Maatregelen bij vervoer en transport

Vervoer en transport

Emissieloos vervoer en transport

Maatregelen die zorgen voor emissiereductie van broeikasgassen bij vervoer en transport leiden tot ingrijpende veranderingen in deze sector. Om de broeikasgasemissies te beperken moet de hele infrastructuur van vervoer en transport worden aangepast. Bijvoorbeeld; in plaats van tankstations voor fossiele brandstoffen moeten er laadstations komen voor het laden van batterijen of tankstations om waterstof of biobrandstoffen in te nemen. Hieronder worden de ontwikkelingen geschetst van: batterijen voor elektrische auto's, brandstoffencellen die elektriciteit leveren, laadpalen en biobrandstoffen. Al deze elementen spelen een rol in de overgang naar emissieloos vervoer en transport. De ontwikkelingen in de verschillende transportmiddelen worden daarna besproken.

Batterijen

De elektriciteit voor het voeden van de elektromotor van een elektrisch voertuig komt meestal uit een batterij. In een batterij wordt elektrische energie als chemische energie opgeslagen. Verschillende typen batterijen zijn geschikt voor opslag van elektriciteit. Het voordeel van een batterij voor voeding van elektromotoren is dat, bij gebruik van het voertuig, geen emissies vrijkomen. Ze dragen ter plaatse niet bij aan de CO₂-emissie en omdat ze ook geen fijnstof en stikstofoxiden uitstoten dragen ze ook niet bij aan de luchtvervuiling door het verkeer. Nadelen van batterijen zijn het relatief hoge gewicht en de beperkte energie-inhoud. In elektrische auto's worden vooral lithiumbatterijen gebruikt, omdat deze een relatief laag gewicht bij een hoge capaciteit hebben. Ter vergelijking; benzine levert 46 MJ per kg gewicht, een lithiumbatterij levert maar 3 MJ per kg gewicht. Een ander nadeel, behalve de relatief lage energiedichtheid, is dat het enige tijd kost voordat een batterij weer is opgeladen.

Brandstofcellen

Een brandstofcel is net als een batterij een elektrochemische cel. Ook in een brandstofcel wordt chemische energie van een brandstof omgezet in elektriciteit. Bij een brandstofcel wordt de chemische energie echter voortdurend toegevoerd in de vorm van een brandstof. Zolang de toevoer van energie in stand wordt gehouden produceert de brandstofcel elektriciteit. Brandstofcellen hebben niet het nadeel van het hoge gewicht dat batterijen hebben. Bij gebruik in een voertuig hebben ze een relatief laag gewicht. De cel hoeft niet opgeladen te worden. De brandstof kan worden getankt aan de pomp net zoals dat nu gebeurt voor benzine, diesel of LPG. Als er waterstof wordt getankt dan gebeurt dat bij een hogere druk dan gebruikelijk bij LPG. Eind 2022 waren er 18 operationele en openbare waterstoftankstations in Nederland aanwezig, waarvan er 16 geschikt waren voor de personenauto. Bij gebruik van waterstof als brandstof bestaat de emissie uit water. Als er voor de brandstofcel andere brandstoffen dan waterstof worden gebruikt dan bestaat de emissie voornamelijk uit CO₂, de andere emissies zijn laag. De Europese Unie streeft naar meer tankstations, waar vrachtwagens waterstof kunnen tanken. In 2031 moet er om de 200 km een waterstof tankstation staan [Rijksdienst voor Ondernemend Nederland], [Volkskrant].

Laadpalen

In Nederland staan de meeste laadpalen van Europa en het aantal laadstations voor elektrische auto's wordt voortdurend uitgebreid. Midden 2024 waren er in totaal ongeveer 761 duizend laadpunten in Nederland. Het overgrote deel zijn privé laadpunten aan huis, ongeveer 591 duizend. Daarnaast zijn er ongeveer 165 duizend openbare en semi-openbare laadpunten, bij kantoren, bedrijventerreinen, supermarkten en langs de snelwegen en ongeveer 10 duizend snelladers. Volgens een Europese richtlijn moet er één oplaadpunt per 10 elektrische auto's beschikbaar zijn. In Nederland wordt hier ruimschoots aan voldaan met een laadpunt per 5 auto's, maar over heel Europa gerekend wordt dit niet gehaald. Volgens de Europese Commissie moet het aantal laadpalen in 2030 zijn gestegen tot 3,5 miljoen. Verder moet er, op iedere 60 km, één elektrisch laadstation langs de weg zijn waarmee elektrische auto's, bussen en vrachtwagens kunnen worden opgeladen [Rijksdienst voor Ondernemend Nederland], [Volkskrant].

