Inhoud

InhoudsopgaveInhoud..............................................................................................................................................................1

Inleiding............................................................................................................................................................2

1. Wat zijn de financiële gevolgen van de groei van de elektrische auto.........................................................3

1.1 Wegenbelasting..........................................................................................................................................3

1.2 Elektriciteitskosten.....................................................................................................................................3

2. Welk effect heeft de groei van de elektrische auto op onze infrastructuur..................................................5

2.1 Wat gaat er veranderen aan de infrastructuur?.........................................................................................5

2.2 Wat is het effect op parkeermogelijkheden?..............................................................................................5

3. Innovaties op het gebied van batterijen en elektrische motoren en het verband van de economische positie hiervan.............................................................................................................................................. 6

3.1 Welke onderdelen dragen bij aan de actieradius?......................................................................................6

3.2 het accupakket...........................................................................................................................................63.2.1 de werking van een accupakket.........................................................................................................6

3.3 de elektromotor..........................................................................................................................................73.3.1 de werking van de elektromotor........................................................................................................7

3.4 de bepaling van de economische positie van de elektrische auto...............................................................83.4.1 De huidige economische stand...........................................................................................................83.4.2 het verband tussen de actieradius en de economische positie..........................................................83.4.3 de verklaring van dit verband.............................................................................................................8

4. Wat is het effect op de capaciteit van het elektriciteitsnet?........................................................................9

4.1 huidige capaciteit.......................................................................................................................................9

4.2 Verwachte veranderingen aan het elektriciteitsnet....................................................................................94.2.1 Vehicle to grid-concept (V2G)............................................................................................................9

Verwerking van het interview...................................................................................................................... 11

Conclusie en eigen mening........................................................................................................................... 13

Conclusie........................................................................................................................................................13

Eigen mening..................................................................................................................................................14

Bronvermelding........................................................................................................................................... 15

1

Inleiding De actuele transportsector (personenvervoer en vrachtvervoer) is voornamelijk afhankelijk van fossiele brandstoffen. Om energievoorziening zeker te stellen in de toekomst moet de transportsector minder afhankelijk worden van fossiele brandstoffen. Bovendien groeit de Co2 uitstoot heel hard door de harde groei in infrastructuur.

Omdat er een alternatief moet komen voor brandstof, wordt er een groei in het gebruik van elektrische auto’s voorspeld. Omdat de grootste consument van fossiele brandstoffen (transportsector) het gebruik van fossiele brandstoffen dus zal moeten verminderen, zal dat een groot effect hebben op de economie. Mogelijk zal er ook verandering komen in de infrastructuur omdat de actieradius van elektrische auto’s beperkt is kan er innovatief over het wegennet nagedacht worden.

Dit profielwerkstuk gaat over de invloed van de elektrische auto op de economie. We gaan ons richten op een bepaald aantal aspecten van gevolgen die de elektrische auto zal hebben op de economie.

Wat zijn de financiële gevolgen van de groei van de elektrische auto. Hoe heeft de groei van elektrische auto’s effect op onze infrastructuur. Innovaties op het gebied van batterijen en elektrische motoren. Wat zijn de effecten op de capaciteit van het elektriciteitsnet. Wat gebeurt er met autobedrijven die benzine/dieselauto’s blijven maken. Het verband tussen de actieradius en de economische positie van de

elektrische auto.

We hebben deze aspecten als deelonderwerpen gekozen omdat we denken dat deze aspecten het meeste effect hebben op de groei van de elektrische auto.

2

1. Wat zijn de financiële gevolgen van de groei van de elektrische auto

Als je de algemene financiële gevolgen van de elektrische auto wilt bekijken, is dat een heel erg breed gebied. Daarom richt we ons op de gevolgen voor een gemiddelde Nederlander. Om het makkelijker te maken noemen we deze persoon Henk. We gaan kijken naar wat er financieel gaat veranderen voor Henk, en op welke gebieden hij meer of minder zal betalen.

