Richard smokers tno
-
Upload
zerauto-nl -
Category
Documents
-
view
1.084 -
download
0
description
Transcript of Richard smokers tno
PEM-workshop, Ecomobiel congres, 21 september 2010
Elektrisch rijden als onderdeel van
de transitie naar duurzame
mobiliteit
Richard Smokers - TNO
2
Dimensies van duurzame mobiliteit:
issues / tijdschalen / proces
korte termijn middellange termijn lange termijn
2010-2020 2020-2030 2030-2050
issues
• luchtkwaliteit
• geluid
• klimaat
• energieafhankelijkheid
• bereikbaarheid
• biodiversiteit
• ….
share in new vehicle sales
0%
20%
40%
60%
80%
100%
2010 2020 2030 2040 2050
conventional vehicles
sustainable vehicles
“valley of
death”
aandeel in nieuwverkopen
conventionele voertuigen
duurzame voertuigen
share in new vehicle sales
0%
20%
40%
60%
80%
100%
2010 2020 2030 2040 2050
conventional vehicles
sustainable vehicles
“valley of
death”
aandeel in nieuwverkopen
conventionele voertuigen
duurzame voertuigen
conventionele voertuigen
duurzame voertuigen
• systeeminnovatie
• transitie
peoplepeople
planetplanet profitprofit
equitableequitablebearablebearable
viableviable
sustainablesustainable
peoplepeople
planetplanet profitprofit
equitableequitablebearablebearable
viableviable
sustainablesustainable
3
Luchtkwaliteit: Conventionele auto is een
“moving target”
• Conventionele voertuigen worden steeds schoner
• Probleem luchtkwaliteit op middellange termijn opgelost
• Toegevoegde waarde van zero-
emission voertuigen t.o.v.
conventionele neemt op middellange
termijn af
• Elektrische voertuigen kunnen op
korte termijn bijdragen aan oplossen
problemen m.b.t. luchtkwaliteit als we
snel op probleemlocaties grote
aantallen voertuigen inzetten
• bijv. plan Amsterdam Elektrisch
maar dan anders
4
• 3 dB(A) = merkbare reductie• vergt factor 2 reductie in geluidsenergie = 50% stille voertuigen in vloot
• 10 dB(A) = halvering van ervaren luidheid• vergt factor 10 reductie in geluidsenergie = 90% stille voertuigen in vloot
Geluid: Veel stille auto’s nodig voor beperkt
effect en dan alleen nog in de stad
• Geluid is een hardnekkig probleem dat komende decennia
in belang zal toenemen door blijvende groei van verkeer
• geluid aandrijflijn bij
lage snelheden
dominant
• bij hoge snelheden
domineren banden en
windgeruis
maar dan anders
5
Klimaat: Transport moet in 2050 tenminste
80% CO2-emissies reduceren t.o.v. baseline
EU-27 all sectors
Annual growth rate: 1.4% p.a.
(average 2000-2005)
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050
EU
-27 C
O2
em
issio
ns (
1990 =
100%
)
95%
80%
EU-27 GHG emissions from transport
Benodigde reductie in geïndustrialiseerde
wereld om mondiale temperatuurstijging
< 2 C te houden
(EU ambitie voor reductie CO2-emissies, Presidency
Conclusions, Brussel, European Council, 29/30 oktober
2009)
Bron: grafiek op basis van data EEA 2009
sense of urgency
6
Energieafhankelijkheid: Vraag naar olie neemt toe.
Productie uit bestaande velden neemt sterk af.
