Lowtech Magazine

Kernenergie statistisch gezien nu tot 4,5 keer minder veilig dan vorige week

De belangenorganisaties voor kernenergie kunnen stapels documenten over de veiligheid van kerncentrales gaan herschrijven. Statistisch gezien ligt de kans op een 'meltdown' van een kerncentrale sinds de aardbeving in Japan flink hoger dan een week geleden. Als we de berekeningsmethoden van de kernindustrie hanteren - die tot nu toe werden gebruikt om aan te tonen hoe veilig nucleaire energie is - dan kunnen we vanaf nu gemiddeld om de 4 tot 8 jaar ergens op de wereld een kernramp verwachten. De kans dat er de komende 50 jaar in België een kernramp gebeurt, is voortaan 10 tot 20 procent.

De "World Nuclear Association" (WNA), de wereldwijde belangenorganisatie van de kernindustrie, houdt al jaren een webpagina bij waarop ze uitlegt hoe veilig kernenergie is. Dat doet ze door het cumulatieve aantal "reactorjaren" te delen door het aantal ongevallen. Eén reactorjaar komt dan overeen met één kernreactor die één jaar operatief is. Sinds de ingebruikname van de eerste kernreactor werden zo al meer dan 14.000 reactorjaren ervaring met civiele (dus exclusief militaire en experimentele) kernreactors opgebouwd.

Op de startpagina van de website wordt dat cijfer zelfs dagelijks geactualiseerd: gisteren ging het welgeteld om 14.420 reactorjaren. Gerekend aan het huidige aantal van 436 civiele kernreactoren komt dat neer op een gemiddelde van 32 jaar per reactor.

Vorige week: gemiddeld één meltdown om de 11 tot 16 jaar

Aangezien er volgens de organisatie op die tijd slechts twee "meltdowns" of "kernsmeltingen" hebben plaatsgevonden, komt dat neer op één ernstig ongeluk om de 7.000 reactorjaren. Voor alle duidelijkheid: een meltdown hoeft niet noodzakelijk tot een kernramp te leiden, maar de kans wordt dan wel erg groot (1 op 2 volgens dezelfde statistieken). De pagina in kwestie zal wellicht binnenkort worden aangepast, dus hier nog even het letterlijke citaat:

"There have been two major reactor accidents in the history of civil nuclear power - Three Mile Island [VS, 1979] and Chernobyl [Oekraïne, 1986]. One was contained without harm to anyone and the other involved an intense fire without provision for containment. These are the only major accidents to have occurred in some 14,000 cumulative reactor-years of commercial operation in 32 countries. The risks from western nuclear power plants, in terms of the consequences of an accident or terrorist attack, are minimal compared with other commonly acceptable risks."

De World Nuclear Association erkent verder ook een tiental ongevallen met experimentele en militaire reactoren, waarvan er één ernstig wordt genoemd: de meltdown van een militaire reactor in Windscale in Engeland in 1957, met soortgelijke gevolgen als die in Tsjernobyl. Het "Institution of Mechanical Engineers" - géén belangenvereniging van de nucleaire industrie - neemt dat ongeval mee bij een soortgelijke berekening en komt bijgevolg uit op een meltdown om de 4.600 reactorjaren. Hier opnieuw het letterlijke citaat, voor het geval de pagina zou worden aangepast:

"Today 436 civil nuclear power reactors operate worldwide, generating 373 GWe of electrical power, which is about 15% of total global electricity consumption. These reactors have operated for 14,000 reactor-years, the vast majority working very safely and without any notable safety incidents. Based on past nuclear accidents at Chernobyl, Three Mile Island and Windscale the probability of a reactor core meltdown is about once in every 4,600 reactor-years."

Gaan we uit van het huidige aantal kernreactoren voor elektriciteitsopwekking - 436 reactoren wereldwijd - dan mogen we volgens deze logica één meltdown verwachten om de 11 tot 16 jaar. Maar dat was vóór de aardbeving in Japan eind vorige week een niet eerder geziene ravage aanrichtte.

Nu: gemiddeld één meltdown om de 3,5 tot 8 jaar

Hoe erg de situatie in Japan is, blijft momenteel onduidelijk, en dat zal nog wel een tijdje duren. Maar er zijn aanwijzingen dat er, ondanks de geruststellende woorden van de Japanse regering, in totaal drie tot zes kernreactoren zijn gesmolten of zullen smelten. Als dat hoogste cijfer correct zou blijken, dan komen we aan een totaal van 8 of 9 kernsmeltingen op 14.000 reactorjaren, of één meltdown om de 1.550 tot 1.750 reactorjaren.

