Ik laat zien hoe in Europa een elektrisch voertuig groener wordt na 20 tot 40 duizend kilometer rijden, niet 700 duizend zoals een bekende Belgische professor onlangs op televisie berekende. Hij heeft zijn berekening gecorrigeerd in een nieuwe blogpost maar op zo’n verwarrende manier dat ik de behoefte voel om het nog eens uit te leggen. Ik laat ook zien dat in de wetenschap feiten nog steeds feiten zijn en dat Damien Ernst en ik het er eigenlijk over eens zijn: we leven niet in een post-truth wereld!
NB: deze post is lang en nogal gedetailleerd. De kerngegevens staan in de vetgedrukte delen.
Twee weken geleden deelde de beroemde en indrukwekkende prof. Damien Ernst (Blondel Medal winner, onderzoeker op het gebied van supergrids die de energietransitie m oeten helpen) op televisie zijn berekeningen die zouden aantonen dat het meer dan de levensduur van de elektrische auto (697.612 km om precies te zijn) zou kosten om de opwarming van de aarde door de batterijproductie te compenseren.
Het nieuws verspreidde zich als een lopend vuurtje naar tientallen kranten en blogs. Maar het is overduidelijk onwaar (zoals Ernst inmiddels ook zelf heeft toegegeven) en veel mensen vroegen mij (als onderzoeker van de Technische Universiteit Eindhoven over dit onderwerp) vervolgens om het recht te zetten. Dus schreef ik stap voor stap een debunking thread op twitter (zelfs vertaald naar Italiaans) dat inspireerde tot blogs (bv. vrz, autospectrum, tweakers, dvhn, vaaju) en ik heb meerdere kranten geholpen met feitenchecks (bv. de Standaard, Algemeen Dagblad en de Volkskrant). Uit de Nederlandse kranten die de fout meldden, liet alleen de Telegraaf liet het ongecorrigeerd (wat jammer is omdat ze weliswaar krimpen maar nog steeds de grootste zijn).
Maar nu is Ernst terug met een nieuwe blogpost. Ik kreeg direct het gevoel dat zijn artikel zo moeilijk te volgen is en gelardeerd met zov eel negatieve meningen over elektrisch rijden dat de meeste media lijken te concluderen dat hij zijn aantallen heeft gehalveerd, terwijl hij het in feite 10-20x heeft verminderd als je echt begrijpt wat hij zegt. Vandaar de noodzaak voor voor mij om het verhaal recht te zetten. Er is daarvoor wel behoorlijk wat ontwarring en uitleg nodig, dus blijf even bij me.
Voordat we beginnen: Ik bewonder het werk dat Ernst doet. Ik zeg niet dat hij een slechte professor is en ik heb er geen enkel probleem mee als hij er terecht op te wijst dat het besturen van een grote elektrische auto slecht is voor het milieu. Mijn antwoord gaat over feiten. Dat is waar ik naar streef en dat is waar het in de wetenschap om draait. Ernst is het daarmee eens: “Als wetenschapper aarzel ik nooit om iets in twijfel te trekken wat ik beweerd heb als er nieuwe informatie is. Zo’n houding is de kern van het wetenschappelijk denken. Ik heb mijn berekeningen dus opnieuw gemaakt, maar ik heb de informatie uit deze ‘aanvallen’ geïntegreerd in mijn cijfers en zo de hypothesen die ik gebruikte voor mijn berekeningen uitgebreid, en heb er zelfs een veranderd die veranderd moest worden. Ik heb er geen probleem mee om dit feit te erkennen.” Dit is dus geen wedstrijdje ver-plassen! Het gaat om de cijfers.
Laten we beginnen.
Hoe slecht is de batterijproductie?
CO2 die tijdens de productie van batterijen wordt uitgestoten, draagt bij aan de opwarming van de aarde. Ernst claimde aanvankelijk dat er 312 kg CO2 werd uitgestoten per geproduceerde kWh batterij. Hij schat nu dat dat 127 kg is. Experts uit de industrie schatten het op 65 kg en zelfs dat getal zal lager worden wanneer batterijen worden geproduceerd met behulp van hernieuwbare energie.
