De circulaire economie van zero-emissievoertuigen
Hoe foute aannames en desinformatie een belangrijk debat verstoren
Emission Analytics brengt een kritische analyse van de emissies veroorzaakt door verschillende soorten voertuigen. Hierbij is geweten en algemeen onderkend dat elektrische voertuigen wel degelijk voor schadelijke emissies zorgen door hun productie. Toch wordt dit feit vaak ontkend door voorstanders van deze technologie, wat voor veel tegenstanders een ultiem argument vormt om ze in twijfel te trekken. Er is dan ook nood aan betere definities en tests om terug een open debat te krijgen over zero-emissievoertuigen.
Verhitte debatten
Vooral sinds Dieselgate is het debat over emissies van auto's ernstig verzuurd. Vooral de oppositie tussen elektrische voertuigen op batterijen (BEV) en interne verbrandingsmotoren (ICE) is op scherp gesteld. Hierbij speelt men vaker op de man dan op de bal, maar vreemd genoeg is men het doorgaans wel eens over de onderliggende feiten.
CO2-emissies beïnvloeden het klimaat en geen enkel voertuig is echt zero-emissie. BEV's zijn erg energie-efficiënt, maar de batterijen hebben een lage energiedichtheid. ICE's zijn weinig efficiënt, maar compenseren dit door brandstoffen met hoge energiedichtheid. BEV's reduceren CO2-uitstoot met ongeveer 50% gedurende de volledige levenscyclus, maar dit is erg afhankelijk van de specifieke locatie en manier van elektriciteit opwekken. Volledige, niet-plug-inhybrides reduceren CO2-uitstoot tot 30%, maar dit is eigenlijk niet genoeg. De materialen voor zowel batterijen als motoren zijn schaars en komen vaak voor in gevaarlijke of weinig stabiele plaatsen. Het verwerken van de materialen vraagt veel energie en creëert lokale vervuiling. Hernieuwbare elektriciteit is vooral periodiek beschikbaar, wat de echte kost verhoogt. Alle voertuigen creëren vervuiling, of het nu komt door de slijtage van banden en remmen of door hun constructie.
We kunnen ons dus afvragen waarom er toch zoveel onenigheid is. Een deel van de verklaring lijkt te liggen in verwarrende definities en de daaruit volgende aannames. Hét grote argument ten voordele van elektrische voertuigen is dat ze circulair zijn. BEV's zijn gedefinieerd als zero-emissie in de Europese regulaties voor gemiddelde CO2-uitstoot. Een logisch gevolg is dat BEV's niet anders kunnen dan volledig zonder emissies zijn, ondanks al het bewijs dat deze aanname tegenspreekt.
Veel voorstanders van BEV's houden dus vol dat ze geen uitstoot hebben, ook al weten ze dat dit eigenlijk niet waar is. Het staat namelijk zo gedefinieerd in de wetten. Deze tegenstelling zorgt voor spanning aan beide kanten van het debat, een soort cognitieve dissonantie die een verdere, kalme discussie ondermijnt. Nochtans blijft dit debat erg belangrijk en moeten we ervoor zorgen dat beloftes van mindere uitstoot ook effectief nagekomen worden.
Andere tests
Het definiëren van BEV's als zero-emissievoertuigen was geen toeval, net zoals het niet als dusdanig definiëren van andere technologieën zoals hernieuwbare of synthetische brandstoffen. Zelfs als een innovatieve vloeibare brandstof gecreëerd zou worden met groene elektriciteit en door het wegnemen van CO2 uit de atmosfeer, dan nog zou er CO2 vrijkomen bij de verbranding in het voertuig en zou het per definitie als even slecht als fossiele brandstoffen gezien worden.
Door upstream emissies te negeren, krijgen BEV's eigenlijk een dubbel voordeel: de upstream negatieve emissies van alternatieve brandstoffen worden genegeerd, net zoals de upstream positieve emissies van BEV's dat worden. BEV's lijken dus volop groen te zijn, terwijl een belangrijk vervuilend aspect buiten beschouwing wordt gelaten. Bij het definiëren van zero-emissie is het dus onvoldoende om te kijken naar wat er uit de uitlaat van voertuigen komt: het volledige productieproces is evenzeer van belang.
Vaak wordt er beweerd dat het te moeilijk is om de tests uit te breiden en meer elementen in acht te nemen dan enkel degene nodig voor de officiële certificatietesten voor emissiedoelstellingen. Recent lukt dergelijke uitbreiding van het testen echter wel voor de zogenaamde 'eco-innovaties'. Onder het huidige Europese certificatieregime zijn eco-innovaties nieuwe technologieën die werkelijke CO2-reducties bewerkstelligen buiten wat wordt gemeten binnen de bestaande certificatiecyclus.
Elke eco-innovatie moet zijn werking bewijzen aan de hand van een testprogramma, met allerlei technische richtlijnen van de Europese Commissie. Zo zijn er allerlei vereisten om überhaupt in aanmerking te komen, zoals het voordeel dat minstens 1 g/km moet zijn. De technologie mag ook enkel bijdragen tot de veiligheid of prestaties van het voertuig en niet het comfort en het mag ook niet afhangen van het rijgedrag van de chauffeur.
