Duurzame innovatie in het wegverkeer

Transcriptie

1 Duurzame innovatie in het wegverkeer Colloquium 22 januari 2009 Martine Uyterlinde, Coen Hanschke, Pieter Kroon

2 Agenda Kwantitatief: drie scenario s en vier transitiepaden Review TNO Vragen Implicaties voor beleid Vragen / discussie

3 Hoofdboodschap Innovatie in aandrijvingen en brandstoffen kan forse extra emissiereductie in het wegverkeer bewerkstelligen Dit is niet goedkoop en kost tijd Verschillende combinaties van transitiepaden zijn mogelijk en nodig Aard en timing van transitiepaden is zo verschillend dat generiek (bron)beleid niet zal voldoen

4 Inleiding

5 Beleid emissiereductie wegverkeer Schoon en Zuinig 1. Verminder de vraag 2. Zuiniger rijgedrag 3. Efficiëntere voertuigen 4. Alternatieve brandstoffen ondersteund door EU beleid CO 2 normering Doel duurzame energie Kilometerbeprijzing Het nieuwe rijden Fiscale vergroening Biobrandstoffen 2020 extra innovatie? Alternatieve aandrijvingen en brandstoffen Innovatieve technologie

6 Vier transitiepaden, en meer Rijden op biobrandstoffen Waterstof in brandstofcelauto s Electrisch vervoer en plugins Intelligent Transport Systems.. CNG / Groen gas

7 3 scenario s op basis van 4 transitiepaden en meer... mln Opbouw wagenpark Personenauto's Referentie Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 All-electric Waterstof CNG Plug-in hybride Hybride Benzine/Diesel/LPG 20-30% biobrandstoffen, hoge aandelen ITS en LRRT in alle scenario s

8 Forse emissiereductie

9 [Mton] 60 CO 2 emissies wegverkeer - Well-to-Wheel Schoon & zuinig Laag Extra innovatie Historic Historisch data Business WLO GE-HP as usual Clean Schoon and & Efficient zuinig Laag Innovation Scenario scenario 1 ICE 1 Innovation Scenario scenario 2 H

10 CO 2 emissies wegverkeer - Well-to-Wheel [Mton] Referentie S&Z Laag Scenario 1 & 3 Scenario 2 ICE / EV H Historische data Referentiescenario Scenario 1 Scenario 2 Scenario

11 Innovatiescenario s Overige emissies (direct) [kton NOx] Referentiescenario Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 [kton PM10] 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, Referentiescenario Scenario 1 Scenario 2 Scenario

12 Niet goedkoop

13 Nationale kosteneffectiviteit Kosten-effectiviteit Basis Hogere olie prijs / ton CO 2 (keten) Scenario Scenario <50 Scenario <50 Besparing op brandstofkosten, kostenstijging bij voertuigen Netto, in 2030, 5% hogere kosten dan in referentie Kosteneffectiviteit hier op pakketbasis, per technologie sterk wisselend Onzekerheid in kostenschattingen

14 Kost tijd transitiepaden Waterstof, elektrisch rijden, biobrandstoffen, ICT

15 Transitiepad waterstof Waterstof Disruptive technology Verandering in het hele energiesysteem nodig Hoge initiële kosten (infrastructuur, voertuig) Na voertuigen (EU) acceptabele meerkosten (jaarlijkse verkoop EU: ) Doet het of doet het niet - geen tussenweg Vraag moet voldoende toenemen om hoge kosten infrastructuuropbouw terug te verdienen Hoge ontwikkelingskosten automobielindustrie: marktperspectief nodig

16 Transitiepad waterstof Uitdagingen op meerdere fronten Aanleg H 2 infrastructuur Enkele vulpunten 1 e fase erg duur Hoog aanloopverlies bij anticiperen op groei Productie schone H 2 Landelijke dekking Coördinatie noodzakelijk! Ontwikkeling technologie Prototype-fase (Massa)productie Ontwikkeling markt(perspectief) Initieel hoge meerkosten Succes alternatieven (lock-in?) R&D Demonstratieprojecten Investeringen

