Het gebeurt elk jaar. De dagen worden langer. Bij zonsopgang beginnen de grasmaaiers te schreeuwen. En dan stijgen onvermijdelijk de pompprijzen.
Weet je nog 2008? Nationale gemiddelden braken $ 4 per gallon. Je hebt niet zomaar getankt; u heeft eerst uw banksaldo gecontroleerd. Je hebt in je hoofd berekend of je de reis naar de winkel moet overslaan.
Die pijn is nog vers. Er komen nieuwe wandelingen. Wij zoeken dus naar alternatieven. Geen alternatieven voor ooit. Degenen die u nu daadwerkelijk kunt kopen of rijden.
Hier vindt u de top 10 van alternatieve brandstoffen die momenteel op de weg zijn. Laten we onderaan beginnen.
10: Waterstof
Waterstof lijkt het voor de hand liggende antwoord. Het is het meest voorkomende element in het universum. Het brandt schoon. De enige uitstoot is waterdamp.
Maar het in je tank krijgen is het moeilijkste deel.
Je kunt het niet zomaar oppompen bij een gemiddeld tankstation. De infrastructuur is schaars. Zo schaars dat de meeste automobilisten nooit een station binnen handbereik zullen zien.
De technologie bestaat. De brandstofcel-elektrische voertuigen (FCEV’s) zijn echt. Ze bieden een actieradius die vergelijkbaar is met die van benzineauto’s. Het tanken duurt minuten, geen uren.
Toch blijft adoptie een niche. Waarom? Kosten. Het bouwen van de stations kost miljoenen. Het produceren van groene waterstof vereist een enorme energie-input.
Het is een veelbelovende technologie die vastzit in een catch-22. We hebben stations nodig om auto’s te verkopen. We hebben auto’s nodig om het bouwen van stations te rechtvaardigen.
Totdat die lus breekt, blijft waterstof in het laboratorium of in de garage van de liefhebber. Het is niet voor de massamarkt. Nog niet.
“Waterstof biedt schone emissies en snel tanken, maar mist de infrastructuur om wijdverbreide adoptie te ondersteunen.”
Dus als u op zoek bent naar een drop-in-oplossing voor uw huidige woon-werkverkeer, vergeet het dan. Blijf bij de pompen. Of wacht tot de infrastructuur zijn achterstand heeft ingehaald.
Ondertussen biedt de rest van de lijst opties die u daadwerkelijk kunt gebruiken. Opties waarvoor geen diploma in chemische technologie vereist is om te begrijpen.
Volgende: ethanol. Of beter gezegd: het gebrek daaraan. Maar daarover later meer.
Vergeet de Hindenburg. Het beeld van een enorm luchtschip dat in vlammen opgaat, zit vast in ons collectieve geheugen, maar heeft niets te maken met waarom waterstof een comeback maakt in de autowereld. Het moderne tanken van waterstof is eigenlijk opmerkelijk veilig. We kijken ook niet naar één pad vooruit. Er zijn twee verschillende manieren om waterstof onder de motorkap te plaatsen: elektrische voertuigen met brandstofcellen (FCEV’s) en auto’s met een waterstofverbrandingsmotor (H2ICE).
Hoe brandstofcelvoertuigen werken
In een brandstofcelvoertuig verbrandt de waterstof niet. Het reageert. De waterstof wordt in een brandstofcelstapel gevoerd waar het wordt gecombineerd met zuurstof uit de lucht. Deze chemische reactie genereert elektriciteit. Die elektriciteit drijft vervolgens elektromotoren aan die de wielen laten draaien.
Het is geen opstelling met alleen batterijen. Je laadt een pack niet op via een stopcontact. Je genereert stroom terwijl je bezig bent. De enige uitstoot die uit de uitlaat komt is waterdamp. Zuivere H2O. Niets anders.
Honda heeft deze technologie getest met de FCX Clarity. Het bedrijf verhuurde deze units aan chauffeurs in Zuid-Californië, waardoor praktijkgegevens werden verstrekt over hoe de technologie zich staande houdt in het dagelijks gebruik. Het rendement is hoog omdat je geen brandstof verbrandt om warmte te creëren en die warmte vervolgens in beweging probeert om te zetten. Je creëert rechtstreeks elektriciteit.
