Smart grid 2.0

Naar Japans model: hoge rendementen uit biogas, waterstof en elektromotoren, samen met zonnepanelen en batterijen.

Binnenkort bij een standaard gezin: een huis met zonnepanelen, warmtepomp en brandstofcel (FC, Fuel Cell), een grote BEV (Battery Electric Vehicle) voor dagelijks gebruik en een kleine BEV voor sporadisch gebruik.

De brandstofcel draait van oktober tot april op volle kracht (1.5 kW) en in de zomermaanden op lage kracht (0.5 kW) want dan neemt de zon deels de functie van de krachtcentrale over.

Overdag stockeert de kleine EV (35 kWh, 20.000€) de elektrische energie in zijn batterij. Tijdens de avondpiek geeft hij zijn vermogen af aan het huis en aan het elektrisch netwerk in de straat (lees: de buren). Tijdens de nacht ontlaadt de kleine EV verder in de grote EV (75 kWh) en wordt de grote EV ook opgeladen door de FC.

En de dag erna opnieuw van hetzelfde …

Voordelen:

  • Geen verzwaring nodig van ons duur elektrisch netwerk
  • Biogas geeft groene waterstof geeft groene elektriciteit, CO2 = 0
  • 1 kWh gas is 6 keer goedkoper dan 1 kWh elektriciteit, investeringskost is dus snel terugverdiend
  • Rendement EV = 3x hoger dan rendement verbrandingsmotor
  • Rendement FC = 2.5x hoger dan huidig elektrisch rendement uit stopcontact
  • Totaal verbruik huis + auto’s = verbruik oude gasketel (20.000 kWh/jaar)
  • Geen extra verbruik van auto’s

Schaken op z’n Japans. Het klinkt ingewikkeld, maar is het niet. Alle technieken zijn operationeel en betrouwbaar. Er zijn vandaag ongeveer 300.000 brandstofcellen in Japan, tegen 2030 worden dat er 5 miljoen die decentraal groene elektriciteit opwekken. Grote centrales met lage rendementen en dure elektrische infrastructuur is niet nodig.

Wat houdt ons dan tegen ? Onbekend = onbemind.

David vs Goliath

Nikola Tesla: wisselstroomspecialist eind 19de, begin 20ste eeuw.

Uit het niets verscheen begin dit millennium een dissident automerk dat op korte tijd een begrip geworden is in het nieuwe autorijden, het elektrisch rijden. Toen al kregen de andere autobouwers, die achteroverleunend hun geld aan het tellen waren, een spreekwoordelijke klets in het gezicht.

Het rendement van elektrische motoren (80%) is een dikke 3x hoger dan dat van verbrandingsmotoren (25%), elektromotoren zijn superieur.

Een gemiddelde elektrische auto met een batterij van 50 kWh komt daarmee 300 km ver. Een gelijkwaardig voertuig pruttelend op diesel heeft ongeveer 15 liter (= 150 kWh, 1 liter diesel = 10 kWh) nodig om diezelfde 300 km te rijden, en heeft dus 3x meer energie nodig dan zijn elektrische broer. Yep, het verhaal van efficiëntie.

Vanwege dat hoge rendement en tal van andere voordelen (onderhoudsarm, hoog koppel, stil, milieuvriendelijk, …) is de elektromotor met zekerheid een blijver voor de komende decennia. Verbrandingsmotoren daarentegen zullen enkel nog maar in hybride variant degraderend interessant zijn. Ondertussen zijn alle automerken zich ook bewust van de vele pluspunten van de elektromotor en gaat het gros van hun budget naar de elektrificatie van het wagenpark. De auto-industrie zit in een nieuwe revolutie met de mens en natuur als winnaar. Goed bezig !

Eén miljard euro nodig in België om de elektrische netten te versterken voor het voeden van al deze wagens ? Nope, laad ze op met zelfgemaakte stroom aan hoog rendement, groener en goedkoper, en het kan op hetzelfde moment.

It’s all about efficiency my dear !

Het woord is hier al meermaals gebruikt, efficiëntie.

  • mijn zoon rijdt het gras af in 45 minuten, ik in 60
  • de oude auto van uw buurman verbruikt 8 l/100km, uw hybride maar 4
  • Messi maakt 45 goals per jaar, Jef Klak komt aan 10
  • secretaresse Maria behandelt 120 mails per dag, Magdalena maar 50

Tal van voorbeelden uit onze leefwereld, tijdens het werk, ervoor en erna. We weten dat er verschillen zijn, maar vergeten soms dat ze bestaan.

Idem dito voor een kWh. Wat we doen met een kWh is belangrijk in de energiewereld, en daarom ook bepalend voor onze wereld van de CO2. Is 1 kWh = 1 kWh ? Nope, waar de kWh vandaan komt is cruciaal, maar wat we er mee doen is even essentieel.

  • oude mazoutketel vs warmtepomp: 70% vs 400%
  • verbrandingsmotor vs elektromotor: 25% vs 80%
  • stopcontact vs stopcontact via brandstofcel: 35% vs 85%
  • gloeilamp vs LED: 10% vs 50%

Rendement is de basis. No efficiency, no deal !

Ondertussen weet u ook dat een kWh uit hernieuwbare energie de absolute voorkeur geniet, en dat u de kWh uit fossiele brandstoffen best voor het hiernamaals laat.

Technologie & rendement voor auto’s

Technologie en de daarbij horende rendementen zijn in de samenleving reeds aanwezig om zo onze koolstofvoetafdruk te reduceren. Door hoge rendementen met elkaar te laten samenspelen worden mooie cijfers gebaard.

Hieronder een voorbeeld voor een kilometervreter die 40.000 km per jaar rijdt met een middenklasser, en thuis een brandstofcel (= Fuel Cell, FC) heeft staan.

De combinatie van rendementen zorgt ervoor dat het verschil in uitstoot zo groot is:

  • Rendement van verbrandingsmotor is 25%
  • Rendement van elektrische motor is 80%
  • Rendement van FC is 60% elektrisch (+ 25% thermisch)

Opmerking: bij de kostprijs is enkel rekening gehouden met de prijs (september 2019) van diesel en aardgas aan de pomp, en met de prijs van aardgas voor de brandstofcel die elektriciteit levert voor de batterijen van het elektrische voertuig. De FC* wordt gevoed met groengas.

Aanvulling:

  • Batterijen kunnen tot 90% gerecycleerd worden, een liter diesel kan maar één keer gebruikt worden (evenzeer voor 1 m3 aardgas/biogas natuurlijk).
  • Met zonnepanelen op het dak zakt de uitstoot van de elektrische auto nog verder.
  • De FC stoot enkel CO2 uit, het CNG voertuig nog andere onvolmaaktheden en de diesel is hierbij vergeleken het nec plus ultra voor de verkeerde componenten (ondanks ad blue en filtersystemen).
  • De properste autokilometer is deze met de elektrische deelauto of beter nog, is de kilometer die niet gereden wordt.

Groener rijden lukt wel, gewoon de technologie omarmen en de puzzel leggen.