Rekening houdend met het huidige aantal kernreactoren komt dat neer op één meltdown wereldwijd om de 3,5 tot 4 jaar (of om de 7 tot 8 jaar als de schade in Japan beperkt blijft tot drie meltdowns). Als het belang van kernergie wereldwijd zou verdrievoudigen, zoals onder meer het Internationaal Energie Agentschap (IEA) dat in 2050 graag zou zien ("Nuclear Roadmap", pdf) dan zouden we - louter op basis van deze cijfers - om de 1 tot 2 jaar met een meltdown af te rekenen krijgen. En dan hebben we het niet eens over de plannen voor nucleaire schepen en de ontwikkeling van kleine reactors voor decentrale energieproductie.

De statistische kans op een kernramp in België

België telt zeven civiele kernreactoren met een totale capaciteit van 5,8 gigawatt, goed voor de helft van onze elektriciteitsproductie. Samen draaien die jaarlijks 7 reactorjaren, en in totaal hebben de Belgische kernreactoren sinds 1975 nu al meer dan 174 jaren gewerkt (bron, pagina 151). Als we uitgaan van de berekeningen van de World Nuclear Association (twee meltdowns op 14.000 reactor-jaren) dan is de kans dat één van deze zeven reactoren dit jaar smelt dus één op duizend. Anders gezegd: met 7 kernreactoren zou er om de 1.000 jaar een meltdown plaatsvinden in België.

Met de nieuwe kansberekening - uitgaande van drie tot zes meltdowns in Japan en twee tot drie eerdere kernsmeltingen - komen we echter aan een kans van 1 op 220 tot 1 op 500. Met andere woorden: met 7 kernreactoren zou er in België gemiddeld om de 220 tot 500 jaar een meltdown plaatsvinden. Er is dan 10 tot 20 procent kans dat er de komende 50 jaar in België een kernreactor smelt, 2 tot 4 procent kans dat er de komende 10 jaar een meltdown plaatsvindt, en 0,2 tot 0,4 procent kans dat het de komende 365 dagen gebeurt. Nogmaals: een meltdown leidt niet noodzakelijk tot een kernramp, maar de kans is groot.

Het nut van statistiek

Wie deze methode voor het berekenen van de risico's van kernenergie simplistisch vindt, heeft gelijk. Maar dat is nu net het punt: de World Nuclear Association (en al wie zich achter kernenergie schaart) hanteert al decennia lang deze logica om de sceptici ervan te overtuigen hoe veilig kernenergie wel niet is. Zonder er bij stil te staan dat één enkele gebeurtenis de statistiek van vriend tot vijand kan maken. Het is dan ook uitkijken naar de manier waarop de bewuste pagina's (maar bijvoorbeeld ook deze pagina over de bestendigheid tegen aardbevingen) de komende weken herschreven zullen worden.

Kris De Decker

Lees het volledige artikel op Lowtech Magazine.

Illustraties: kerncentrales wereldwijd

Moderne kabelbanen kunnen vrachtwagens van de weg halen

We gebruiken ze vandaag alleen nog maar om skiërs en snowboarders te vervoeren, maar tot een halve eeuw geleden was de kabelbaan een wijd verspreide methode voor het transport van goederen - niet alleen in de bergen maar ook op vlak terrein. De kabelbaan is één van de zuinigste transportmiddelen die er bestaan. Met de motor van een kleine auto kunnen honderden tonnen vracht per uur worden vervoerd. In de heuvels of de bergen kan een kabelbaan zelfs netto energie opwekken. De capaciteit van recente, innovatieve systemen zoals RopeCon is zo groot dat ze alle vrachtwagens van de weg zouden kunnen halen.

De kabelbaan bestaat al meer dan 2000 jaar. De eerste aanwijzingen voor het gebruik ervan duiken op in China, India en Japan. Voor de aanleg van een primitieve kabelbaan was niet veel nodig: een touw, knopen om het touw vast te maken aan een rots of een boom of een anker aan beide zijden van de kloof, en pijl en boog om het touw naar de overkant te schieten. Deze primitieve kabelbanen waren de voorlopers van veel latere technologieën zoals de hangbrug en de lift. Ook kunnen ze worden beschouwd als de eerste vorm van luchttransport.

