Het mooie van e-mobiliteit: als je wilt, kun je op schone zonne-energie rijden en zo het milieu sparen. Er zijn nu veel benaderingen om de klimaatvriendelijke energiebron te verzoenen met de mobiliteitsstructuur.
Wil de ontluikende e-mobiliteit een substantiële bijdrage leveren aan klimaatbescherming, dan moet zoveel mogelijk stroom uit hernieuwbare bronnen komen. De bloeiende fotovoltaïsche energie zou onder andere deze schone energie kunnen leveren aan het momenteel snel groeiende aantal e-auto's en e-scooters. Ondertussen zijn er steeds meer benaderingen om fotovoltaïsche energie samen te voegen met auto's en de verkeersstructuur. Er zijn enkele veelbelovende hefbomen die onze mobiliteit van morgen klimaatvriendelijker kunnen maken.
Niet sterk genoeg voor de menigte
De meest voor de hand liggende en ook bewezen optie is de integratie van zonnecellen in de buitenschil van elektrische voertuigen. Sinds de jaren tachtig worden bij de Solar World Challenge, die nu elke twee jaar plaatsvindt, experimentele, lichtgewicht elektrische voertuigen gebruikt waarin zonnepanelen met een groot oppervlak worden gebruikt als exclusieve energiebron voor de aandrijving. Bij personenauto's voor de massamarkt daarentegen zijn vergelijkbare toepassingen nog uitzondering en relatief gezien niet erg efficiënt. Voor de Toyota Prius is momenteel een serieoplossing beschikbaar, die optioneel kan worden besteld met PV-technologie in het dak. De zonnemodule kan tot 80 kilometer per dag en tot 5 kilometer per jaar elektriciteit opwekken. De optie kost echter precies 1.000 euro extra. Met energiekosten van rond de 3.000 euro per 6 kilometer zou de investering op zijn vroegst na 100 jaar renderen.
De elektrische bestelwagen Sion van Sono Motors, die aanvankelijk werd aangekondigd in 2019 en nu voor 2022, belooft aanzienlijk meer voordelen in verhouding tot de kosten, en met een relatief grote zonneceldekking zou hij tot 34 kilometer tractiestroom moeten genereren per dag. Het model, geprijsd op 25.500 euro, zou zelfs onafhankelijk van de laadinfrastructuur kunnen worden gebruikt met een lage kilometerstand. De E-sedan Lightyear One uit Nederland, die al voor dit jaar is aangekondigd, moet het hele jaar door zelfs het equivalent van 20.000 kilometer trekstroom kunnen genereren. De One kost echter zo’n 177.000 euro inclusief btw. Een aanzienlijk goedkoper alternatief voor zonneauto's zou een laadruimteafdekking van het Canadese Worksport kunnen zijn. Het speciaal voor elektrische pick-ups ontwikkelde 'laadstation to go', dat binnenkort in grote aantallen beschikbaar zal zijn, moet met zijn zonnecellen 30 procent van de energie produceren die een forens nodig heeft voor het dagelijkse woon-werkverkeer. Worksport heeft nog geen prijzen of een specifieke datum van beschikbaarheid bekend gemaakt.
Slecht te implementeren
Een andere interessante oplossing: in plaats van beklede auto's met PV-technologie, zouden de straten die ze gebruiken als basis kunnen dienen voor horizontaal geïnstalleerde zonnecellen. Deze rechtstreeks in het wegdek integreren blijkt niet zo gemakkelijk en efficiënt te werken als de theorie suggereert. In Frankrijk wordt het Wattway-project, waarbij een weg in Normandië in een pilottest werd geplaveid met zonnecellen, als mislukt beschouwd. Zelfs met het zonnefietspad dat in 2019 door de Berlijnse start-up Solmove in Erftstadt is aangelegd, zijn er tot nu toe veel problemen gemeld, maar nog geen doorslaand succes. Een alternatieve oplossing zou een zonnedak boven de rijbaan kunnen zijn. In een onderzoeksproject is Fraunhofer ISE van plan om samen met haar Oostenrijkse partners Forster FF en het Oostenrijkse Instituut voor Technologie een testfaciliteit op de snelweg A81 op te zetten. Op het verzorgingsterrein Hegau-Ost wordt eind 2021 een PV-installatie over het wegdek aangelegd, waaronder de auto's gaan rijden. Het valt nog te bezien of een dergelijke oplossing economisch zinvol is.
