Tagarchief: stikstofoxide

Auto wordt mobot (Het Financieele Dagblad, 10 augustus 2017 – opinie)

 

 

Klik hier voor openen PDF van dit artikel

Klik hier om het artikel te zien in het FD

Deze week had in Duitsland, autoland bij uitstek, topoverleg plaats over sjoemelsoftware in dieselauto’s. De verbrandingsmotor ligt onder vuur. Volvo kondigde aan dat al zijn auto’s vanaf 2019 een elektrische motor hebben. Het was eerlijker geweest als het bedrijf had gezegd: geen auto’s meer met alleen maar een verbrandingsmotor omdat het hybrides meetelt. Groot Brittannië en Frankrijk willen de verkoop van auto’s met verbrandingsmotoren vanaf 2040 verbieden. Dat lijkt een naderende ramp voor de Duitse auto-industrie die juist in efficiënte diesels heeft geïnvesteerd. Maar het is de vraag of het zo’n vaart zal lopen.

Want met de doorbraak van de elektrische auto, na 130 jaar, als duurzaam alternatief voor de auto met verbrandingsmotor is iets vreemds aan de hand. Hij wordt gezien als innovatie maar de uitvinding van de Tesla-motor is even oud als die van de Otto- en de Dieselmotor. Hoe kan een uitvinding uit 1887 (Nicola Tesla’s borstelloze inductiewisselstroommotor) een uitvinding uit 1892 (Rudolf Diesels ontstekingsloze verbrandingsmotor) ouderwets doen lijken? Toegegeven: aan de Teslamotor is in die 130 jaar niet veel gesleuteld, wat iets zegt over de fenomenale brille van die uitvinding. De dieselmotor is dankzij grote onderzoeksinspanningen geëvolueerd van een lawaaiig, roet brakend onding in een relatief schone en stille motor dankzij steeds hogere inlaatdruk, directe inspuiting, roetfilters met naverbranding en door selectieve katalytische reductie van het giftige NOx in uitlaatgas tot elementair N2 (stikstof) met behulp van ureum.

Het milieuprobleem van elektrische auto’s zit hem niet in de verbranding van fossiele energiedragers (dat gebeurt dan in elektriciteitscentrales die vaak buiten de stad staan en hoge schoorstenen hebben) maar meer in de vele chemicaliën en zeldzame aardmetalen die er voor nodig zijn, allereerst koper en lithium voor de batterij. De baas van mijnbouwbedrijf Glencore, Ivan Glasenberg, verklaarde tegenover persbureau Bloomberg dat indien 95 procent van de wereldwijde autoverkopen in 2032 elektrische voertuigen betreft, de industrie jaarlijks twintig miljoen ton koper extra nodig heeft. Dat betekent een verdubbeling van het huidige gebruik. De behoefte aan kobalt zal dan ongeveer met een factor 5,5 groeien, een toename van 679.000 ton per jaar.

Wie een auto aanschaft verbruikt daarmee in een klap de energie die het heeft gekost om die auto te bouwen en die kun je terug rekenen naar aantal autokilometers. Voor een elektrische auto ligt die aanmerkelijk hoger dan voor een benzineauto die bijna volledig recycleerbaar is. Wie een Tesla Model S aanschaft, ‘veroorzaakt’ daarmee de uitstoot van 60.000 kilometers in een vergelijkbare benzineauto, volgens Rex Weyler, medeoprichter van Greenpeace International in een blogpost The Tesla Dream. Die energie zit hem in de mijnbouwinspanning en in het bouwen van lichtgewicht ultrasterke carbon carrosserieën die de loodzware batterij kunnen herbergen. De milieuvervuiling door het winnen van zeldzame aardmetalen in dagbouwmijnen in Chili en Bolivia (m.n. lithium voor lithium-ion batterijen) maar ook in Afrika (Congo) en China (Binnen-Mongolië) ten behoeve van allerlei elektrische apparaten en elektronica is enorm omdat de ertsen vaak zulke lage concentraties hebben dat de metaaloxiden er alleen met zuren uit kunnen worden vrijgemaakt, met name zoutzuur, zwavelzuur en salpeterzuur. Uit een uitvoerige metastudie van wetenschappers van Yale University uit 2013 blijkt dat de milieuwinst van elektrisch rijden nihil is zolang niet alle stroom die er voor nodig is zonder fossiele energie wordt opgewekt.