Nederlandse uitvinding

Tijdens de middeleeuwen duiken steeds meer verwijzingen op naar het gebruik van kabelbanen - vooral vanaf de veertiende eeuw, samen met de toenemende populariteit van watermolens, windmolens en havenkranen. De meest gesofistikeerde systemen verschenen in de zeventiende eeuw. In 1644 bouwde de Nederlander Wybe Adam een continu draaiende kabelbaan voor de bouw van een fort op een heuvel in Danzig, die in essentie weinig verschilt van een hedendaagse skilift (zie de illustratie bovenaan het artikel). Adam wordt als grondlegger van de moderne kabelbaan beschouwd.

Tot aan het einde van de negentiende eeuw werd een kabelbaan aangedreven door mensen (die daarbij soms gebruik maakten van een kaapstander of een tredmolen), door lastdieren (paarden of muilezels) in een rosmolen, door een waterwiel, of door de zwaartekracht. Die laatste optie was (en is) alleen beschikbaar in heuvelachtige of bergachtige gebieden. De afdalende wagentjes leveren (een deel van) de benodigde energie om de stijgende wagentjes naar boven te halen. Als de afdalende vracht aanzienlijk zwaarder is dan de stijgende vracht, en de hellingshoek voldoende groot is, dan kan een kabelbaan het zonder bijkomende energie stellen.

In sommige door de zwaartekracht aangedreven kabelbanen, waar de energie geleverd door de dalende wagentjes groter was dan de energie die nodig was om de stijgende wagentjes naar boven te krijgen, werd het overschot aan vermogen gebruikt om havenkranen of machines in een nabijgelegen fabriek aan te drijven. Voor de komst van elektriciteit werd dat overschot aan energie afgetakt op een mechanische manier (via staalkabels). Hedendaagse systemen (zie verder) zetten die extra energie om in elektriciteit.

Extreem efficiënt

De introductie van elektriciteit als krachtbron maakte de kabelbaan niet minder efficiënt - verre van. Een via elektriciteit aangedreven kabelbaan is één van de zuinigste transportmiddelen die er bestaan, ook op vlak terrein. Ze biedt alle voordelen van elektrische aandrijving (hoog rendement, relatief stil, elektriciteit kan geproduceerd worden met hernieuwbare energiebronnen) terwijl het de vele nadelen ontwijkt van batterijen en oplaadstations (zoals in het geval van elektrische auto's).

Een kabelbaan heeft zelfs bijkomende voordelen vergeleken met andere duurzame transportmiddelen zoals treinen, vrachttrams of trolleytrucks. Een kabelbaan moet nooit stoppen omdat ze ander verkeer kruist, zodat een constante snelheid kan worden aangehouden. Dat verhoogt de efficiëntie aanzienlijk.

Mijnbouw, landbouw, hout en fabrieksgoederen

In het begin van de twintigste eeuw werden er relatief weinig kabelbanen voor het transport van passagiers aangelegd. De belangrijkste toepassing was goederentransport, in de eerste plaats in de mijnbouw. Ook werden ze op grote schaal ingezet in de landbouw voor het vervoer van groenten, fruit, katoen, thee of suiker. De vracht werd vaak recht van het veld naar de fabriek getransporteerd. In Nederland werden kabelbanen gebruikt voor het transport van suikerbieten.

Het transport van hout was een andere belangrijke toepassing. In dit geval liep de kabelbaan recht van het bos naar de zagerij, of van een zagerij naar een treinstation. Kabelbanen werden ook ingezet bij constructiewerken voor het transport van bouwmaterialen zoals cement. Er werden verschillende systemen gebouwd voor het laden en lossen van schepen die vanwege de ondiepte van het water niet tot aan de kust konden komen. De kabelbaan liep dan over water. Er werden zelfs experimenten uitgevoerd met het transport van steenkool tussen twee schepen op volle zee.

Lengte en capaciteit

In Zweden werden twee kabelbanen gebouwd die tot op het einde van de twintigste eeuw bleven werken. De Forsby-Köping kabelbaan was 42 kilometer lang en was in gebruik van 1939 tot 1997. De 96 kilometer lange Norsöj kabelbaan - met 96 kilometer de langste die ooit werd gebouwd - werkte van 1943 tot 1987. Ze steunde op 514 pijlers en werd in slechts 370 dagen gebouwd. De Massawa-Asmara kabelbaan in Eritrea, gebouwd door de Italianen, was 75 kilometer lang en werd gebruikt van 1937 tot 1941. In 1959 werd een 76 kilometer lange kabelbaan aangelegd in de Republiek Congo. De lijn, bestaande uit 858 pijlers, bleef in gebruik tot 1986 en werkte 24 uur per dag.