17 Transitiepad waterstof Ontwikkelingsperspectief & CO 2 reductie Mton CO R&D, grootschalige demonstratie Transitie via niches: captive fleet, bussen Doorbraak agv kostendaling & stimulering Kosteneffectief Autobus Vrachtwagen Bestelwagen Personenauto Geen optie voor zwaar vrachtverkeer Tot 13 Mton reductie in 2040 Op basis van H 2 uit gas & CCS Kosteneffectiviteit daalt: 300 /ton CO 2 in 2020 naar 100 /ton in 2040 H 2 aandeel in nieuwverkopen personenwagens: 2020: 10% 2030: 30% 2040: 75%

18 Transitiepad waterstof Well to Wheel CO 2 emissies afhankelijk van productiewijze waterstof Centrale aanname: waterstof wordt gemaakt uit aardgas met CCS Biomassa of wind: kleine verbetering (13>14 Mton) Productie uit aardgas zonder CCS op lange termijn zeer onwenselijk (13 > 3 Mton) NB: Nieuwe productiecapaciteit moet nog gebouwd worden [Mton] Historische data Referentiescenario Scenario 1 Scenario 2 CCS of duurzaam noodzakelijk! Scenario 3 Scenario 2 met 10 g/mj Scenario 2 met 100 g/mj

19 Transitiepad elektrisch vervoer Elektrisch vervoer Historie In jaren 90 veel prototypes ontwikkeld. Knelpunt accutechnologie en actieradius Recente ontwikkelingen: Accu technologie sterk verbeterd Hybride technologie ontwikkeld Veel initiatieven (nieuwe) marktpartijen Mogelijke rol bij hoger aandeel hernieuwbare elektriciteit Echter Accu nog steeds zwaar en duur Winst luchtkwaliteit minder want andere voertuigen steeds schoner

20 Transitiepad elektrisch vervoer x mln Via hybride tot all-electric: wagenpark Verbeteren accutechnologie (kosten, gewicht, actieradius) Aanleg oplaad-infrastructuur Hybride breekt sterk door via CO 2 -beleid Eerste overstappers naar 30 km plug-in hybride (PHEV) Elektrische auto met km voorzichtig op de markt Verdere prijsdalingen Vertrouwen in accu-technologie Oplossing actieradius (snelladen, wisselaccu s of aanpassing) Verdere prijsdalingen Afhankelijk van succes andere alternatieven! Tot Elektrisch vervoer PHEV Hybride Benzine/Diesel/LPG

21 Transitiepad elektrisch vervoer Mton CO Ontwikkelingsperspectief & CO 2 reductie R&D, grootschalige demonstratie Transitie via niches & plug-in hybride Doorbraak agv kostendaling & stimulering Kosteneffectief Alleen voorzien bij personen- en bestelwagens Tot 7,5 Mton reductie in 2040 (inclusief PHEV), afhankelijk van emissiefactor Kosteneffectiviteit verbetert snel: All-electric: /ton CO2 in 2020 naar 150 /ton in 2040 PHEV nog 300 /ton in 2040 Plug-in hybride - Bestelwagen Plug-in hybride - Personenauto Elektrisch vervoer - Bestelwagen Elektrisch vervoer - Personenauto All-electric aandeel in nieuwverkopen personenwagens: 2020: 10% 2030: 30% 2040: 45%

22 Transitiepad elektrisch vervoer Well to Wheel CO 2 emissies afhankelijk van productiewijze elektriciteit Welke centrale: Parkgemiddelde of marginale centrale? Afhankelijk van oplaadtijdstip? Emissiefactor elektriciteitspark: Basis: van 500 g/kwh in 2020 naar 300 in 2040 (duurzaam & CCS) Kolen (600 g/kwh) => 7,5 > 2,5 Mton 100% CCS of duurzaam (100 g/kwh) => 7,5 > 11 Mton [Mton] Historische data Referentiescenario Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 Scenario 3 met 100 g/kwh Scenario 3 met 600 g/kwh

23 Transitiepad energiebesparende ICT Energiebesparende ICT Korte termijn in car ITS: Rijtaakondersteunende systemen (speed alert, adaptive cruise control, TPMS); extern ingrijpen snelheid of motormanagement Lange termijn coop ITS: Vertreining (cooperative adaptive cruise control) Bron: TWA