Laten we eerst het meest ingewikkelde deel pakken: hoeveel CO2 wordt er uitgestoten bij de productie van de accu voor een elektrische auto?
We beschrijven de kracht van batterijen in kilowattuur of kWh. Eén kWh betekent dat je een elektrische motor met één kilowatt (duizend watt) een uur kunt laten draaien. Mijn eerste Nissan Leaf had 24kWh, maar middenklasse auto’s zullen rond de 60 kWh accu’s hebben – de grootste accu die je momenteel kunt kopen is 100 kWh.
Een moderne autoaccu weegt ongeveer 6 kilogram per kWh. Je kunt die accu tussen de 2.000 en 10.000 keer hergebruiken voordat je gaat recyclen. (Ter vergelijking: een liter benzine bevat ongeveer 10 kWh, maar je kunt deze maar één keer gebruiken en niet recyclen. Op dit moment vervangt 6 kg batterijen dus 200 tot 1.000 liter benzine vooraleer ze gerecycleerd worden.)
Vervolgens meten we de uitstoot in kg CO2 per kWh geproduceerde batterij. Op tv ging Ernst ervan uit dat er voor elke geproduceerde kWh 312 kg wordt uitgestoten. Hij corrigeert veel fouten, maar dit is de enige die hij duidelijk toegeeft. Hij beschrijft hoe hij een zeer theoretische publicatie over een prototypefabriek heeft gebruikt en dat de auteurs van de publicatie van een veel lagere CO2-uitstoot van 127 kg per kWh uitgaan wanneer ze de productie zouden opschalen.
Maar zelfs deze duidelijke correctie wordt lastig te begrijpen, omdat hij in zijn betoog allerlei aanvallen op elektrische auto’s en de productie in China in de strijd gooit en zegt dat in China, omdat de op kolen gebaseerde elektriciteitsmix die 127 kg zou verviervoudigen, gevolgd door: “Lang leve ‘Made in China’!
Ernst kan zichzelf blijkbaar niet helpen, maar er is een artikel uit 2017 specifiek over China dat de uitstoot op 97 kg CO2/kWh stelt: niet bepaald het viervoudige van de 127 kg die Ernst impliceert. De beste en meest recente bron in de literatuur (uit 2019) houdt het op 106 kg/kWh. En van insiders uit de industrie hoor ik dat grote state-of-the-art fabrieken al 65 kg/kWh halen. Harde cijfers zijn hier moeilijk te vinden, maar ik zou zeggen dat het veilig is om te zeggen dat de schattingen van Ernst nog steeds aan de hoge kant zijn.
Natuurlijk ligt de grootste belofte van elektrische auto’s in de toekomst. Als mijnbouwapparatuur elektrisch worden en batterijfabrieken steeds meer gebruik maken van zon en wind, kan de CO2-uitstoot uit de batterijproductie extreem laag worden. De batterijen zijn dan elke 10-15 jaar 50% lichter geworden en dit zal zeker nog een tijdje doorgaan. De publicatie die Ernst gebruikt is gebaseerd op batterijen die al zo’n 50% zwaarder zijn dan de nieuwste batterijen. In de toekomst zullen accu’s dus veel minder materiaal verbruiken en worden geproduceerd met schone elektriciteit. En daar komt nog bij: waarom zou je de batterij weggooien? Het is niet zo dat we de batterij door het gebruik hebben verbrand en de restanten de lucht in hebben geblazen, zoals bij benzine het geval is. Een tweede leven als thuisbatterij lijkt een goed idee. En hoewel recycling nog in de kinderschoenen staat omdat er nog maar weinig gebruikte autoaccu’s zijn, wordt het algemeen als de toekomst gezien. Al met al: accu’s hebben het potentieel om extreem lage CO2-uitstoot te krijgen (minstens 10x beter voor 2050 in mijn snelle overtuiging), terwijl er nog maar heel weinig vooruitgang mogelijk is voor benzine en diesel.