Infrastructuur

Er staat geen limiet op de lengte van een kabelbaan. Elke lange kabelbaan bestaat uit verschillende delen, die in feite allemaal als een afzonderlijke kabelbaan beschouwd kunnen worden. De wagentjes gaan automatisch van het ene naar het andere deel over via tussenliggende rails. Dat heeft twee redenen. Ten eerste is er ongeveer om de twee kilometer een "spanningsstation" nodig, waar de kabel door een tegengewicht strak wordt gehouden (bijna alle moderne systemen zijn twee- of driekabelig, waarbij de wagentjes door één of twee bewegende kabels over één stationaire kabel worden voortgetrokken). Ten tweede is er telkens een tussenstation (een "hoekstation") nodig als er een bocht moeten worden gemaakt.

Zuinig, stil, snel en goedkoop

Waarom werd de kabelbaan zo succesvol tijdens de eerste helft van de twintigste eeuw? De belangrijkste reden was dat ze aanzienlijk goedkoper was dan de alternatieven: transport via paard en kar of transport per spoorweg. De kabelbaan was economisch in gebruik en vroeg slechts een minimale kapitaalinvestering. Dat financiële voordeel speelde nog meer in de bergen. Er moesten geen tunnels worden gegraven of bruggen worden gebouwd. De kabelbaan kon vrijwel lijnrecht naar de bestemming worden aangelegd, terwijl een spoorweg zich via een veel langere afstand omhoog moest kronkelen. Om een kabelbaan met een lengte van 1,5 kilometer en een hoogteverschil van 645 meter te vervangen, moest een spoorlijn van maar liefst 15 kilometer worden gebouwd.

Extreme weersomstandigheden zoals hevige sneeuwval of overstromingen hadden geen invloed op de werking van een kabelbaan. Bovendien kon de lijn ook zonder problemen 's nachts worden gebruikt. De slijtage van de infrastructuur was beperkt en er was maar weinig onderhoud nodig. Een kabelbaan nam daarbij nauwelijks plaats in op de grond. De ruimte tussen de pijlers kon voor andere doeleinden worden gebruikt. In feite had de kabelbaan slechts één nadeel: ze kon niet worden gebruikt bij harde wind of onweer.

Hernieuwde belangstelling

De voordelen van de kabelbaan zijn zo groot dat het niet hoeft te verbazen dat de technologie opnieuw wordt ontdekt - zij het voorlopig erg langzaam. Zorgen over de opwarming van het klimaat, het opraken van de fossiele brandstoffen en de achteruitgang van de biodiversiteit maken de kabelbaan vandaag de dag zelfs nog aantrekkelijker. Het erg lage energieverbruik is niet de enige reden. In tegenstelling tot een weg of een spoorlijn kan een kabelbaan dwars door de natuur worden aangelegd zonder flora en fauna te schaden. Verkeersopstoppingen spelen ook in de kaart van de kabelbaan, omdat er geen interferentie is met ander verkeer.

Sommige bedrijven bieden opnieuw kabelbanen aan voor vrachtvervoer. Eén daarvan is Femecol, een Colombiaans bedrijf dat relatief kleinschalige systemen plaatst. Maar de grote jongens zitten ook niet stil. Het Franse bedrijf Poma, één van de grootste fabrikanten van skiliften, heeft industriële kabelbanen gebouwd in Frankrijk, Peru, Brazilië en Iran.

Innovatie: RopeCon

De belangrijkste concurrent van Poma, de Oostenrijks-Zwitserse "Doppelmayr Garaventa Group", zet volop in op de hernieuwde belangstelling voor de kabelbaan. Het bedrijf biedt vrachtsystemen aan met een lengte tot 10 kilometer en een capaciteit tot 1.500 ton per uur. Het maximum gewicht van een individuele lading bedraagt 40 ton - een grote, volgeladen scheepscontainer. Doppelmayr-Garaventa plaatst momenteel een tijdelijke lijn van twee kilometer lang voor de bouw van een waterkrachtcentrale in Zwitserland.

Het bedrijf ontwierp ook een geheel nieuwe systeem dat kan worden beschouwd als een verbetering van de kabelbaan: RopeCon. Het combineert de voordelen van een kabelbaan met die van een transportband. RopeCon biedt een grotere laadcapaciteit en een betere windresistentie dan een traditionele kabelbaan. Ook zijn er veel minder pijlers nodig, waardoor het transportsysteem nog goedkoper te bouwen is en nog makkelijker is in te passen in de omgeving. Een RopeCon kan tot 20 kilometer lang zijn en heeft een maximum laadcapaciteit van maar liefst 10.000 ton per uur - dat zijn 500 grote vrachtwagens.