Bron: IEA WEO 2008
7
Elektrische aandrijving is efficiënt en biedt mogelijkheid
om te rijden op alternatieve / duurzame energie
transport
90%distributie
90%
batterij
95%
zonne- /
windenergieelectromotor
80%
el. opwekking
40-45%distributie
90%
batterij
95%
fossiele
energieelectromotor
80%
transport
95%productie
90%distributie
97%
fossiele
energieICE
15-25%ICEV 12-20%
EV 27-31%
EV 62%
80%
70%
60%
90%
80%
70%
60%
90%
ke
ten
ren
dem
ent
• WTW CO2 voordeel hangt af van
• gebruikte energiebron
• vergelijking met benzine of
diesel
• verbruik EV
• kolen: -10 tot 20%
• NL-mix: 30 tot 55%
• EU-mix: 45 tot 70%
8
Hoge CO2-reductiedoelen alleen haalbaar met
combinatie van maatregelen
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
160%
1990 2050
CO
2 e
mis
sio
ns
(19
90
= 1
00
%)
total emissions
BAU baseline
scenario
efficiency
structure
volume
transport system
energy system
vehicles
behaviour
logistics
N.B.: Indicatief plaatje!!
voertuigen
gedrag
logistiek
efficiency
energiesysteem
duurzame energie
mobiliteitssysteem
structuur
volume
9
volume
structuur
efficiency
mobiliteitssysteem
energiesysteem
ruimtelijke inrichting
organisatie
samenleving
voertuigontwerp
aandrijfsysteem
economie
afmeting voertuigen
stroomlijn / gewicht
zuinige motoren
alternatieve
aandrijfsystemen
waterstof
elektriciteit
biobrandstoffen
energie-infrastructuur
aangrijpingspunten opties
verkeers-
management
ITSlogistieke systemengedrag
ruimtelijke ordening
logistieke systemen
modal shift
infrastructuur
nieuwe modaliteiten
Op meerdere paarden wedden: Elektrische
voertuigen zijn onderdeel van pakket van opties
1010
Wat is nodig om 2050 doel te halen?
Back casting
• In 2050 moet leeuwendeel van
de vloot rijden op duurzame
(hernieuwbare en/of CO2-arme)
energie
• Duurzame opties uiterlijk vanaf
2030 uitrollen
• Tussen nu en 2030:
• Conventionele auto’s zuiniger maken
• Duurzame opties uitproberen
• Geschikte opties tot technische en economische wasdom brengen
• Context creëren waarin uitrol kan plaatsvinden
• Beleidsinstrumentarium
• Infrastructuur
11
Elektrisch vervoer: product met veel gezichten
Charger
Power
Splitter
Charger
Charger
Charger
batterij-elektrisch
BEV / full EV
plug-in hybride (PHEV)
op basis van gecombineerd hybride
range-extender (E-REV)
plug-in serie hybride
plug-in hybride (PHEV)
op basis van parallel hybride
• Definities zijn niet zo relevant
• Er gaat elektriciteit en
evt. brandstof in en er
komen prestaties en
evt. emissies uit
• Welke auto is in welke
toepassing het meest
duurzaam?
12
Elektrisch vervoer: status van het product
• onzekerheid over:
• technische maturiteit batterijtechnologie, levensduur
• energiegebruik en milieuvoordelen in de praktijk
• veiligheidsaspecten
• inpassing in mobiliteitssysteem
• beperkte actieradius
• ontwikkeling aanbod komt langzaam op gang
• ombouwvoertuigen
• breed aanbod aan voertuigtypen, incl. bestelauto’s
en kleine vrachtwagens
• sluit goed aan bij zakelijke nichemarkten
• hoge prijs
• zorgen over kwaliteit en veiligheid
• OEM-voertuigen
• personenauto’s
13
Elektrisch vervoer: status van het product
• hoge kosten voor batterijen en voertuigen
• restwaarde van batterij?
• prijs OEM-voertuigen is nog geen reële prijs
• TCO bij huidige fiscale stimulering soms gunstig maar
meestal hoger dan van conventioneel voertuig
• hoe snel kunnen prijzen dalen?
• productievolume nodig voor leereffecten / economy of
scale
• teveel subsidie kan prijsontwikkeling verstoren
• te snelle groei van vraag leidt tot hogere prijzen en
overinvestering snel achterhaalde techniek
• welk marktmodel hanteren?
• structurele inpassing in fiscaal systeem?