Hoe vuil is elektriciteit?
CO2-uitstoot tijdens de elektriciteitsproductie is ook een veroorzaker van de opwarming van de aarde. Om onverklaarbare redenen ging Ernst er eerst van uit dat Belgische elektrische voertuigen op Duitse elektriciteit rijden (550 gram/kWh). Hij neemt nu de EU-mix voor de komende tien jaar die hij op 317 gram per kWh pinnen. Ik leg uit waarom hij eigenlijk 289 gram bedoelt.
In de berekening op TV en in de eerste berekening op zijn nieuwe blog neemt Ernst een elektriciteitsmix van 550 gram/kWh. Hij zegt dat dit de energiemix van Duitsland is. Maar wat niet duidelijk is, is waarom je de Duitse energiemix moet nemen bij het maken van berekeningen voor een Belgisch publiek en Ernst legt dit niet uit. Maar een Belg stoot slechts de helft daarvan uit (257 gram/kWh) en de Europese mix ligt daar niet ver achter (296 gram/kWh volgens de meest recente bron).
Ik denk dat Ernst de lezers in verwarring kan brengen als hij in zijn nieuwe blogpost zegt: “Ik neem een nieuwe hypothese, positiever voor de elektrische auto” om te duiden dat hij stopt met het gebruik van de Duitse mix. Een betere formulering zou zijn: “Ik heb de fout gemaakt om de Duitse in plaats van de Belgische of Europese energiemix te gebruiken en heb dat gecorrigeerd.”
Zijn “nieuwe hypothese” is dus dat we de komende tien jaar naar de EU-mix moeten kijken en dat dit 275 gram/kWh is.
Hij zegt dan dat we de verliezen van het laden/ontladen van de batterij en de verliezen van het elektriciteitsnet mee moeten tellen. Maar als ik naar zijn cijfers kijk, telt hij dubbel op voor het laden/ontladen van de accu. Ofwel dat, ofwel vergelijkt hij met een elektrisch voertuig dat zo groot is dat je het niet kunt kopen. Als ik de dubbeltelling van het laden/ontladen corrigeer dan kom ik uit op 289 gram CO2 per kWh.
Nu zal ik dit getal in mijn scenario’s meenemen, maar ik moet er tegelijk wel op wijzen dat hij erg pessimistisch is. Ten eerste gaat hij ervan uit dat de elektrische auto maar 10 jaar zal rijden. Maar de gemiddelde leeftijd van auto’s in Nederland is 19,6 jaar en Tesla accu’s kunnen al langer meegaan dan dat terwijl nieuwe accu’s nóg veel trager afbreken. (Een van mijn Master studenten doet momenteel een literatuuronderzoek en de winst is verbluffend.)
Ernst gaat er ook van uit dat de Europese energiemix de komende tien jaar niet groener wordt. Ik moet er dan op wijzen dat geen enkele energievoorspelling of energieplan dat ik ken hem hierin volgt. Ik zou zeggen dat de gemiddelde voorspelling voor 2030 op 200 gram/kWh ligt.
De productie van benzine
In zijn eerste berekening vergat Ernst de CO2-uitstoot veroorzaakt door de productie van benzine mee te rekenen. Hij neemt dit nu op en het verhoogt de uitstoot van benzine-auto’s met 40%.
Als Ernst deze berekeningen vaker zou maken, zou hij deze beginnersfout niet hebben gemaakt. Hij verwart zijn lezers opnieuw door te zeggen dat dit slechts “een hypothese” is die “vriendelijk is voor het elektrische voertuig”. Maar elke expert weet dat als je de productie van elektriciteit meetelt, je ook de productie van fossiele brandstoffen moet meenemen. Dus een duidelijkere formulering zou dat zijn: “Ik ben vergeten om de productie van benzine op te nemen, maar ik heb het toegevoegd in mijn nieuwe berekening.”