Als alternatief kunnen gebruikers van e-auto's eenvoudig zelf een zonne-infrastructuur opzetten en deze vervolgens specifiek voor hun eigen voertuig gebruiken. Hiervoor zijn PV-systemen op het huis of carportdak geschikt. Als deze technologie wordt gecombineerd met een intelligente wallbox, kan de zelf opgewekte groene stroom direct in de lithiumtank van het eco-voertuig terechtkomen. Aangezien zonne-energie nu een financieel betaalbaar alternatief is voor netstroom, kan een dergelijke installatie op middellange termijn geld besparen. De eigen productie van zonne-energie kan nog meer kosten opleveren, mits de e-car bidirectionele laadtechnologie heeft. Dan zou het voertuig ook 's nachts het elektriciteitsnet van het huis kunnen voorzien van de overdag opgeslagen zonne-energie.
Gewoon als ondersteuning
Het zelfvoorzieningsprincipe wordt al toegepast bij openbare laadpalen. Zo heeft een vlaggenschip laadpark aan de A2020, dat eind 8 in gebruik is genomen door het energiebedrijf EnBW, een eigen zonnedak, dat dienst doet als weer- en zonwering en daarnaast zo’n 38 kW groene stroom opwekt op zijn hoogtepunt, die dan ook wordt gebruikt in de tanks van de E-Cars-landen. Het dak is echter slechts een soort aanvulling, omdat de elektriciteit die door e-auto's op het systeem wordt gevoed, van het net zal blijven komen. Een andere zelfvoorzienende zonne-oplossing zou in de wat verre toekomst interessant kunnen worden voor waterstoftankstations. De elektriciteit van de fotovoltaïsche cellen kan ook direct ter plaatse worden gebruikt voor de productie van waterstof, die vervolgens wordt gevoed door elektrisch aangedreven brandstofcelauto's. Een studie die in 2018 werd gepresenteerd door het Zwitserse EMPA (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) toonde aan hoe dit zou kunnen werken. Het concept voorziet dat tankstations in de toekomst overtollige energie gaan gebruiken om zelf verschillende soorten brandstof, zoals waterstof, te produceren. Maar volgens de studie zal dit waarschijnlijk pas in 2035 het geval zijn.
Waterstof geproduceerd door elektrolyse zou uiteindelijk alleen een opslagmedium zijn dat zonne-energie beschikbaar stelt als de zon niet schijnt. Ook opslagparken die oude tractiebatterijen van e-cars gebruiken, streven een vergelijkbaar doel na. In de toekomst moeten afgedankte batterijen hier een tweede leven krijgen. In plaats van ze weg te gooien of te recyclen, worden ze na de levensduur van de auto gerecycled. Eind 2020 heeft de elektrische autopionier Renault een dergelijk batterijopslagsysteem in Elverlingsen in Noordrijn-Westfalen in gebruik genomen. Het systeem, dat samen met partners “The Mobility House” en “Fenecon” in een voormalige kolencentrale werd geïnstalleerd, bundelt 72 tractiebatterijen van de elektrische wagen Renault Zoe tot een XXL-batterij met 3 megawattuur opslagcapaciteit. Een soortgelijk systeem bestaat al in Douai in Frankrijk. Er volgen er meer. De stationaire opslagsystemen nemen meerdere taken op zich op weg naar de energietransitie. Hiermee kan energie uit hernieuwbare bronnen tijdelijk worden opgeslagen om de kloof tussen elektriciteitsverbruik en elektriciteitsopwekking te dichten. Naast e-auto's kunnen de gigantische stationaire batterijen ook 's nachts huishoudens van klimaatvriendelijke zonne-energie voorzien.