Een nieuwe stap is gezet met het plaatsen van de eerste 'slimme' laadpalen die ook elektriciteit aan het net kunnen terug leveren als de elektriciteitsvraag hoog is. De batterijen in elektrische auto's worden dan een middel om een overvloed aan elektriciteit, uit wind- en zonne-energie, op te slaan in batterijen en die, op moment van een tekort aan elektriciteit, weer terug te leveren aan het elektriciteitsnet. Elektrische auto's kunnen op deze manier bijdragen aan het in balans te houden van het elektriciteitsnet [Rijksdienst voor Ondernemend Nederland], [Volkskrant].

Biobrandstoffen

Een andere manier om de uitstoot van personenwagens en vrachtauto's klimaatneutraal te maken is het gebruiken van biobrandstoffen als brandstof voor de verbrandingsmotor. Daarbij wordt wel kooldioxide uitgestoten. Deze kooldioxide wordt echter door nieuwe aanplant weer vastgelegd in de gewassen die als basis dienen voor de biobrandstoffen. Het gebruik van biobrandstoffen biedt nog een aantal andere milieuvoordelen. Bij het gebruik van biodiesel in voertuigen is de verbranding beter. Dit leidt tot een lagere uitstoot van roet, koolwaterstoffen, koolmonoxide en aromaten. Biodiesel bevat bijna geen zwavel, de zwaveluitstoot is dan ook heel gering. In 2018 werd ongeveer 23 PJ aan biobrandstoffen, biobenzine en biodiesel, bijgemengd in de brandstoffen voor het wegverkeer. Het bedrijf Renewi produceert bio-lng uit supermarkt-afval als brandstof voor vrachtwagens. Jaarlijks wordt ongeveer 3.400 ton bio-lng geproduceerd [CBS Statline], [Volkskrant].

Voor de luchtvaart wordt duurzame kerosine ontwikkeld, speciaal voor het gebruik in vliegtuigen. Batterijen zijn in de luchtvaart nauwelijks een optie voor grote vliegtuigen omdat de energiedichtheid te laag is en de batterijen te zwaar [Volkskrant.

Personenauto's

Personenauto's in Nederland

Het rendement van de huidige verbrandingsmotor in personenauto's is laag; 15 tot 25 procent. Andere nadelen van verbrandingsmotoren zijn de schadelijke emissies van fijnstof en stikstofoxides. In 2018 reden er, inclusief de buitenlandse auto's op Nederlands grondgebied, 9,4 miljoen personenauto's in Nederland. Gezamenlijk reden deze auto's 110 miljard kilometer, dat is ongeveer 13 duizend kilometer per auto per jaar [CBS Statline].