Dit maakt eerlijk gezegd een enormverschil. De CO2 per liter benzine stijgt van 2,28 kg naar 3,2 kg. Dit betekent dat de uitstoot van het benzinevoertuig toeneemt met maar liefst 40%.
Hoe veel energie verbruiken elektrische en benzinevoertuigen?
Om onduidelijke redenen heeft Ernst besloten om een groot elektrisch voertuig te vergelijken met een kleine benzinewagen.
Dit is voor mij de vreemdste correctie. Ernst vergeleek eerst een klein benzinevoertuigje met een gemiddeld elektrisch voertuig. Nu besluit hij ineens dat hij een klein benzinevoertuigje wil vergelijken met de grootste elektrische auto die hij kan vinden. Dat is natuurlijk zijn keuze, maar hij maakt deze keuze niet duidelijk aan zijn lezers. Laat me dus helderder zijn.
Ernst neemt een elektrisch voertuig met een vermogen van 0,23 kWh/km en vergelijkt het met een benzinewagen die 6 liter per 100 km verbruikt.
Ik heb een kleine vergelijking gemaakt van het energieverbruik van verschillende voertuigen op de site van het Amerikaanse Environmental Protection Agency om te laten zien hoe vreemd dit is.
(Ik gebruik Amerikaanse cijfers omdat de officiële cijfers in Europa verkeerd zijn vanwege de autolobby.).
Zoals je kunt zien is 0,23 kWh/km gelijk aan een Tesla model X: een grote SUV. Een directe vergelijking zou een Porsche Cayenne zijn: iets kleiner en langzamer maar ze komen bij elkaar in de buurt. Een vergelijkbaar benzinevoertuig zou dus 11,28 liter per 100 km verbruiken. In plaats daarvan vergelijkt Ernst de grote elektrische wagen met een auto van 6 liter per 100 km. Dat is minder dan een VW Golf met een kleine motor en handgeschakelde versnellingsbak.
Ernst’s nieuwe conclusie is moeilijk te vinden
De enige echte conclusie is dat je een expert moet zijn om te begrijpen wat zijn nieuwe resultaten zijn.
Een conclusie trekken uit dit alles is eenvoudig. Maar Ernst is blijkbaar verwarrend voor veel lezers als ik zie wat ze zeggen op Twitter en in kranten. Ze denken dat het antwoord op zijn berekeningen te vinden is onder de titel: “En nu de berekening!” Maar in die rekensom rijden de Belgische/Europese auto’s nog steeds op de Duitse door kolen gedomineerde elektriciteitsmix (?) terwijl de productie van benzine nog steeds buiten de berekening is gehouden (?). Het is mij niet duidelijk waarom je de resultaten van deze foute veronderstellingen zo prominent zou willen weergeven.
In het tweede deel corrigeert hij dat het gebruik van de Europese elektriciteitsmix met inbegrip van de benzineproductie, maar zet de resultaten in een onopvallende paragraaf onder de nieuwe “Hypothese 5” waar hij zegt:
“Laten we proberen hypothese 1 en hypothese 2 opnieuw te bespreken. Deze twee hypothesen leiden tot een CO2-uitstoot van ongeveer 10.153 kg voor de productie van een batterij van 80 kWh. Zoals eerder besproken, kan de CO2-uitstoot bij de productie van een accu sterk variëren, afhankelijk van waar de accu wordt geproduceerd. Het is erg moeilijk om hier een volledig duidelijk beeld van te krijgen. Ik heb de indruk dat we in 2019 ergens in het bereik van 8000 kg – 18000 kg CO2-uitstoot voor de productie van 80 kWh batterijen moeten zijn. Met onze nieuwe aannames zou een elektrisch voertuig met een accu van 80 kWh pas een lagere CO2-voetafdruk hebben dan een benzinevoertuig na ergens tussen 67.226 km en 151.259 km te hebben gereden.”