Het verbrandingsalternatief
Dan is er nog de andere route. Sommige ingenieurs besloten vast te houden aan de bekende verbrandingsmotor, maar ruilden de benzine in voor waterstof. Het klinkt als een recept voor een ramp, maar waterstof brandt anders. Het ontbrandt gemakkelijk en brandt schoner dan traditionele koolwaterstoffen.
Het resultaat? Nogmaals, waterdamp. Geen kooldioxide. Geen fijnstof.
BMW ging all-in met de Hydrogen 7. Het was een experiment in beperkte oplage, verhuurd aan geselecteerde personen in Duitsland en de VS. De tests waren onthullend. In sommige gevallen reinigde de auto zelfs de lucht eromheen. Het waterstofverbrandingsproces kan bepaalde verontreinigende stoffen die benzinemotoren uitstoten verminderen, waardoor een traditioneel uitlaatsysteem in een verrassend efficiënte luchtwasser verandert.
De infrastructuurkloof
Als deze technologie zo schoon is, waarom is deze dan niet overal aanwezig? Het is hetzelfde oude verhaal. Infrastructuur.
Er zijn nauwelijks waterstoftankstations. Om ze te bouwen zijn gespecialiseerde apparatuur, veiligheidsprotocollen en enorme kapitaalinvesteringen nodig. Benzinestations zijn overal. Op parkeerplaatsen duiken steeds meer elektrische opladers op. Waterstofstations? Je moet naar specifieke hubs rijden om ze te vinden. Die beperking zorgt ervoor dat waterstofauto’s een niche blijven, vooral beperkt tot staten als Californië en Hawaï, waar overheden de uitbouw subsidiëren.
Maar waterstof is niet de enige alternatieve brandstof die om uw aandacht vecht. We gaan verder met de meest alomtegenwoordige energiebron in de moderne auto.
9: Elektriciteit
Elektrische auto’s zijn in de jaren 2010 niet zomaar uit de lucht komen vallen. De eerste auto’s reden eigenlijk op elektriciteit. Ze verdwenen gewoon omdat de technologie er nog niet was. Tegenwoordig zijn elektrische voertuigen eindelijk praktisch. Het knelpunt? Batterijen.
Het verplaatsen van een zware metalen kist met snelwegsnelheden kost snel energie. Oude EV’s hadden een verschrikkelijk bereik en het duurde een eeuwigheid voordat ze bijgevuld waren. Voer lithium-ionbatterijen in. Je kent ze van je telefoon of laptop. Ze laden sneller op. Ze hebben meer lading. En ze zijn lichter.
Autofabrikanten gebruiken deze technologie om echte auto’s te bouwen. De Tesla Roadster gebruikt deze pakketten voor acceleratie op supercar-niveau. Maar nog niet iedereen gaat volledig elektrisch.
Elektrische voertuigen met groter bereik (EREV’s)
Sommige auto’s overbruggen de kloof. Neem de Chevrolet Volt. Het maakt gebruik van een lithium-ionbatterijpakket in combinatie met een verbrandingsmotor. Hierdoor ontstaat een elektrisch voertuig met groter bereik.
Hier is hoe het werkt. U sluit de auto aan op een standaard stopcontact. De batterij raakt leeg tijdens het rijden. Wanneer de lading daalt, treedt de benzinegenerator in werking. Deze drijft de wielen niet rechtstreeks aan. Er wordt elektriciteit opgewekt om de batterijen op te laden. De auto blijft rijden. Geen bereikangst. Gewoon een back-upgenerator onder de motorkap.
Met deze hybride aanpak kunnen bestuurders alleen elektrisch kilometers maken voor woon-werkverkeer, terwijl ze het vangnet van benzine behouden voor lange ritten.
8: Biodiesel
Je zou kunnen denken dat wat goed is voor je darmen, goed is voor je motor. Dat is het niet. Terwijl het uitsnijden van gefrituurd voedsel je bloedvaten helpt, is het dumpen van onverwerkt kookvet in een brandstoftank een snelle weg naar een kapot injectiesysteem. Er is echter een middenweg. Het heet biodiesel.
