bij de toepassing van waterstof en synthetische brandstoffen moet er drie tot zes keer meer energie worden geproduceerd dan dat een voertuig uiteindelijk bij de wielen (of de schroef) gebruikt. Bij elektriciteit is dat bijna anderhalf keer.

Dit betekent ook dat er twee tot drie keer zoveel windmolenparken nodig zijn bij waterstof uit elektrolyse en bij synfuels dan bij toepassing van elektriciteit voor batterij-elektrische voertuigen, aldus de auteurs. Bij biobrandstof hangt het ruimtebeslag sterk af van de herkomst van de biomassa, zo schrijven zij. Dat kan daardoor variëren van het kleinste (bij benutting van reststromen) tot hoogste ruimtebeslag (indien er gebruik wordt gemaakt van energiegewassen).

U las zojuist één van de gratis premium artikelen

Onbeperkt lezen? Sluit nu een abonnement af

Start abonnement