1.1 Wegenbelasting Auto’s met een Co2-uitstoot van 0 gram (dus volledig elektrische of waterstofauto’s), zijn vrij van wegenbelasting. Dat zijn de regels in ieder geval tot en met 2020. Wat er daarna zal gebeuren is nog niet bekend, maar er wordt verwacht dat de huidige regeling verlengd zal worden tot 2025.

Voor personenauto’s met een Co2-uitstoot van 1 tot 50 gram (dus plug in hybrides) geld tot en met 2020 een half tarief voor wegenbelasting. De berekening voor plug in hybrides wordt dus op dezelfde manier uitgevoerd als voor benzine/diesel auto’s maar van het bedrag gaat de helft af.

Dat betekent dat Henk geen wegenbelasting hoeft te betalen over zijn elektrische auto, maar dat betekent niet dat elektrisch rijden in de toekomst veel goedkoper is.

1.2 Elektriciteitskosten Rijden met een elektrische auto bij een gemiddelde elektriciteitsprijs van 0,23 Euro per kW/H komt neer op een kilometerprijs van 0,041 Euro per kilometer. Om dit met een benzineauto te kunnen bereiken zou je 40 kilometer op 1 liter moeten rijden. En met een dieselauto zou je 30 kilometer op 1 liter moeten rijden. Een verbruik dat slechts weinigen in de praktijk weten te realiseren.

Tabel 1: De kosten van benzine, diesel en elektriciteit in vergelijking)

Dit betekent niet dat elektrisch rijden goedkoper is, de kosten zijn per kilometer misschien lager maar de actieradius van een elektrische auto is kleiner. Dat betekent

3

dat je veel vaker moet opladen. Bovendien is het onhandig om lange reizen te maken. Er zijn wel snel laders maar bij lange reizen vraagt dit om planning en dat is minder efficiënt. Ook zijn de aanschafprijzen van elektrische auto’s vaak hoger dan die van benzine/diesel auto’s.

Dit zijn vaak redenen voor consumenten om geen elektrische auto te kopen, wanneer er meer goedkopere modellen met hogere actieradius op de markt komen, zullen er meer mensen elektrische auto’s willen kopen omdat de elektrische auto’s dan aantrekkelijker worden voor de consument.

4

2. Welk effect heeft de groei van de elektrische auto op onze infrastructuur

Bij de groei van elektrisch autogebruik kan het wegennetwerk verstopt raken. Dit komt door de lagere kosten die elektrisch rijden biedt. Om de bereikbaarheid op peil te houden zal het wegennet meer efficiënt moeten worden. Als dat het geval is, wordt het gebruik van elektrisch rijden misschien wel duurder om de kosten van het wegennet te betalen.

2.1 Wat gaat er veranderen aan de infrastructuur? Het is moeilijk om te voorspellen wat er aan het wegennetwerk gaat veranderen wanneer men massaal de overstap op de elektrische auto maakt. Een ding dat zeker is, is dat de meeste tankstations vervangen zullen worden door oplaadpunten. Mijn verwachtingen zijn dat vanwege de overstap naar elektrisch rijden grote olieraffinaderijen zoals Shell, BP en Texaco stoppen met het omzetten van olie naar benzine en diesel en beginnen met het massaal produceren van elektrische energie op een milieuvriendelijke manier. Het zou ook goed kunnen dat vanwege de lage actieradius van de elektrische auto het wegennetwerk verlegd wordt om zo min mogelijk afstand af te leggen waardoor je dus uiteindelijk minder hoeft op te laden. Op deze manier wordt het aanschaffen van een elektrische auto meer aantrekkelijk voor de consument.

2.2 Wat is het effect op parkeermogelijkheden? Omdat elektrische auto’s sneller en vaker moeten worden opgeladen, dan dat je met een benzine/dieselauto zou gaan tanken, zullen de meeste parkeerplaatsen in de toekomst oplaadpunten hebben waardoor de gebruiker tijdens het uit eten gaan, shoppen of boodschappen doen zijn auto kan opladen en weer naar huis rijden. Maar omdat er dus veel meer elektriciteit moet komen voor deze oplaadstations op parkeerplaatsen, zal de prijs van het parkeren fors omhoog gaan.