Biodiesel is een hernieuwbare brandstof die wordt gemaakt uit vetten en oliën. Als u een dieselvoertuig bestuurt, beschikt u technisch gezien over de hardware om ermee te rijden. Maar begin alsjeblieft niet met het zeven van je laatste partij McDonald’s-nuggetolie rechtstreeks in de tank. Motorblokken geven niets om uw spaarrekening als de brandstof niet goed wordt verwerkt.
De ruwe olie moet een chemische reactie ondergaan. Meestal gaat het hierbij om methanol en een katalysator. Het resultaat is een schonere brandstof.
Kun je het zelf maken?
Sommige liefhebbers doen dat wel. Ze verzamelen gebruikte plantaardige olie bij lokale eetgelegenheden en verwerken deze thuis. Het is goedkoop. Het is duurzaam. Het is ook gevaarlijk.
Als het chemische proces mislukt, zijn de resultaten rommelig. U kunt uw brandstofinjectoren vernielen. U kunt uw brandstofleidingen beschadigen. Misschien steekt u zelfs uw garage in brand. Bij de reactie is methanol betrokken, dat giftig is. Onjuiste behandeling kan tot ernstig letsel leiden.
Zoek een mentor voordat je een converter koopt en begint met brouwen. Leer van iemand die het goed heeft gedaan. Experimenteer niet met uw enige dagelijkse bestuurder.
De afwegingen
Als het correct wordt gedaan, is de uitbetaling zoet. Biodiesel kost minder dan petroleumdiesel. Er stoot minder fijnstof uit. Het is een groener alternatief. Er is ook een raar voordeel. Het kan zijn dat uw auto naar friet ruikt. Het is een nieuwigheid die snel verdwijnt, maar het is echt.
Controleer gewoon of uw voertuig dit aankan. Bij oudere diesels moeten mogelijk afdichtingen worden vervangen. Moderne motoren maken het meestal niet uit. Maar het risico dat de doe-het-zelf mislukt, is reëel. Als u het zich niet kunt veroorloven een motor kwijt te raken, blijf dan bij mengsels die u in de winkel koopt.
7: Ethanol
Geur is het eerste compromis als u gebruikte frituurolie bijtankt. Als je de planeet probeert te redden maar je reukzin intact wilt houden, wil je misschien ergens anders zoeken. Je auto eet niet alleen vet. Hij kan ook op groenten kauwen.
De opkomst van ethanol
Ethanol is overal. Je ziet het waarschijnlijk al in de zomermix aan de pomp. Het is een alcohol afkomstig uit biomassa. Drink het niet. Het is niet voor menselijke consumptie.
In de VS is de bron voornamelijk maïs. Brazilië gebruikt suikerriet. Het is een binnenlands product. Dat is het belangrijkste verkoopargument. Het vermindert de afhankelijkheid van buitenlandse olie. Het is hernieuwbaar. Of zo luidt de redenering.
De meeste moderne fabrikanten bieden flexfuelvoertuigen aan. Deze motoren zijn gebouwd om een breed scala aan alcoholconcentraties aan te kunnen. Ze rijden op standaard benzine of E85. Dat is vijfentachtig procent ethanol. Vijftien procent benzine. Het prijsverschil kan aanzienlijk zijn. Het verschil in energiedichtheid is dat niet. U krijgt minder kilometers per gallon. Maar de kosten per kilometer kunnen nog steeds lager zijn.
De verborgen kosten van maïsbrandstof
Er zijn nadelen. Grote.
Het maken van ethanol kost veel energie. Je moet maïs laten groeien. Oogst het. Vervoer het. Verwerk het. Er wordt gedebatteerd over de netto energiewinst. Sommige onderzoeken zeggen dat het nauwelijks positief is. Anderen zeggen dat het te verwaarlozen is.
Dan is er het debat over voedsel versus brandstof. Boeren zijn rationele actoren. Als ethanol beter betaalt dan voedselgewassen, stappen ze over. Het aanbod daalt. Prijzen stijgen. Het is eenvoudige economie. Je concurreert met je avondeten om een tank benzine.
