U realiseert zich waarschijnlijk niet hoe inefficiënt verbrandingsmotoren zijn

Een van de meest voorkomende discussiepunten tussen gebruikers van elektrische voertuigen en hun critici is het bereik. Het gebruikelijke argument is dat voertuigen op fossiele brandstof 700 mijl kunnen afleggen tussen tankbeurten en vijf minuten nodig hebben om dit te doen. Maar de focus op het bereik verbergt een zeer belangrijk kenmerk van batterij-elektrische auto's: ze zijn veel efficiënter dan interne verbranding.

Om dit te illustreren, moeten we een kleine berekening maken. Dit wordt ingewikkelder gemaakt dan het zou kunnen zijn vanwege de verschillende manieren waarop specificaties voor voertuigen met verbrandingsmotor en batterij-elektrische voertuigen worden vermeld. Voor dat laatste weet je bijna altijd de batterijcapaciteit en het nominale bereik. Voor auto's op fossiele brandstof weet u misschien niet eens hoe groot uw tank is, alleen de nominale mijlen per gallon. Bereik maakt meestal geen deel uit van de specificatie. Je hebt vrijwel zeker geen idee hoeveel energie dat is per mijl.

Als je de zaken echter zo uitwerkt dat ze vergelijkbaar zijn, staat de hoeveelheid energie die een auto met verbrandingsmotor verbruikt in vergelijking met een batterij-elektrische auto in schril contrast. Dit kwam vooral in me op toen ik me realiseerde dat een auto die ik bezat - een klassieke Porsche 1992 uit 968 - op een "volle tank" ongeveer hetzelfde bereik had als de auto waarmee ik hem verving - een Tesla Model 3-prestaties. Beide doen iets meer dan 300 mijl van vol naar leeg. De Porsche zou iets meer kunnen doen als hij niet zou rijden zoals een Porsche zou moeten zijn, maar dit is allemaal "achterkant van het sigarettenpakje" -berekening, behalve dat ik een paar decennia geleden gestopt ben met roken.

Ik ga voor dit artikel iets andere auto's gebruiken en de berekeningen baseren op EPA- en WLTP-cijfers om het zo eerlijk mogelijk te houden. De auto's die ik heb gekozen zijn de Tesla Model 3 Long Range voor BEV's en de Toyota Camry om de fossiele hoek te vertegenwoordigen, aangezien het Amerika's bestverkochte auto was in een vergelijkbare klasse als de Model 3 en wereldwijd verkrijgbaar, zij het niet in het VK sinds November 2021. De Camry kan nu als hybride worden gekocht, dus efficiënter dan versies met alleen verbranding, maar het zal nog steeds duidelijk zijn waar het om gaat.

Laten we beginnen met de Tesla. De huidige Model 3 Long Range heeft een batterij van 82 kWh en levert volgens de EPA-test 374 mijl WLTP-bereik of 358 mijl. Dat komt neer op 4.6 mijl per kWh (WLTP) of 4.4 mijl per kWh (EPA). De 2.5L Camry LE Hybrid levert 53.3 mpg (dat is Britse gallons) volgens de WLTP-test en 52 mpg (Amerikaanse gallons) volgens de EPA-test. Maar hoe zetten we dat om in kWh ter vergelijking?

Niemand praat in dit soort debatten echt over hoeveel energie er in een gallon benzine (of benzine, zoals we het hier in het VK noemen) zit. Maar je kunt dit cijfer vrij gemakkelijk opsporen. Een cijfer dat ik vond was: 9.6 kWh per liter, wat neerkomt op 43.58 kWh per (Britse) gallon. De gebruikelijke maat is "Benzine-gallon-equivalent", waaruit MPGe (mijlen per gallon benzine-equivalent) wordt afgeleid. De E10-versie van benzine/benzine komt uit op 32.78 kWh per (Amerikaanse) gallon, volgens de US Environmental Protection Agency.

Het volgende dat we voor de Camry moeten uitzoeken, is hoeveel kWh het kost per mijl, dus we moeten die cijfers in de MPG pompen die we eerder hebben verkregen. Als u het WLTP MPG-cijfer en de energiewaarde van de Britse gallon gebruikt, krijgt u 1.2 mijl per kWh. Als u de EPA MPG en gallon energiewaarde gebruikt, krijgt u 1.59 mijl per kWh. Dus via het WLTP-efficiëntieclassificatiesysteem gebruikt de Camry 3.74 keer zoveel energie als de Tesla per mijl, en via de EPA-classificatie 3.57 keer zoveel. Waar gaat de rest van de energie heen? Verspilde warmte, wrijving in de aandrijflijn en andere inefficiënties.

Dit wil natuurlijk niet zeggen dat een gallon benzine/benzine zoveel meer kWh elektriciteit verbruikt. Het zal tijdens het productieproces wat verbruiken, maar de olie had dat energiepotentieel al toen het uit de grond werd gehaald. Het punt dat ik hier probeer te maken, is dat een verbrandingsmotor veel meer energie per kilometer verbruikt dan een batterij-elektrische. Zoveel dat het niet eens in dezelfde marge is. Waarom verspillen we al deze energie als dat niet nodig is?

Natuurlijk heeft interne verbranding momenteel enkele praktische voordelen: voertuigen met een groter bereik, goedkopere voertuigen, sneller tanken. Maar het is in wezen een slechtere technologie dan batterij-elektrische voertuigen. Het bestaat al meer dan een eeuw en de efficiëntie is in die tijd slechts een beetje verbeterd. We kunnen het ons niet veroorloven om zoveel energie weg te gooien als er een alternatief beschikbaar is dat zoveel meer kilometers per stroomeenheid kan leveren. Daarom is het uitfaseren van interne verbranding voor dagelijks vervoer zo belangrijk.