• laadinfrastructuur moet nog ontwikkeld
• institutionele, juridische en andere praktische barrières
14
Laadinfrastructuur: meer grote experimenten nodig
• langzaam ~ 1-5 kW
typisch 100 km / 5 uur
• “snel” ~ 10-50 kW
typisch 100 km / 30 min
• supersnel ~ 100-500 kW
typisch 100 km / 3 min
• batterijwissel
~ 150 km/switch / 2 min
Bron: IEA-RETRANS
(TNO/ECN/RWTH)
Bron: IEA-RETRANS
(TNO/ECN/RWTH)
Experimenten nodig om dominant
design te bepalen:
• openbaar vs. eigen terrein
• langzaam vs. snel
• conductief vs. inductief vs. batterijwissel
• combinatie met smart grid en
(decentrale) duurzame energie
• betaalsystemen
• standaarden
15
Innovatiesysteem: De implementatie van elektrisch
vervoer vindt plaats in een complex krachtenveld
ontbreken
dominant design
en standaarden
concurrerende opties /
technieken
co-evolutie energie-
en mobiliteitssysteem
nieuwe stakeholders
en actoren
tegenkrachten
gevestigde belangen
verschillende
schaalniveau’s:
- geografisch
- bestuurlijk
- tijdschalen
kosten-
ontwikkeling
balans
people / planet / profit
nieuwe business-
modellen
gedrag
acceptatie
onverwachte
gebeurtenissen
communicatie
media
Elektrische
auto als
innovatie-
systeem
1616
Elektrische voertuigen: een transitie die met
beleid gemanaged moet worden
pilots + eerste
niches
toename
marktvolume
nieuwe niches
kostenreductie
+ product-
verbetering
vroege markt-
formatie
toename in
productie-
volumes +
R&D
massamarkt
introductie
toenemende investeringen in oplaadinfrastructuur
innovators early majority
early adopters
voor 2030 te
bereiken situatie• Transitie heeft tijd nodig
• Transitieproces vereist “innovators” en “early
adopters” met uithoudingsvermogen
• Voor grootschalige uitrol moet product qua
kosten en prestaties voldoen aan eisen van
“early majority”: valley of death
• Zicht nodig op toekomstige inbedding in
fiscaal systeem
share in new vehicle sales
0%
20%
40%
60%
80%
100%
2010 2020 2030 2040 2050
conventional vehicles
sustainable vehicles
“valley of
death”
aandeel in nieuwverkopen
conventionele voertuigen
duurzame voertuigen
share in new vehicle sales
0%
20%
40%
60%
80%
100%
2010 2020 2030 2040 2050
conventional vehicles
sustainable vehicles
“valley of
death”
aandeel in nieuwverkopen
conventionele voertuigen
duurzame voertuigen
conventionele voertuigen
duurzame voertuigen
huidige situatie
17
Niet stuk hypen: Transitie structureel op gang
brengen is belangrijker dan hoog aantal in 2020
• 1 miljoen in 2020 is niet realistisch
• enige honderdduizenden zou kunnen, inclusief
plug-in hybrides
• transitie structureel op gang brengen is belangrijker dan aantal
• te snelle “uitrol” levert risico’s, lock-ins en overinvestering in
techniek die snel verouderd is
oppervlak onder de zeer
optimistische curve:
1.000.000 voertuigen marktaandeel: 50%
oppervlak onder de zeer
optimistische curve:
1.000.000 voertuigen
oppervlak onder de zeer
optimistische curve:
1.000.000 voertuigen marktaandeel: 50%marktaandeel: 50%
18
Conclusies: niet of/of maar en/en
korte termijn middellange termijn lange termijn
2010-2020 2020-2030 2030-2050
incrementele technologie
conventionele auto’s schoner en zuiniger maken
transitiepaden
alternatieve aandrijving op duurzame energie
ook structurele veranderingen nodig in
mobiliteitssystemen en mobiliteitspatronen
inzetten op meerdere opties
nu beginnen met experimenteren en marktformatie
transitieproces goed monitoren en managen
19
Contact
Richard Smokers
TNO industrie & Techniek
Postbus 155
2600 AD Delft
Tel. 015-2697511
E-mail [email protected]
www.tno.nl