Desondanks groeit de infrastructuur. Het vinden van een E85-pomp is eenvoudiger dan tien jaar geleden. De voordelen zijn er. De CO2-voetafdruk is lager dan bij pure benzine. De uitstoot is schoner. Het is geen perfecte oplossing. Maar het is nog een stap verwijderd van ruwe olie.
Vloeibaar aardgas
6: Vloeibaar aardgas
Laten we de keukenmetafoor even aanhouden, want de volgende alternatieve brandstof die in uw garage staat (of beter gezegd, in de tank van een semi-vrachtwagen) is net zo gebruikelijk in de culinaire wereld. Maar sla de ethanol en biodiesel over. Die zijn gemaakt van eetwaren. Deze? Het is waar topchefs bij zweren bij aanbraden op hoge temperatuur: aardgas.
Aardgas is een fossiele brandstof die gevangen zit tussen lagen ondergronds gesteente. We boren ernaar, net als naar ruwe olie, maar hier in de Verenigde Staten is het aanbod enorm. Het verbrandt schoner dan benzine of diesel, wat het belangrijkste verkoopargument is. Het spul dat door de leiding naar uw kachel of boiler stroomt, is aardgas onder lage druk. Het blijft gasvormig. Wanneer het ontbrandt, komt er een relatief kleine hoeveelheid energie vrij. Perfect voor het koken van soep. Nutteloos voor het verplaatsen van een boorinstallatie van 40 ton.
Maar er is een truc. Als dat gas afkoelt, wordt het vloeibaar.
Plotseling heb je vloeibaar aardgas (LNG). De energiedichtheid schiet omhoog. Als je LNG verbrandt, krijg je een enorme hoeveelheid energie vrij. Het is niet meer alleen het opwarmen van soep. Het verplaatst zwaar metaal over lange afstanden. Dat is de niche. Zware vrachtwagens. Logistiek op lange termijn. Plaatsen waar diesel duur wordt of gereguleerd in de vergetelheid raakt.
De verschuiving van gas naar vloeistof
De fysica hier is eenvoudig maar van cruciaal belang voor iedereen die de efficiëntie van het wagenpark volgt. Lagedrukaardgas is volumineus maar zwak. Vloeibaar aardgas wordt verpakt in een fractie van de ruimte met een aanzienlijk hogere energieopbrengst per gallon.
Dit is niet theoretisch. Het is al onderweg.
“Vloeibaar aardgas kan grote apparatuur aandrijven, zoals een vrachtwagen.”
Vloten wisselen omdat de economie logisch begint te worden, vooral met strengere emissienormen. LNG-trucks bieden bij koud weer een grotere actieradius dan hun batterij-elektrische tegenhangers en tanken sneller dan opladen. De infrastructuur is schaars, zeker. Je zult niet in elke winkel op de hoek een LNG-pomp vinden. Maar op de belangrijkste interstatelijke corridors groeit het netwerk.
Het is geen wondermiddel. De cryogene opslagtanks zijn zwaar en duur. De tankstations zijn kapitaalintensief. Maar voor vervoerders die consistente routes met hoge kilometers exploiteren, wordt LNG een haalbaar alternatief voor diesel. Het is schoner. Het is dichter. En het zal niet snel verdwijnen.
5: Vloeibaar petroleumgas
3: Vloeibaar petroleumgas (LPG)
Als je ooit een barbecue in de achtertuin hebt aangestoken, ken je LPG al. We noemen het meestal propaan. Technisch gezien is propaan slechts het hoofdbestanddeel van vloeibaar petroleumgas. Het brandstofmengsel bevat ook andere koolwaterstoffen. De sleutel is druk. Je houdt het onder druk zodat het vloeibaar blijft. Vloeistof neemt minder ruimte in beslag. Dat maakt het compact. En dichte brandstof is nuttig voor motoren.
Het lijkt veel op LNG, maar dan met zwaardere moleculen.
Auto’s die op LPG rijden, hebben specifieke hardware nodig. Je kunt niet zomaar mondstukken verwisselen. Het injectiesysteem en de compressieverhoudingen moeten overeenkomen met de eigenschappen van de brandstof. Het brandt schoon. Het brandt stabiel.