24 Transitiepad energiebesparende ICT Ontwikkelingsperspectief & CO 2 reductie Mton CO Opkomst in-car ITS Opkomst coop ITS Autobus Vrachtwagen Bestelwagen Personenauto Gemodelleerd als mix van technologieën Energiebesparing in alle modaliteiten In 2020 plm. 1 Mton tot 3 Mton in 2040 Mogelijk rebound effect! Negatieve kosteneffectiviteit (indicatief, o.b.v. 500 meerkosten per voertuig) ICT aandeel in nieuwverkopen personenwagens: 2020: 50-75% 2030: 75-90% 2040: 100%

25 Transitiepad biobrandstoffen Biobrandstoffen Beperkt tot vloeibaar (biodiesel/ethanol) Directe brandstofsubstitutie Weinig aanpassingen auto vereist (Over)verhit maatschappelijk debat: Keten emissiereductie? Indirecte effecten (b.v. ontbossing) Food vs fuel discussie

26 Transitiepad biobrandstoffen 2 generaties 2 verschillende uitdagingen PJ e generatie: - duurzaamheid Ontwikkeling 2 e generatie: - R&D - technologie - (nog) relatief hoge kosten en investeringsrisico s Opkomst 1 e Groei 1 e Opkomst 2 e Doorbraak 2 e ten koste van 1 e Stabilisatie met afbouw aandeel 1 e e generatie biobrandstoffen 2e generatie biobrandstoffen

27 Transitiepad biobrandstoffen Ontwikkelingsperspectief & CO 2 reductie Mton CO Volumegroei & verduurzamen 1 e en 2 e generatie Verschuiving richting 2 e generatie Autobus Vrachtwagen Bestelwagen Personenauto Alle modaliteiten, op relatief korte termijn Concurrentie met duurzame elektriciteit & H 2 Reductie: 3 tot 5,5 Mton in 2040 Kosteneffectiviteit daalt van 150 /ton CO 2 in 2020 naar 75 /ton in 2040 Biofuels aandeel (benzine & diesel): Referentie 10% 2020: 15-20% 2030: 20-30% 2040: 22-33%

28 Lange termijn perspectief transitiepaden Transitiepad 2040 Reductie potentieel Kosteneffectiviteit Opmerkingen Waterstof 13 (3 14) 100 Grootste reductiepotentieel, maar is alles of niets Elektrisch vervoer en plug-in hybride 7½ (2½ 11) 150 Sterke afhankelijkheid van productiewijze elektriciteit ICT 3 Negatief Onzekerheid omvang en kosten Biobrandstoffen 3 5½ 75 Garanties duurzaamheid?

29 TNO Review

30 Implicaties voor beleid

31 Marktaandeel Innovatie in fases Snelheid waarin fases doorlopen worden verschilt Commercialisatie R&D Demonstratie EV PHEV Coop ITS H2FC 2 nd gen Biofuels/SNG Early markets In-car ITS 1 st gen CNG Biofuels HEV Tijd

32 Marktaandeel Welk beleidsinstrument in welke fase? Investeerders willen er zicht op hebben dat dit komt Kosteneffectief / verplicht / via handelssysteem Demonstratie R&D Pilot plants stimulering EV PHEV Coop ITS H2FC 2 nd gen Biofuels/SNG Subsidies Heffingen In-car ITS 1 st gen CNG Biofuels HEV Steeds meer private R&D Tijd

33 Opties in demonstratiefase: lange periode financiële steun nodig Voorbeeld illustreert dat budget voor stimulering eerst oploopt en sterk afhankelijk is van de leersnelheid Soms blijft er een kostenverschil met referentietechnologie (dubbele aandrijving, gasvormige opslag) Stel steun niveaus tijdig bij aan de hand van kostendalingen voertuig Schoots & Jeeninga,

34 Aangrijpingspunten voor opties die dicht bij de markt staan Zoek naar een balans tussen steun aan voertuig en brandstof Bezit / gebruik voertuig: Consumenten reageren sterk op prikkels ten tijde van aankoop; aandachtspunt na afbouw BPM Brandstof: Hoge olieprijs of CO 2 prijs niet voldoende prikkel voor (alle) alternatieve brandstoffen Bij groot marktaandeel accijnskorting mogelijk niet meer houdbaar