Wat Ernst in het lagere getal zegt, is dat: als batterijproductie dicht bij mijn gecorrigeerde bron ligt, als de Europese elektriciteitsmix niet schoner wordt dan nu en als ik een zeer grote elektrische auto met een kleine benzinewagen vergelijk, dan wordt de elektrische auto na 67.226 km schoner dan de benzineauto.
Het hogere getal – 151.259 km – zegt hetzelfde, maar gaat ervan uit dat de productie van batterijen 225 kg CO2/kWh uitstoot vergt, zonder daarvoor enige bron te noemen.
Als u dit verwarrend vindt: Ik was ook in de war.
De berekeningen
Als je de gecorrigeerde getallen van Ernst gebruikt, wordt een grote elektrische auto na 81.000 km groener dan een kleine benzinewagen. Als je soort met soort zou vergelijken, zou de elektrische auto al na ongeveer 35.000 km groener worden dan de benzineauto. Met behulp van de beste informatie die ik heb, zou ik het omslagpunt nu op 19.000 en in de toekomst op 7000 zetten.
En dat is echt geen rocket science, let maar even op.
Batterijproductie
Als we 127 kg CO2/kWh en 80 kWh vermenigvuldigen krijgen we (en ik citeer Ernst): “10.153 kg voor de productie van een 80 kWh batterij”. Ik rond Ernsts berekening af op 10.160 kg CO2 voor de productie van de batterij.
EV-emissies tijdens het rijden
0,23 kWh/km vermenigvuldigd met 289 gram/kWh betekent 66 gram CO2 per km voor de elektrische auto.
Benzine-uitstoot tijdens het rijden 6 liter/100 km vermenigvuldigd met 3.192 kg CO2 per liter betekent 192 gr CO2/km voor de benzinewagen.
Het resultaat
De elektrische auto stoot 192 – 66 = 125 gr CO2/km minder uit dan de benzinewagen. 10.160/0.125 = 81.248 km.
Dus na 81.248 km verslaat een Tesla Model X een kleine benzinewagen, op basis van Ernsts aanname.
Dat was scenario 1 in onderstaande tabel. Maar we kunnen ook de andere interessante scenario’s nog even bekijken.
Scenario 2. We kunnen de Tesla Model X vergelijken met een auto van zijn eigen grootte. Dan is het model X groener dan zijn tegenhanger (we namen de Porsche Cayenne) na 35 duizend km.
Scenario 3. We kunnen een elektrische VW Golf vergelijken met een benzine VW Golf aan de hand van de aannames van Ernst en concluderen dat deze na 41.000 km groener wordt.
Scenario 4. Opnieuw vergelijken we de eGolf met de benzine Golf met behulp van Ernsts nieuwe aannames, maar meten de batterijproductie volgens de beste officiële bronnen. Dit geeft een omslagpunt bij 35.000 km.
Scenario 5. Dit zijn mijn beste veronderstellingen: batterijproductie gebaseerd op schattingen van iemand die ik vertrouw en CO2-uitstoot gedurende de levensduur van de elektrische auto op basis van mainstream veronderstellingen. Dan kom ik uit op ongeveer 19.000 km rijden voordat de EV groener is.
Scenario 6. Dit is de toekomst waarvoor ik het allemaal doe. Mijnbouw en productie van batterijen zal gebruik maken van hernieuwbare elektriciteit en elektrische auto’s zullen rijden op hernieuwbare elektriciteit. Als dat gebeurt, worden ze na 7.000 km groener en zelfs nog minder dan dat wanneer de accu ook nog wordt gerecycled.
Conclusie
Elektrische auto’s zijn echt veel beter voor het klimaat dan benzine- of dieselauto’s, zelfs volgens de nieuwe berekeningen van prof. Damien Ernst en zeker volgens de meest actuele informatie.
PS: Ik hoop dat iedereen begrijpt dat videoconferencing, elektrische fietsen en treinen beter zijn voor het milieu dan grote auto’s, elektrisch of niet.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