De adoptie varieert enorm per regio. In de VS zie je zelden een LPG sedan. Maar kijk naar Nederland. Daar heeft LPG ongeveer 10 procent van de markt voor autobrandstoffen in handen. Andere landen hebben ook hun tenen in het water gedompeld. Het is hier geen reguliere optie. Maar het werkt.
4: Gecomprimeerd aardgas
Aardgas is er in overvloed. Dat is het verkoopargument. Wij trekken hem zo uit de grond. Maar het is een gas. Om het in een tank op te slaan, moet je het comprimeren.
Het proces is eenvoudige natuurkunde. Knijp de moleculen samen.
CNG-voertuigen maken gebruik van verbrandingsmotoren. Sommige zijn gemodificeerde benzinemotoren. Anderen zijn helemaal opnieuw gebouwd voor methaan. De tanks zijn van dik staal of koolstofvezel. Ze houden gas vast op ongeveer 3.000 tot 3.600 psi. Dat is hoge druk. Gevaarlijk als je het verprutst.
Bereik is het grote nadeel. Een CNG-auto haalt doorgaans minder kilometers per “gallon” dan een benzine-equivalent. De energiedichtheid is lager. Je tankt vaker. Maar de brandstofkosten blijven laag. Gemeentelijke vloten zijn er dol op. Bussen maken er gebruik van. Vuilniswagens maken er gebruik van.
Je ziet niet veel CNG-cabrio’s. De tanks vreten kofferruimte op. Maar voor rijden met hoge kilometers klopt de wiskunde.
Stel je voor dat je je oprit oprijdt en je auto aansluit op dezelfde lijn die je gasfornuis voedt. Het klinkt als het ultieme gemak, een naadloze integratie van thuisinfrastructuur en transport. Bij voertuigen op gecomprimeerd aardgas (CNG) is dit niet alleen maar fantasie. Het is een logistieke realiteit die meer vereist dan alleen een slang.
CNG is dezelfde brandstof op basis van methaan die uw huis in de winter verwarmt. In veel wijken bestaat de infrastructuur al. Maar in tegenstelling tot het aansluiten van een elektrisch voertuig of het vullen van een benzinetank, vereist het aandrijven van een CNG-auto thuis aanzienlijke hardware. Je maakt niet zomaar verbinding met een lijn. U hebt een gespecialiseerde compressoreenheid nodig. Deze machine neemt aardgas onder omgevingsdruk en verplettert het in hogedrukopslagcilinders. De brandstoftanks van de auto zijn gebouwd om deze druk aan te kunnen en slaan voldoende energie op om zinvolle afstanden af te leggen. De wisselwerking is dichtheid. CNG neemt veel meer ruimte in beslag dan benzine, waardoor grotere, zwaardere tanks nodig zijn.
Honda zag al vroeg het potentieel voor dit schone, goedkope alternatief. Ze introduceerden de Honda Civic GX in 1998. Het was in wezen een standaard Civic-chassis en carrosserie, opnieuw bedoeld om op gecomprimeerd aardgas te rijden. Op papier waren de economische aspecten duidelijk. Aardgas verbrandt schoner dan benzine. Het is ook aanzienlijk goedkoper per gallon-equivalent. Als de kosten voor het installeren van een tankstation thuis konden worden afgeschreven over jaren van brandstofbesparing, werkte de berekening voor milieubewuste automobilisten.
De infrastructuurkloof
Er is een grote hindernis. De thuistankoplossing lost slechts een deel van het probleem op. U moet nog steeds het gas in de toevoerleiding van uw huis krijgen. Belangrijker nog is dat u toegang tot brandstof nodig heeft als u buiten uw lokale elektriciteitsnet reist. Er bestaat geen landelijk dekkend netwerk van openbare CNG-stations. Als u tijdens een roadtrip zonder gecomprimeerd aardgas komt te zitten, bent u gestrand. De schaarse infrastructuur beperkt deze auto’s tot lokale pendelaars met speciale thuisopstellingen. Dit is de reden waarom de Civic GX een nichevoertuig bleef en geen vervanging voor de massamarkt.
3: Perslucht
“Persluchtsystemen bieden geen uitstoot aan de uitlaat, maar de energiedichtheid is zo laag dat angst voor bereik een permanent gegeven wordt.”