35 Beleid transitiepaden

36 Transitiepad waterstof Waterstof uitdagingen Voertuig Technologisch: Aandrijflijn Opslag H 2 in auto Levensduur en materiaal brandstofcel Initieel hoge meerkosten Brandstof / infrastructuur Infrastructuur: Initieel tankwagens Hoge aanloopverliezen Juridische en ruimtelijke aspecten bij pijpleidingen Demonstratie en opschaling Biomassavergassing CCS Algemeen Coordinatie ontwikkeling onderdelen van de keten (productie, infrastructuur, vraag) EU NL Technologieontwikkeling (R&D) brandstofcelvoertuig, productie H2, CCS met lange termijn perspectief industrie Demonstratieprojecten en stimuleren early markets Demonstratiefase: compensatie meerkosten voertuig en subsidie brandstof Infrastructuur: initieel subsidie vulpunten, bij uitrol eisen in concessie Stimuleren productie schone H2 Stadsbussen: dwing toepassing nul-emissie technologie af via concessies

37 Transitiepad elektrisch vervoer Elektrisch vervoer uitdagingen Voertuig Ontwikkeling accu: Prijs en levensduur veiligheid en milieu energiedichtheid en gewicht Brandstof / infrastructuur Aanleg oplaad-infrastructuur Faciliteiten voor snelladen of wisselaccu s Inpassing in elektriciteitsnet Algemeen Standaardisatie infrastructuur Flexibele keuze elektriciteitsleverancier EU NL Ontwikkeling aandrijving en elektromotor Typekeuring Productie schone elektriciteit R&D accu-technologie; accuwisseltechnologie; inpassing netwerken (ICT) Standaard voor opladen en evt communicatie elektriciteitsleverancier Demonstratieprojecten en stimuleren early markets Demonstratiefase: compensatie meerkosten voertuig; lage accijns Coördinatie aanleg oplaadinfrastructuur (afspraken met lokale overheid) / regulering keuze elektriciteitsleverancier Flankerend beleid

38 Vergelijking waterstof en elektrisch Waterstof Elektriciteit Diversificatie Geen emissie uitlaat Efficiënter dan ICE Schaarse grondstof Ja Ja Ja Platina Ja Ja Ja Lithium Acceptatie consument Actoren (naast gevestigde autofabr.) Productiewijze Snelheid tanken meer vergelijkbaar; veiligheid Oliebedrijven CCS essentieel, behalve bij biomassa; nieuwe cap; RES efficiency-nadeel Actieradius, tenzij verwisselbare accu Elektriciteitsbedrijven Nieuwe partijen/concepten CCS essentieel, behalve bij RES; meer bestaande cap; tijdstip van laden van belang Plug-in hybride voorloper voor beide

39 Transitiepad Biobrandstoffen Biobrandstoffen uitdagingen Voertuig Voor benzine-auto s: overgang naar flexifuelvloot Brandstof / infrastructuur 1e generatie - duurzame grondstoffen Aanleg vulpunten voor E85 en evt B100 2e generatie R&D: FT diesel: grootschalige biomassavergassing en conditionering syngas, hoge kosten Bio-ethanol: ontsluiting cellulose en kosten enzymen Algemeen Duurzaamheid: Werkbaarheid vs. brede dekking van certificeringssyste men EU NL Ontwikkeling certificering Stimuleren landbouwproductiviteit wereldwijd R&D: technologie 2 e generatie Stimuleren flexifuel auto s, aanleg vulpunten Creëren markt biobrandstoffen (b.v. verplichting); eventueel CO2 differentiatie Ondersteunen investeringsrisico s 2 e generatie

40 Transitiepad energiebesparende ICT Energiebesparende ICT - uitdagingen Voertuig Technologie ontwikkeling Brandstof / infrastructuur Technische standaard voor communicatie Aanleg communicatie infrastructuur langs wegen Algemeen Gebruikersacceptatie Aansprakelijkheidswetgeving EU NL In-car ITS: verplicht in nieuwe auto s Coop ITS: demonstratieprojecten (R&D) Coop ITS: (Europese) communicatie standaarden vastleggen In-car ITS: versnelde introductie met subsidie In-car ITS: brede functionaliteit kastje kilometerbeprijzing In-car ITS: aanhaken bij HNR Coop ITS: Aansprakelijkheidswetgeving ontwikkelen Coop ITS: Communicatie infrastructuur langs wegen (NL overheid) Coop ITS: Gebruikersacceptatie!