Naar mijn verwachtingen zullen er dus in de stadcentra meer mensen op de fiets of lopend gaan omdat het vinden van een betaalbare parkeerplek moeilijk zal worden. Het zou ook mogelijk zijn dat de overheid een subsidie zal uitgeven aan de gebruiker van een elektrische auto, dit gebeurt om het gebruik van de elektrische auto te stimuleren en om meer mensen een elektrische auto te laten kopen. Maar als de meerderheid van mensen een elektrische auto heeft zal deze subsidie waarschijnlijk worden weggehaald.

5

3. Innovaties op het gebied van batterijen en elektrische motoren en het verband van de economische positie hiervan

De actieradius van een elektrische auto is voor de meeste mensen een factor die hun tegenhoudt van het kopen van een elektrische auto. Op die manier bepaalt de batterij dus de economische positie van de elektrisch auto.

3.1 Welke onderdelen dragen bij aan de actieradius? Om de actieradius aantrekkelijk te maken voor de consument moet eerst worden uitgezocht welke onderdelen bijdragen aan de actieradius. Er zijn onderdelen die uit hardware bestaan en er zijn onderdelen die uit software bestaan. De combinatie van deze 2 is verantwoordelijk voor de actieradius van de auto. Om terug te komen op fysieke onderdelen is er n één natuurlijk heel belangrijk; de batterij. De batterij houdt alle elektrische energie samen, en is de voeding van de motor.

Om zo efficiënt mogelijk gebruik te maken van de batterij spelen de hardware en software een belangrijke rol. De software geeft aan hoe de hardware gebruikt moet worden, software en hardware zijn dus nauw met elkaar verbonden. Om de actieradius te optimaliseren is het dus van belang dat de software en hardware allebei worden geoptimaliseerd

3.2 het accupakket De capaciteit van de accu in een elektrische auto speel een grote rol bij het optimaliseren van de actieradius. Het accupakket bestaat uit cellen, deze cellen zijn allemaal onderdeel die bijdragen aan de totale capaciteit van het accupakket. Deze cellen kunnen op verschillende manieren geconstrueerd worden.

Om de efficiëntie van de batterij te beschrijven moet eerst de basis van de batterij besproken worden.

3.2.1 de werking van een accupakket De batterij heeft twee elektrodes die van een geleidend materiaal zijn gemaakt. De min-elektrode is gemaakt van zink (Zn) en de plus-elektrode is gemaakt van kopen (Cu), deze elektrodes zijn aan elkaar verbonden door middel van tussenliggende geleiders.

6

Beide elektrodes bevinden zich in een zoutoplossing, elektrolyt. Het elektrolyt bevat ionen en is daarom geleidend tussen beide elektronen zit een ‘’permeabel membraam’’ om kortsluiting te voorkomen. Hierdoor kunnen de ionen vrij bewegen.

Figuur 1: schematische weergave van een accupakket

Doordat de ionen met elkaar reageren ontstaat er een elektrische spanning die wordt doorgevoerd naar de motor.

3.3 de elektromotor Er zijn verschillende soorten elektromotoren, maar bij elektrische auto’s is er één die het meest wordt gebruikt, de Induction Motor (IM). De IM wordt vandaag de dag het meest gebruik omdat deze elektromotor relatief goedkoop is, efficiënt genoeg is en voldoende vermogen heeft voor de werking in een elektrische auto.

3.3.1 de werking van de elektromotor De spoelen van de IM zitten in de stator (het midden van de motor), deze spoelen gaan om de stator heen in grote lussen. De spoelen zijn aangesloten op een wisselstroom, dit betekent dat de polen van de magneetvelden steeds van plus naar min wisselen. Omdat dit fenomeen gebeurt, ontstaat er een roterend magneetveld. Omdat de stator metalen spaken bevat zorgt het roterende magneetveld ervoor dat er een stroom gaat lopen door de spaken, deze stroom resulteert uiteindelijk in Lorentzkracht waardoor de rotor zal gaan draaien.