Het concept van het opslaan van energie in een tank met perslucht is niet nieuw. Het dateert van vóór verbrandingsmotoren. Vroege stoomwagens gebruikten perslucht voor aanvullende functies. Tegenwoordig vertegenwoordigt het een theoretisch pad naar emissievrije voortstuwing. De natuurkunde is eenvoudig. Lucht comprimeren. Bewaar het. Laat het los via een expansieturbine of zuiger om mechanisch werk te genereren. Geen verbranding. Geen uitlaat.
Maar de thermodynamica is meedogenloos. Lucht heeft een lage energiedichtheid. Een tank perslucht bevat veel minder energie dan een batterij of een tank benzine. Het resultaat is een beperkt bereik. De meeste persluchtvoertuigen hebben moeite om op een volle accu enkele tientallen kilometers te rijden. Ook het bijvullen kost tijd. Je kunt niet zomaar onmiddellijk energie uit een elektriciteitsnet overhevelen. Je hebt grote compressoren nodig om de tanks snel te vullen, of je wacht op langzame vullingen.
De technologie spreekt stadsplanners aan die geïnteresseerd zijn in het verminderen van lokale vervuiling. Het biedt een stille, schone aandrijflijn. Maar de energieverliezen tijdens compressie en expansie maken het inefficiënt vergeleken met elektrische batterijen. Voorlopig blijft het een curiosum. Een voetnoot in de geschiedenis van alternatieve brandstoffen. De Honda Civic GX had moeite met de infrastructuur.
Lucht is alomtegenwoordig. Het bevindt zich in de kamer waar u nu zit. Het is dus logisch om te vragen waarom we die overvloed niet alleen benutten om metalen dozen op rubberen banden te verplaatsen. Persluchtvoertuigen bieden een letterlijke interpretatie van de vraag.
De werking is eenvoudig, bijna bedrieglijk. In een standaard verbrandingsmotor vermengt lucht zich met brandstof. Jij vonkt het. De explosie duwt zuigers. Stroom. Een persluchtmotor slaat het explosiegedeelte volledig over. In plaats daarvan is het afhankelijk van de snelle expansie van lucht die vrijkomt uit hogedrukopslagbuizen. Die uitzetting drijft de zuigers aan. Geen vuur. Geen benzine. Alleen de natuurkunde doet het zware werk.
De hybride realiteit
Hier wordt de definitie vaag. Deze auto’s rijden niet volledig op omgevingslucht. Ze moeten die lucht eerst comprimeren. Elektromotoren aan boord zorgen voor de compressie in de hogedrukbuizen.
Maar het is misleidend om ze elektrische voertuigen te noemen. De boordmotoren sturen geen stroom rechtstreeks naar de wielen. Ze doen één ding: lucht comprimeren. De motoren zijn aanzienlijk kleiner dan de tractiemotoren in een Tesla of een Nissan Leaf. Je sluit de stekker niet in om te rijden. Je sluit de stekker aan om potentiële energie op te slaan in de vorm van druk.
De wisselwerking is efficiëntie versus complexiteit. De energie die nodig is om de lucht te comprimeren is veel minder dan wat een elektromotor verbruikt om wielen rechtstreeks te laten draaien. Het gevolg is dat de oplaadtijden afnemen. U hoeft geen uren te wachten op een volle tank druk. Het is sneller. Praktischer voor dagelijks gebruik.
2: Vloeibare stikstof
Stikstof gedraagt zich anders dan perslucht. Het is kouder. Het breidt zich gewelddadiger uit. Sommige prototypes werden onderzocht met vloeibare stikstof als werkvloeistof. Het idee was eenvoudig. Vloeibare stikstof kookt bij -196°C. Wanneer het verdampt, zet het uit met ongeveer een factor 700.
Die uitbreiding is krachtig. Te krachtig voor sommige componenten. Zegels zijn mislukt. Isolatie werd een nachtmerrie. De kou veroorzaakte broosheid in metalen die niet waren ontworpen voor cryogene temperaturen.
Op papier werkte het. In de praktijk mislukte het.