41 Voorloper groen gas in transport? Ja, mits Biogas uit vergisting reststromen CNG in transitieperspectief Korte termijn: Voordelen voor luchtkwaliteit, diversificatie, CO2 (5% t.o.v. diesel, 15-20% t.o.v. benzine) Lange termijn: Voordelen klimaat, voorzieningszekerheid, luchtkwaliteit beperkt Nog sterke kostendalingen verwacht? Nee Voorloper voor waterstof in brandstofcelvoertuigen? Nee Beperkt potentieel, ook andere toepassingen SNG: vergassing (geimporteerde) biomassa Afweging andere toepassingen binnen transportsector (FT diesel) of daarbuiten (elektriciteit) Duurzaamheidsdiscussie Lock-in?

42 Prioriteiten per segment Personenauto s: alle innovaties; toepassing vaak pas in commercialisatie-fase; leasemarkt als niche Bestelauto s: alle innovaties; versnelde introductie via wagenparken Bussen: innovatieniche vanwege beperkt aantal vulpunten en concessies; luchtkwaliteit extra argument Vrachtwagens: elektriciteit en waterstof minder toepasbaar; prioriteer FT diesel boven 2 e generatie bio-ethanol

43 Internationaal perspectief - Europa Ontwikkelen en grootschalig op de markt brengen van voertuiginnovaties Lange termijn perspectief bieden aan industrie Bijvoorbeeld in CO2 normering: lange termijn doel met extra prikkel voor ZEV R&D 2 e generatie biobrandstoffen i.s.m. private partijen Certificeren biobrandstoffen Stimuleren landbouwproductiviteit (wereldwijd) Harmoniseren wet- en regelgeving: veiligheid, typekeuring, aansprakelijkheid ICT standaarden: opladen elektrische voertuigen, communicatie voertuigen

44 Wat kan Nederland doen? Coalities vormen met andere EU landen Robuuste opties (fiscaal) stimuleren: hybrides, in-car ITS, banden lage rolweerstand De vraag stimuleren naar voertuigen met de beste klimaatprestatie, ontmoedigen vraag naar slechtste Flankerend beleid: launching customer, toegang tot binnensteden, preferente parkeerplaatsen Demonstratieprojecten opzetten voor elektrische en waterstofauto s; sleutelrol lokale overheden Stimuleren vraag en infrastructuur opbouw (deels t.z.t) Gasvormige brandstoffen: beleid richten op groen gas

45 Conclusies

46 Conclusies kwantitatieve analyse Innovatie in aandrijvingen en brandstoffen kan forse extra emissiereductie in het wegverkeer bewerkstelligen Dit is niet goedkoop en kost tijd Verschillende combinaties van transitiepaden zijn mogelijk en nodig Emissiereductie elektrisch rijden is sterk afhankelijk van productiewijze elektriciteit Emissiereductie waterstof is wellicht groter, maar er zijn meer barrières te slechten

47 Beleidsconclusies Halen van lange termijn doelen transportsector alleen mogelijk via (vrijwel) nul-emissie technologie Technologieën transitiepaden vallen uiteen in twee groepen Marktrijp maar beperkt reductiepotentieel lange termijn Veelbelovend maar nog in demonstratiefase Ontwikkeling van lange termijn optie(s) moet tijdig plaats vinden Aard en timing van transitiepaden is zo verschillend dat generiek (bron)beleid niet zal voldoen Er is financiële steun nodig gedurende een lange periode Vanwege de schaalgrootte is Europees beleid cruciaal, Nederland kan: het voortouw nemen bij waterstofbussen inzetten op robuuste opties zoals in-car ITS, zuinige banden, hybrides zich voorbereiden op elektrisch vervoer en waterstof

48 Bedankt voor de aandacht Rapport: ECN-E