Figuur 2: schematische weergave van een IM

7

3.4 de bepaling van de economische positie van de elektrische autoTegenwoordig zijn veel mensen op zoek naar een nieuwe manier van energievoorziening, hieruit blijkt de toenemende vraag naar elektrische auto’s. Ondanks het feit dat steeds meer mensen er bewust van worden dat de elektrische auto de toekomst is, is het nog een grote stap tot dat de elektrische auto de marktleider is. Ik ga nu bespreken wat de economische positie van de elektrische auto is en wat de innovatie van de actieradius hieraan kan gaan veranderen.

3.4.1 De huidige economische stand De economische positie is de situatie waarin een product zich bevindt op het gebied van concurrentie, marktaandeel, vraag en aanbod. Om te weten te komen hoeveel het investeren en innoveren in de actieradius de economische positie gaat veranderen, zal eerst de huidige economische positie moeten worden vastgesteld. Dit kan worden vastgesteld door de consument zelf of door te kijken naar hoe de concurrent ervoor staat. De concurrent van een elektrische auto is niet alleen een andere elektrische auto, maar de grootste concurrent van de elektrische auto is de fossiele brandstof auto. Op dit moment is 1,5% van alle auto’s in Nederland elektrisch, dit bepaalt een groot deel van de huidige economische positie.

3.4.2 het verband tussen de actieradius en de economische positie Om de economische positie van de elektrische auto te verbeteren moet er worden gekeken naar wat de huidige knelpunten zijn voor de aanschaf van een elektrische auto. Het eerste knelpunt is de aanschafprijs, maar kort daarna komt de actieradius, die als grootste hindernis wordt gezien voor de aanschaf van de elektrische auto. De meest gebruikte reden om als consument een elektrische auto te kopen, is omdat het goedkoper rijden is (los van de aanschafprijs). Maar daar komt tegenover te staan dat er meer moeite moet worden gedaan om te plannen waar je gaat opladen en wanneer. De moeite om deze twee aspecten op elkaar af te stemmen is een reden om geen elektrische auto te kopen.

3.4.3 de verklaring van dit verband De gemiddelde actieradius van een elektrische auto is 150km, de gemiddelde actieradius van een benzineauto is 650km. Om ervoor te zorgen dan de vergroting van de actieradius een positief effect heeft op de verkoop van de elektrische auto, moet de gemiddelde actieradius omhoog gaan naar 300km, pas dan zou de elektrische auto kunnen concurreren met andere autoproducenten. Als dit doel gehaald wordt, zal dat leiden naar dat de vraag naar elektrische auto’s zal stijgen. En dit zorgt uiteraard voor de positieve verandering van de economische positie van de elektrische auto.

8

4. Wat is het effect op de capaciteit van het elektriciteitsnet?

Als de overstap naar de elektrische auto gemaakt zal worden, zal het elektriciteitsnet waarschijnlijk overbelast worden omdat er zo veel oplaadpunten worden geplaatst. In dit onderdeel wordt er gekeken naar wat het huidige electriciteitsnet aankan, wat er in de toekomst zal veranderen en nieuwe concepten om het elektriciteitsnet up-to-date te houden

4.1 huidige capaciteit De behoefte aan elektriciteit zal toenemen als de conventionele auto’s worden vervangen door elektrische auto’s. Een vraag die dan opkomt, is of de capaciteit van de huidige elektriciteitsproductie toereikend is, en zo niet, hoeveel investeringen er zijn vereist.

In Nederland is er momenteel sprake van een overcapaciteit aan elektriciteitsproductie. Dit komt omdat de elektriciteit niet goed kan worden opgeslagen. Energiebedrijven bekijken de energievraag daarom continu en passen de elektriciteitsproductie daarop aan. Het geïnstalleerde vermogen in elektriciteitscentrales is er in de eerste plaats op gericht om de piekvraag op te vangen die in de vroege avond plaatsvindt.

4.2 Verwachte veranderingen aan het elektriciteitsnet De verwachte toename van vraag voor elektriciteit als men zal overstappen naar de elektrische auto is dat deze zo’n 1,5 tot 3 keer zo groot zal zijn. Daarmee zou mogelijk de grens van het elektriciteitssysteem worden overschreden. Het CE (2011) concludeert echter dat de elektriciteitsvraag met zo’n 10 tot 15 procent zal toenemen als alle auto’s in Europa elektrisch worden. Daarmee zou de elektriciteitsproductie geen belemmerende factor zijn voor de overgang naar elektrisch rijden.