De elektrische auto gaat die met verbrandingsmotor dus niet volledig vervangen. Hij lijkt eerder een transitie in te luiden naar een autobezitloze toekomst, dat wil zeggen een stedelijke samenleving waarin een middenklasse personenauto niet langer een standaardonderdeel is van de sub urbane gezinsuitrusting. In de Verenigde Staten daalt het aantal jongeren in het bezit van een rijbewijs al enkele decennia.

De achilleshiel van de auto is niet zijn uitstoot maar zijn ruimtebeslag. In Manhattan is onlangs bij een luxe appartement een parkeerplaats verkocht voor anderhalf miljoen dollar. De auto ondervindt steeds meer ruimteconcurrentie van wat Richard Florida vijftien jaar geleden de Opkomst van de Creatieve Klasse noemde: gamestudio’s, appbouwers maar ook ambachtelijke maakbedrijven met 3D-printers die de binnensteden terugveroveren op de banken en grootwinkelbedrijven. Bij die horde jongeren voegt zich de oude garde van senioren die de stad opzoekt omdat daar tijdens de derde levenshelft (mantel-)zorg gemakkelijker valt te organiseren. Voor beide generaties geldt dat connectiviteit belangrijker is dan mobiliteit.

Onder invloed van robotica, het Internet of Things, heeft in de (binnen-)steden een ruimtelijke herordening plaats die wordt gekenmerkt door schaalverkleining en functievermenging van wonen, werken en recreëren. Deze nieuwe platformeconomie is demografisch en technologisch een contractie-economie waarin voor de auto geen plek meer is. Hij wordt op den duur een dienst en als hij zichzelf bestuurt, een mobot.

Schone auto is nog ver weg

 

Wie een verbrandingsmotor wil met zowel een lage CO2-emissie als een lage NOX-emissie, zoekt naar een vierkante cirkel. Voor alle verbrandingsmotoren geldt in principe: hoe lager de CO2-uitstoot des te hoger de NOX-uitstoot. Of het nu vliegtuig-, auto- of scheepsmotoren zijn of stationaire gasturbines in elektriciteitscentrales. Hoe minder broeikasgas, des te meer fotochemische smog. U mag kiezen. In Californië vinden ze NOX een issue, omdat de zon er veel schijnt waardoor er ozon – fotochemische smog – uit ontstaat dat samenhangt met astma en COPD. In Europa is vooral CO2 een probleem. De duurzame auto is een keizer zonder kleren.

Waarom wordt dit publieke geheim nu pas een politiek schandaal? TNO stelde in 2013: ‘Het is zorgelijk dat het verschil tussen praktijk- en testwaarden de laatste jaren fors groter is geworden. () Fabrikanten passen energiebesparende technieken toe die op de typekeuringstest meer voordeel opleveren dan in de praktijk.’ (Het hier geciteerde TNO-rapport is in 2013 met begeleidende brief van staatssecretaris Mansveld aan de Tweede Kamer gestuurd).

Dieselgate gaat dus verder dan Volkswagen. Het strekt zich uit tot de hele auto-industrie en de controlerende overheidsinstanties. De milieukeuring door het Environmental Protection Agency was een grotendeels papieren excercitie. En de volgende ronkende tekst komt uit het Algemeen Dagblad: ‘Liefst 25 van haar ingenieurs zette Mary Nichols, baas van de California Air Resources Board (CARB), afgelopen jaar op het mysterie: waarom stoten diesels van Volkswagen op de weg véél méér uitlaatgassen uit dan op de testbaan? Na maanden speurwerk kwam de aap uit de mouw. Met gemanipuleerde software wist de Duitse automaker de schadelijke uitstoot tijdens labtesten te verlagen.’