Kortom, de Europese Commissie heeft een systeem ingesteld dat de kerndoelstellingen voor CO2 complementeert, waarbij werkelijke verbeteringen kunnen aangetoond worden. Er is echter nog geen manier om de waarde van CO2-reductie door synthetische brandstoffen te erkennen. Voorlopig heeft de Commissie zich enkel geëngageerd om de mogelijkheden voor 2026 te bekijken. Deze brandstoffen worden natuurlijk wel gepromoot door het renewable fuels directive, maar dit helpt fabrikanten niet om hun gemiddelde CO2-doelstellingen te behalen. Uiteindelijk maakt het dus geen verschil voor de motivaties om BEV's te produceren en te verkopen.
Keuzes
Met andere woorden, het is een bewuste keuze van overheden en regulatoren om geen mechanisme te installeren dat toelaat om upstream emissies te belonen of te bestraffen. Zolang dit het geval is, kan enkel waterstof de strijd aangaan met BEV's. Dit leidt tot enkele vreemde situaties. Zo wordt een voertuig op waterstofcellen aangedreven door 'grijze' waterstof - waterstof gecreëerd van natuurlijk gas door gebruik te maken van methaan stoomreformatie zonder de vrijgekomen broeikasgassen op te vangen - als zero-emissie gezien, terwijl een synthetische brandstof gemaakt met schone elektriciteit en door het weghalen van CO2 uit de lucht op dezelfde hoop wordt gegooid als fossiele brandstoffen. De eerste methode is nochtans vele malen vervuilender dan de tweede.
Het is allemaal erg paradoxaal, maar het is wel de keuze die momenteel gemaakt wordt. Toch is dit niet de goed-nieuws-show over synthetische brandstoffen. Ook deze vragen erg veel energie om te maken en kunnen momenteel dus niet opgeschaald worden om een echt verschil te maken. Hiervoor hebben we nood aan grote hoeveelheden goedkope elektriciteit die opgewekt is door weinig CO2 uit te stoten. Brandstoffen gemaakt van hernieuwbare grondstoffen zoals gebruikte olie om te koken, zijn doorgaans ook beperkt door de limieten van deze grondstoffen. Bovendien vraagt de conversie erg veel energie.
De optimale aanpak lijkt het toestaan van een bepaalde aanwezigheid van deze brandstoffen binnen het wagenpark van fabrikanten, op twee voorwaarden. Ten eerste zou de afkomst moeten geverifieerd worden om zo zeker te zijn dat het product echt is. Gezien de druk op bepaalde grondstoffen en gewassen, is fraude zeker een optie. Ten tweede moeten we zeker zijn dat de chemische samenstelling van deze grondstoffen niet leidt tot nieuwe of verhoogde uitlaatemissies.
Nieuwe technieken
Emission Analytics heeft daarom meer verfijnde technieken ontwikkeld om dergelijke uitstoot te meten en te analyseren. Ze maken gebruik van tweedimensionale gaschromatografie en time-of-flight massaspectrometrie. Deze technieken laten toe om zowel brandstoffen als uitlaatgassen gedetailleerder te analyseren, met een uitgebreid chemisch profiel als resultaat.
Zo'n chromatogram levert in feite een soort vingerafdruk af voor elke brandstof. Deze is uniek voor elke soort en kan gebruikt worden als een soort referentie voor andere stalen. Honderden verschillende organische stoffen worden weergegeven, gescheiden in twee dimensies (molecuulgrootte en elektrische lading). De intensiteit van de kleur geeft de mate van aanwezigheid van de stof weer. Op deze manier kan men nagaan of een bepaalde brandstof wel degelijk is wat het claimt te zijn, in plaats van een meer vervuilende oplichter.
Verschillende brandstoffen kunnen leiden tot verschillende uitlaatgassen, waarvan sommige misschien niet gereguleerd zijn. De methode van Emissions Analytics laat toe om de uitstoot van VOS (vluchtige organische stoffen) nauwkeurig te meten. Hierdoor kunnen de beloofde specificaties van fabrikanten effectief gecontroleerd worden. Er is dus geen enkele reden om synthetische brandstoffen niet op te nemen in het CO2-doelstellingenprogramma of de Euro 7-emissielimieten. Incorporatie in Euro 7 zou slechts een kleine stap voorbij het huidige voorstel vragen om zo specifiek stoffen zoals formaldehyde en acetaldehyde in het vizier te nemen.
Toekomst
Terwijl de Europese Commissie nadenkt over haar rapport over hernieuwbare brandstoffen voor 2026, blijven BEV's genieten van een legislatief voordeel. Hun marktaandeel zal waarschijnlijk blijven groeien, zelfs al zouden de vele subsidies wegvallen. Ze bieden uiteraard veel voordelen, zoals veel koppel en goedkopere werking, vooral in de stad.
BEV's komen echter tekort wat veel noden in de echte wereld betreft; of ze beantwoorden hier toch niet zo goed aan als ICE's. Zoals gezegd zijn ze ook bijlange na niet zero-emissie. Toch kunnen enkel BEV's winnen wanneer de huidige definities en tests behouden blijven. Pas wanneer we aanvaarden dat met het huidige elektriciteitsnet alle voertuigen vervuilend zijn, kunnen we het belangrijke debat over de toekomst van persoonlijk transport verder voeren en innovatie de vrije loop laten.