De bovenstaande gevolgen gelden voor het langzaam laden, het snel laden zal het elektriciteitsnet onder grote druk zetten. Voor het snel laden is een vermogen nodig van zo’n 200 kilowatt per auto. Zonder extra investeringen in het elektriciteitsnet zullen er dan snel problemen ontstaan met de stroomvoorziening op wijkniveau, ook wel het laagspanningsnet genoemd. De transformatorhuisjes zijn het grootste knelpunt. Zonder additionele investeringen zullen er dus maar een beperkt aantal snelladers kunnen worden ingezet op speciaal daarvoor uitgekozen locaties.

4.2.1 Vehicle to grid-concept (V2G) Dit is een theoretisch concept dat ervan uit gaat dat er tijdelijk stroom in de inhoud van de accu van de elektrische auto kan worden opgeslagen, zodat deze stroom weer kan worden afgegeven wanneer de elektrische auto aan het

9

elektriciteitsnetwerk verbonden is. Dit systeem zou er dan voor moeten zorgen dat de elektrische auto (lokale) piekbelastingen kan opvangen. Bovendien kan dit systeem nuttig zijn wanneer er een overschot aan elektriciteit is, de overige elektriciteit kan dan tijdelijk worden opgeslagen in de accu. Deze energie kan dan ook later worden terug geleverd.

Bij dit concept kan het gebruik van elektrisch vervoer betaalbaarder worden, hierbij kan men denken aan energie-abonnementen waarbij ook terug levering aan het netwerk wordt meegenomen en een prijsvoordeel voor de gebruiker kan worden berekend.

10

Verwerking van het interview

Interview met Erik Puik, Lector Hogeschool Utrecht en managing director DotDotFactory BV.

Beantwoord vanuit Australië

Het doel van het verslag is om meer informatie te verzamelen over de invloed die de elektrische auto uitoefent op onze economie en samenleving. Omdat Erik hier veel verstand van heeft, heb ik hem gevraagd (over E-mail) om wat vragen hierover te beantwoorden. Ook al zit hij in Australië, vond ik hem de beste keuze om mijn vragen te beantwoorden en heb ik er alles aan gedaan om het te regelen.

Vraag 1:

Wat denk je dat het effect is op ons elektriciteitsnet als we allemaal overstappen naar elektrisch rijden?

Antwoord 1:

Dan wordt het elektriciteitsnet maximaal belast. Er zullen door het elektriciteitsbedrijf veranderingen aangebracht moeten worden om de belasting te kunnen opvangen.

Nu kan ongeveer 1/3 van dat verbruik al geleverd worden; Met verbeteringen kan ongeveer 2/3 geleverd worden; Voor die laatste 1/3 moeten we creatief worden, bv veel zonnepanelen op

woningen en bedrijven.

Vraag 2:

Wat denk je dat het effect is op de olie-industrie wanneer de overstap naar elektrisch rijden wordt gemaakt?

Antwoord 2:

De olieprijs zal iets omlaag gaan, maar niet zo heel veel. We gebruiken ook heel veel olie voor andere toepassingen zoals het maken van kunststoffen en voor de industrie. Dat gaat vooralsnog gewoon door.

11

Vraag 3:

Denk je dat als iedereen elektrisch gaat rijden, we uiteindelijk goedkoper uitkomen?

Antwoord 3:

Dat zal wel niet het geval zijn. Iemand moet al die veranderingen betalen en dat wordt toch de automobilist. Maar vooral diegene die lang op benzine of diesel blijven rijden moeten er fors voor bloeden in de vorm van milieubelastingen.

Vraag 4:

Hoe denk je over innovaties op het gebied van elektriciteit opwekken?

Antwoord 4:

Heel kansrijk. In NL kunnen we met wind en zon in de verhouding 50-50 het gehele jaar energie opwekken. Alleen ’s winters moeten we dan nog wat stoken om de huizen te verwarmen.