De hindernis voor vloeibare stikstof
Je kent de oefening al met alternatieve brandstoffen. Ze zijn schoon, zeker. Maar ze zijn ook een logistieke nachtmerrie. Vloeibare stikstof past perfect in dat plaatje. Net als waterstof is het overal. De atmosfeer is eigenlijk een gigantische stikstoftank. En net als waterstof, produceert het verbranden of gebruiken van stikstof veel minder giftige emissies dan loodvrij puffen. Maar de mechanica? Totaal anders. Waterstof speelt een mooie rol in brandstofcellen en verbrandingsmotoren. Vloeibare stikstof vraagt om een geheel nieuwe opzet.
Hoe het eigenlijk werkt
Vergeet zuigers. Als je in een auto met vloeibare stikstof rijdt, kijk je niet naar een traditionele verbrandingsmotor. Het ligt dichter bij een persluchtsysteem. Het geheim is de temperatuur. De stikstof moet koud blijven. Vloeistof, geen gas. Zodra het de motorruimte raakt, veranderen de dingen snel. Het wordt verwarmd. Het breidt zich uit. Die expansie creëert de energie die je nodig hebt om te bewegen.
Benzinemotoren verbranden brandstof om zuigers te duwen. Vloeibare stikstofmotoren gebruiken expanderend gas om turbines te laten draaien. Het is een schone cyclus. Efficiënt ook. Waarom zien we deze dingen dan niet overal?
Hetzelfde oude probleem. Infrastructuur. Er is geen landelijk dekkend netwerk. Er zijn geen stations langs de snelweg die vloeibare stikstof in uw tank pompen. Zonder dat leveringssysteem ligt de technologie op de plank. Het is een schoon idee. Zit vast op zijn plaats.
1: Steenkool
De verborgen kolenmotor in uw elektrische voertuig
Je verwacht misschien niet dat een stapel zwarte rotsen de laatste vermelding op een lijst met alternatieve brandstoffen is. Maar als je voorbij de uitlaatpijp kijkt en de elektronen volgt, drijft steenkool nu al een groot deel van de autowereld aan. Het is zeker een indirecte brandstof. Antraciet schep je niet in een oven. Maar nu elektrische voertuigen, plug-in hybrides en elektrische voertuigen met groter bereik de wegen overnemen, wordt de rol van steenkool steeds groter.
Het mechanisme is eenvoudig maar brutaal. EV’s wekken geen eigen stroom op. Ze slaan het op. Die energie zit in lithium-ionbatterijen totdat je de stekker in een standaard stopcontact steekt. Dat stopcontact is afkomstig van het elektriciteitsnet. En op het elektriciteitsnet blijft steenkool koning.
In de Verenigde Staten wekken kolencentrales ongeveer 50 procent van alle elektriciteit op. Doe de wiskunde. Als u uw auto oplaadt in Ohio of West Virginia, bestuurt u feitelijk een auto op kolen. De keten is lang, maar de verbinding is solide.
“Als je de hele energieketen doorneemt, zijn veel elektrische auto’s eigenlijk auto’s op kolen.”
Dit is niet noodzakelijkerwijs een doodvonnis voor elektrificatie. Steenkool heeft eigenaardigheden. Het is vies. Maar per kilometer kost elektriciteit uit steenkool vaak minder dan benzine. Het is ook huiselijk. De VS hebben er bergen van. Internationale oliepolitiek? Niet relevant als je steen verbrandt die je uit je eigen achtertuin hebt opgegraven.
Er is natuurlijk een voorbehoud. Niet elk raster is bruin. Automobilisten in staten met een zware hydro-elektrische of nucleaire infrastructuur kunnen hun elektrische voertuigen opladen zonder dat er meer steenkooluitstoot ontstaat. De bron is belangrijk. De netmix bepaalt de CO2-voetafdruk.
Toch is de ironie voelbaar. De schoonste auto’s die naar de dealerkavels gaan, zijn vaak afhankelijk van de smerigste brandstofbron in de energiemix. Het bewijst dat er in de energiesector niet zoiets bestaat als een gratis lunch. Je betaalt er gewoon verder stroomopwaarts voor.
Voor meer inzichten over hybrides, alternatieve brandstoffen en de mechanismen achter moderne aandrijflijnen kunt u de technische diepten van het internet blijven verkennen. Het konijnenhol is dieper dan de meesten beseffen.