In 2018 was de specifieke emissie van personenauto's 177 gram CO₂ per kilometer. Volgens een Europese norm mogen nieuwe auto's vanaf 2021 niet meer dan 95 gram CO₂ per kilometer uitstoten. De norm geldt, voor elke autofabrikant, als een gemiddelde over alle nieuw geproduceerde auto's van hun merk. Verbrandingsmotoren voldoen meestal niet aan deze norm. Daarom ontwikkelen autofabrikanten in toenemende mate elektrische en hybride auto's om de gemiddelde uitstoot van hun nieuwe auto's omlaag te brengen. In 2020 kwam de gemiddelde CO₂-uitstoot van nieuwe brandstof auto's uit op ongeveer 108 g/km, met elektrische auto's komt dat uit op 86 g/km, daarmee werd voldaan aan de Europese norm. Een andere drijfveer voor autofabrikanten om elektrische auto's te ontwikkelen is het voornemen van de Europese Unie om auto's en busjes op benzine en diesel vanaf 2035 verbieden. Ook in de Amerikaanse staat Californië moeten alle nieuwe auto's, die vanaf 2035 worden verkocht, emissie vrij zijn. Verbrandingsmotoren blijven wel toegestaan voor auto's die op de zogenaamde e-fuels rijden. E-fuel is een afkorting voor elektro-fuel, dit is een synthetische brandstof die wordt geproduceerd met hernieuwbare energie. Een doel van de Nederlandse overheid is dat in 2030 alle nieuw verkochte auto's emissievrij zijn. Ofwel er mogen dan geen personenauto's met een fossiele brandstofmotor worden verkocht en er mogen dan uitsluitend elektrische stekkerauto's op de markt komen. Een aantal landen werkt aan een verbod op de aankoop van brandstofauto's, in te gaan vanaf 2025. De oliemaatschappijen verwachten dat de vraag naar benzine en diesel de komende jaren zal afnemen door de groei van de elektrische auto. Onderstaande figuur geeft de ontwikkeling van het aantal personenauto's in Nederland en de verdeling naar brandstof van de auto's [Volkskrant], [Rijksdienst voor Ondernemend Nederland].

Het aantal personenauto's in Nederland neemt elk jaar toe. De figuur geeft het aantal Nederlandse auto's, niet de buitenlandse auto's die in Nederland rondrijden. Het merendeel van de auto's zijn benzineauto's, het aantal dieselauto's neemt de laatste jaren af. Het aantal elektrische auto's (BEV, PHEV en FCEV) stijgt daarentegen [Rijksdienst voor Ondernemend Nederland].

Elektrische personenauto's

De strengere eisen op de uitstoot van auto's en het toekomstige verbod op de verkoop van auto's met verbrandingsmotoren leidt tot een omschakeling bij autofabrikanten. Het Duitse autoconcern Volkswagen gaat meer dan 120 miljard euro investeren in elektrificatie. Het wil dat, halverwege dit decennium, één op de vijf nieuwe auto's een elektrische auto is, rond 2030 moet de helft van alle geproduceerde auto's volledig elektrisch zijn. Het Japanse autoconcern Mitsubishi wil vanaf 2035 alleen maar auto's verkopen die elektrisch aangedreven zijn. Er wordt geïnvesteerd in productiecapaciteit van batterijen voor elektrische auto's [Volkskrant].

Elektrische auto's kunnen worden aangedreven via batterijen of brandstofcellen. De werking van zowel de batterij als de brandstofcel berust op elektrochemische processen. De meeste elektrische auto's zijn uitgerust met batterijen. Er zijn verschillende typen batterij-auto's; volledig elektrische auto's met alleen een elektromotor en elektrische auto's met een elektromotor en een verbrandingsmotor. Enkele honderden auto's hebben een brandstofcel en lopen op waterstof. Het rendement van een elektromotor in een personenauto is veel hoger dan van een verbrandingsmotor en minimaal 50 procent. Dat is minstens twee keer zo hoog als het rendement van een auto met een zeer efficiënte verbrandingsmotor. De 72.000 volledig elektrische auto's die in 2020 nieuw zijn aangekocht in Nederland, zullen komende 10 jaar naar schatting 2,2 Mton CO₂-reductie bewerkstelligen. [Volkskrant], [Rijksdienst voor Ondernemend Nederland]

Energieverbruik van elektrische personenauto's

In 2018 reden personenauto's 110 miljard kilometer; daarbij verbruikten ze 262 PJ aan fossiele energie (benzine, diesel en LPG). Het gemiddelde specifieke brandstofverbruik van personenauto's met verbrandingsmotor komt daarmee op 2,4 miljoen Joule per kilometer. De totale CO₂ emissie van de personenauto's was 19 miljoen ton. De gemiddelde specifieke emissie van personenauto's komt daarmee op 173 gram CO₂ per kilometer. De benzine, de dieselolie en het LPG, waarmee auto's met verbrandingsmotor worden aangedreven, worden in raffinaderijen geproduceerd. Uitgaande van een hoog raffinaderijrendement van 98%, met een bijhorende jaarlijkse CO₂ emissie van 0,4 Mton, komt het specifieke verbruik van personenauto's met verbrandingsmotor dan in totaal neer op 2,4 MJ per kilometer, met een specifieke emissie van 177 gram CO₂ per kilometer [CBS Statline].