Vraag 5:

Hoe denk je dat elektrisch rijden effect heeft op onze infrastructuur?

Antwoord 5:

Infrastructuur in de vorm van wegen zullen niet zoveel veranderen. Wel komen er steeds meer laadpunten en minder tankstations. De infrastructuur voor de energievoorziening (elektriciteitsnet) zal wel verbeterd moeten worden. Er moet binnenkort heel veel energie naar die laadpunten, voor al die snelladers, en dat zal niet meevallen.

12

Conclusie en eigen mening

Conclusie Een conclusie te trekken over de economische positie van de elektrische auto is moeilijk omdat er van veel verschillende perspectieven naar gekeken kan worden.

Over het algemeen is de elektrische auto een positieve innovatie, maar veel mensen maken zich zorgen over de actieradius van de elektrische auto. Dit kan worden opgelost door verdere innovaties en ontwikkelingen op dit gebied. Persoonlijk denken wij dat de overstap naar de elektrische auto niet in een keer gaat. Dit zal een aantal jaren duren omdat veel mensen moeten worden overgehaald. Er is dus nog genoeg tijd voor innovatie en ontwikkelingen. Ook aan de prijs moet gewerkt worden maar omdat nu weinig mensen een elektrische auto hebben, is die prijs zo hoog.Wanneer meer mensen de voordelen zien van de elektrische auto, word de prijs dus ook voordeliger.

Conclusie over:

Deelonderwerp 1:

Alhoewel er een duidelijk verschil is in prijzen tussen elektrisch en benzine/diesel, gaan er veranderingen komen in onze infrastructuur als we elektrisch gaan rijden. En dat moet allemaal betaald worden, en degene die dat moet betalen zal toch de automobilist zijn.

Deelonderwerp 2:

Op het gebied van wegennetwerk zal onze infrastructuur niet zo snel veranderen als we elektrisch gaan rijden. Wel gaat er verandering komen op het gebied van energievoorziening. Er komen meer oplaatpunten en tankstations zullen langzaam verdwijnen of veranderen naar oplaadpunten. Op het gebied van energievoorziening zal de infrastructuur wel gaan veranderen, want al die oplaadpunten hebben elektriciteit nodig.

Deelonderwerp 3:

In dit deelonderwerp wordt uitgelegd hoe de elektrische auto werkt en wat het verband is tussen de batterij en actieradius van een auto en de economische positie van de elektrische auto. Om hier een conclusie over te maken is lastig. Wel kan er worden gekeken naar de toekomst en hoe deze onderdelen zullen veranderen. Omdat de overstap naar de elektrische auto een aantal jaren zal duren, is er genoeg tijd voor ontwikkeling en innovatie.

13

Deelonderwerp 4:

Er zal veel veranderd moeten worden aan ons huidige elektriciteitsnet, zoals Erik Puik al zei kan 1/3 van wat nodig is al door ons huidige elektriciteitsnet worden geleverd, 2/3 kan met aanpassingen worden geleverd, en voor de laatste 1/3 moeten we creatief worden (zonnepanelen en windmolens).

Eigen mening Wij zien de elektrische auto heel positief omdat we er veel potentie in zien om problemen in de wereld op te lossen en te werken aan het milieu. Ik (Pelle) ga zelf de opleiding Automotive doen wat ook veel te maken heeft met elektrische auto’s omdat engineering zelf ook steeds meer naar de kant van elektrische auto’s gaat. Ik ga deze opleiding doen omdat ik het zelf heel interessant vind hoe je problemen zoals lage actieradius en het gebrek aan oplaadpalen zou kunnen oplossen.Ook ben ik een enorme fan van autotechniek en de motorsport.

14

Bronvermelding

http://www.scriptiesonline.uba.uva.nl/document/667017

https://www.rvo.nl/sites/default/files/2017/05/Visie%20op%20de%20laadinfrastructuur%20voor%20elektrisch%20vervoer.PDF

http://www.changemagazine.nl/klimaatkennis/mobiliteit_en_energie/wat-kost-het-opladen-van-een-elektrische-auto

15

16