Het suggereert een complot van enorme omvang. Maar iedereen die wel eens een monteur spreekt of even zijn licht opsteekt in de halfduistere wereld van het car-tunen kan weten hoe de vork in de steel zit. Daar bekwamen fans van Topgear zich in het hacken van autosoftware bij het tweaken van motoren.

De tests bootsen de praktijk redelijk goed na dus kon de oorzaak van de discrepantie met de praktijk alleen maar in de motormanagementsoftware zitten. Dat die vrij voor de hand liggende deductieoefening niet eerder werd gedaan is omdat de auto zorgt voor collectief zelfbedrog als het aankomt op goed milieugedrag. We willen duurzaam leven maar wel zonder minder te consumeren. In Standort Deutschland geldt geen maximumsnelheid en de nieuwe baas van Volkswagen komt van Porsche.

Dus rust auto’s standaard uit met een zogenoemde PEMS (Portable Emission Measurement System). Het is grote maar niet onoverkomelijke technische uitdaging PEMS te krimpen tot een soort ‘elektronische enkelband’ om de uitlaat die realtime emissies meet en analyseert. De miniaturisering van gasanalyseapparaten gaat de laatste jaren best hard richting ‘lab-on-a-chip’. Tenslotte is de auto al een speerpunt in het oprukkende internet der dingen.

Maar autorijden is wordt daarmee niet ‘schoon’. De hoge uitstoot van stikstofoxiden, is een bijproduct van steeds hogere inlaatdruk en hogere verbrandingstemperatuur. Daardoor kan je met dezelfde hoeveelheid brandstof meer kilometers maken. Wat verfijnder is het onderzoek naar de processen in cilinders en verbrandingskamers maar dat levert maar mondjesmaat nieuwe inzichten op. Het emissieprobleem is daarom uiteindelijk maar opgelost met een gemakkelijk te omzeilen houtje-touwtje techniek: het toevoegen van een ureumoplossing in de uitlaatgassen die de NOX afbreekt in elementair stikstof (N2, 78% van onze atmosferische lucht) en water.

Ook elektrisch rijden is overigens allerminst ‘duurzaam’. De uitstoot van de auto wordt deels verplaatst van het rijden er mee, naar de productie er van. En het rijden gebeurt op grotendeels ‘vuile’ stroom. Een carrosserie maken van carbon fibre reinforced plastic (CFRP) – nodig om het batterijgewicht te compenseren – kost per kilo ongeveer vijf keer zoveel energie als een stalen carrosserie. En staal is eenvoudig volledig te hergebruiken. Autoschroot is een welkom koelmiddel in het ruwijzerproces. Kunststof is slechts met veel moeite zeer gedeeltelijk en tegen hoge energiekosten te hergebruiken.

De winning van de benodigde zeldzame aardmetalen voor onder meer permanente magneten en batterijen is nog steeds zeer vervuilend, giftig, en vreet energie en ruimte. Daarom komen de meeste zeldzame aardmetalen uit China: dat heeft een groot platteland met een onmondige bevolking en er gelden lakse milieuregels. De volgende ‘scam’ dient zich hier al aan. Elektrisch rijden betekent het ene milieuprobleem verruilen voor het andere.

De auto is nochtans een prachtige uitvinding en auto’s zijn gestaag minder vervuilend en veiliger geworden. Maar duurzaam is autorijden nog lang niet en de vraag is of het dat ooit zal worden. De grote milieuwinst is ook niet te verwachten van een bepaalde aandrijf- of fabricagetechnologie maar van vermindering van het aantal auto’s door autodeelsystemen. Daar zit veel meer toekomst in omdat dit iets doet aan die andere schaduwzijde van auto’s: het enorme ruimtebeslag in onze woonomgeving, vooral onze binnensteden, en de slechte gebruiksefficiëntie: een personenauto wordt gemiddeld minder dan een uur per dag gebruikt. Maar minder auto’s, daar zullen ze bij Volkswagen niet echt blij van worden.

(Dit artikel verscheen op 9 oktober 2015 in Het Financieele Dagblad)270776820-Van-den-Brink-pdf (2) 284165570-Dieselgate-FD-20151009 (2)