Het gemiddelde verbruik van een elektrische auto ligt tussen de 12 en 20 kWh elektriciteit per 100 kilometer. Voor het bepalen van het energieverbruik van een elektrische auto wordt uitgegaan van een verbruik van 20 kWh per 100 kilometer, ofwel 0,72 MJ aan elektriciteit per km. Dat is veel minder energie dan de 2,4 MJ per km van de gemiddelde personenauto met een verbrandingsmotor, maar dat is nog exclusief de energie voor het opwekken van de elektriciteit. Zouden de elektrische auto's in 2018 dezelfde afstand afleggen als de personenauto's met verbrandingsmotor, 110 miljard km, dan verbruiken de elektrische auto's 80 PJ aan elektriciteit. Rekening houdend met laad- en distributieverliezen betekent dat een te genereren hoeveelheid elektriciteit van 98 PJ. Met een brandstoffactor voor het opwekken van elektriciteit van 6,1 MJ/kWh betekent dat een verbruik van de elektrische auto van 1,5 MJ/km, ofwel 35% minder dan het verbruik van een auto met een verbrandingsmotor van 2,4 MJ/km. Voor het opwekken van elektriciteit wordt, bij verbranding van fossiele brandstoffen en van een deel van de overige brandstoffen, CO₂ uitgestoten. Met een emissiefactor van 390 gCO₂/kWh voor de elektriciteitsopwekking betekent dat een emissie van 9 grCO₂/km, ofwel 46% minder dan dat van een auto met een verbrandingsmotor die 177 grCO₂/km uitstootte.

Het resultaat is dat een elektrische personenauto, ten opzichte van een personenauto met verbrandingsmotor, gemiddeld ongeveer een derde minder energie verbruikt. De uitstoot van CO₂ wordt met bijna de helft gereduceerd. Rijden in een elektrische auto geeft een behoorlijke energiebesparing en een aanzienlijke reductie van de CO₂ emissie ten opzichte van het rijden in een personenauto met een verbrandingsmotor. Dit wordt nog gunstiger naarmate er meer hernieuwbare elektriciteit wordt opgewekt. Bovenstaande besparingscijfers zijn gebaseerd op cijfers van 2018. In 2018 werd in totaal 67 PJ aan elektriciteit opgewekt uit hernieuwbare bronnen, in 2020 is dat inmiddels gestegen tot 116 PJ, de emissiereductie van elektrische auto's wordt daarmee groter. In 2030 is naar verwachting de uitstoot voor een kilowattuur nog maar 100 gram CO₂, de uitstoot per kilometer komt dan neer op ongeveer 20 gram CO₂.

Elektrische auto's zijn beter voor het klimaat dan benzine- of dieselauto's. Gedurende zijn levensduur stoot een elektrische auto 50 tot 60% minder CO₂ uit dan auto's met verbrandingsmotoren. Dat percentage kan oplopen tot 85% als ze volledig op groene stroom rijden. Ze kunnen zelfs 100% minder uitstoten als ook de productie van auto's volledig duurzaam is [Volkskrant].

Vrachtwagens, bussen, kampeerauto's en zware dieselvoertuigen

Het vrachtvervoer in Europa gebeurt voor bijna driekwart met trucks. Het wegtransport is een van de speerpunten als het gaat om verduurzaming. Zwaar transport veroorzaakt meer dan een kwart van de uitstoot van broeikasgassen van het wegvervoer. Bijna al het vervoer gaat nog met dieseltrucks, in heel Europa zijn rijden nog maar ongeveer 2500 elektrische trucks rond. Op een volle tank voor 500 liter diesel kan een diesel truck bijna 2000 km rijden, een gemiddelde elektrische vrachtwagen met 540 kWh accucapaciteit haalt ongeveer 350 km.

De Europese commissie wil dat nieuwe vrachtwagens en bussen in 2040 90% minder CO₂ uitstoten. Nieuwe stadsbussen moeten al vanaf 2030 schoon zijn en dus rijden op waterstof of elektriciteit. Nieuwe zware vrachtwagens en touringcars moeten, vergeleken met 2019, in 2030 45% minder CO₂ uitstoten, in 2035 65% en in 2040 90%. Vanaf 2025 geldt ook de regel dat 2 procent van alle vrachtwagens, die de fabriek verlaten, emissievrij moet zijn. Deze regel dwingt fabrikanten om emissie-vrije aandrijflijnen te ontwikkelen. Voor regionaal transport zijn elektrische motoren gevoed door batterijen een goede optie; voor langere afstanden zijn dat vrachtauto's met een brandstofcel, gevoed door waterstof. Een elektrisch aandrijving voor zwaar vervoer komt langzaam in ontwikkeling [Volkskrant]

Tien landen hebben zich, tijdens de klimaattop in Egypte, aangesloten bij een Nederlands initiatief om vanaf 2040 alle nieuwe trucks en bussen emissie vrij te maken. Onder andere de Verenigde Staten, België en Ierland sloten zich bij het initiatief aan. Over de hele levensduur gerekend is een elektrische vrachtwagen nu al bijna goedkoper dan een dieselvrachtwagen omdat er minder onderhoud nodig is en de brandstofkosten voor elektriciteit, per afgelegde kilometer, lager zijn [Volkskrant].

Voor het openbaar vervoer met bussen heeft de regering 40 miljoen uitgetrokken als subsidie voor emissievrije bussen. Elektrische bussen zijn in bedrijf veel goedkoper, maar de aanschafprijs is veel hoger. De subsidie moet openbaarvervoerbedrijven overhalen om te investeren in emissievrije bussen. In 2021 is een op de vier bussen emissievrij, vanaf 2025 moeten alle nieuwe bussen emissievrij worden geleverd. In 2030 moet het complete openbare busvervoer emissievrij zijn. In Nederland leveren onder ander de busfabrikanten Ebusco en VDL elektrische bussen [Volkskrant].

Scheepvaart

Volgens Europese afspraken moeten binnenvaartschepen in 2050 op groene brandstof varen. In Nederland zijn er verschillende ontwikkelingen op gebied van elektrisch vervoer over water. Er zijn elektrische binnenvaartschepen ontwikkeld voorzien van containers gevuld met batterijen. Als de batterij leeg is kan deze worden vervangen door een container met volle batterijen. Er is ook een binnenvaartschip ontwikkeld wat vaart op waterstof. Een Nederlands biobrandstofbedrijf bouwt een demonstratiefabriek die duurzame scheepsbrandstof gaat produceren op basis van lignine uit biomassa [Volkskrant].

Luchtvaart

Alle grote vliegtuigbouwers werken aan toestellen die geen of minder CO₂ uitstoten. Hoognodig want de luchtvaart is nu verantwoordelijk voor ruim 3% van de wereldwijde uitstoot. KLM, met dochter Transavia, stootten in 2023 met al hun vluchten 12,5 Mton CO₂ uit. KLM wil in 2030 12% minder CO₂ uitstoten ten opzichte van 2019. Het vervangt daarvoor oude toestellen door nieuwe, die minder brandstof verbruiken. Daarnaast koopt het bedrijf ook steeds meer duurzame kerosine (SAF, sustainable aviation fuel), deze kerosine is echter 2,5 keer zo duur als gewone brandstof en er is nog te weinig productiecapaciteit [Volkskrant].

In de luchtvaart zijn batterijen voor grote vliegtuigen nauwelijks een optie omdat de energiedichtheid te laag is; de batterijen zijn te zwaar. De enige optie is om passagiersvliegtuigen te laten vliegen op hernieuwbare brandstof met een hoge energiedichtheid. De Europese Unie en de Nederlandse regering verlangen van de luchtvaartmaatschappijen dat in 2030 6% duurzame kerosine wordt bijgemengd. Kleine vliegtuigen voor korte afstanden zijn wel geschikt voor elektrisch vliegen. Een aantal kleine elektrische vliegtuigen zijn in gebruik voor personenvervoer over korte afstanden [National Geographic], [Volkskrant].