Tot nu zijn 6 van deze transportsystemen gebouwd. Het meest spectaculaire systeem, dat met succes een orkaan met windsnelheden tot 249 km/h heeft doorstaan, werd in 2007 gebouwd voor een bauxiet-mijn van Jamalco/Alcoa op Mt. Olyphant in Jamaica (foto hierboven). De lijn is 3,4 kilometer lang en overbrugt een hoogteverschil van 470 meter. De installatie transporteert 1.200 ton bauxiet (de grondstof voor aluminium) per uur van de mijn naar de verwerkingsfabriek en genereert 1.300 kilowatt-uur elektriciteit per dag die terug in het elektriciteitsnetwerk wordt gestuurd. Het transportnetwerk is dus tegelijk een hernieuwbare energiecentrale.

De toekomst van de kabelbaan

Het zou perfect mogelijk zijn om dit soort transportsystemen - RopeCon's en gewone kabelbanen - kriskras door het land te bouwen en de meeste vrachtwagens van de weg te halen. Onbemande vrachtsystemen zouden kunnen worden gebouwd van een treinstation of parkeerplaats buiten de stad naar het stadscentrum of naar een shoppingcentrum. Kabelbanen zouden kunnen worden neergepoot langs de snelweg tussen twee steden, of ingezet worden voor het vervoer van scheepsladingen vanuit de haven naar het achterland.

Landbouwproducten zouden recht van het veld naar de supermarkt kunnen worden getransporteerd en consumentengoederen zouden recht vanuit de fabriek in een schip kunnen worden geladen, zonder dat de vracht ooit de grond raakt. Er zouden geen vertragingen optreden door files of verkeersopstoppingen en bovendien zou niemand er last van hebben - weinig geluidsoverlast, geen vibraties, geen spectaculaire ongevallen.

Het lage energieverbruik zou makkelijk kunnen worden geleverd door hernieuwbare, stationaire energiebronnen. Er zou geen nood zijn aan batterijen, oplaadstations of extra elektriciteitscentrales. Kortom, een moderne kabelbaan biedt alle voordelen van een automatisch ondergronds transportsysteem, maar dan zonder de enorme kapitaalkosten.

We zouden een regionaal, nationaal of zelfs internationaal transportnetwerk kunnen uitbouwen met behulp van wisselstations en rangeerstations. Hoe futuristisch dat ook klinkt, zo'n transportsysteem zou goedkoper zijn - zowel in bouw als in gebruik - dan eender welk ander alternatief. Als we er morgen mee beginnen, kan het volgend jaar af zijn.

Een langere, geïllustreerde versie van dit artikel verscheen op Lowtech Magazine.

Bespaar tijd, irritatie en energie: blokkeer opzichtige advertenties

Veel online media pakken tegenwoordig uit met opvallende advertenties: om aandacht schreeuwende, bewegende beelden, die soms ook nog eens over je hele scherm uitrollen als je er per ongeluk met je muiswijzer over zoeft. Dit soort publiciteit is niet alleen irritant voor de bezoekers. Uit tests blijkt dat de advertenties het energieverbruik van de computer met maar liefst 50 procent kunnen verhogen. Gelukkig kan de gebruiker zijn of haar internetbrowser zo instellen dat de advertenties worden geblokkeerd, zonder daarom andere toepassingen zoals video en animaties onmogelijk te maken. Bijkomend voordeel is dat webpagina's vervolgens ook veel sneller kunnen worden gedownload.

Flash

Dynamische advertenties en roterende banners zijn meestal gebaseerd op software genaamd "Flash", een product van het bedrijf Adobe (vooral bekend als de maker van het PDF-formaat). Computerfabrikant Apple nam dit jaar het besluit om de iPad en zijn nieuwste generatie laptops zonder de Flash "plug-in" te verschepen, een opmerkelijke strategie die volgens het bedrijf ook op de volgende modellen zal worden toegepast. De Flash "plug-in" is nodig om Flash programma's, waaronder dus de vervelende advertenties, te kunnen bekijken.

Het is een slimme zet van de computerfabrikant, omdat Apple op die manier een langere levensduur voor de batterij kan claimen. Begrijpelijk ook, want terwijl laptops alsmaar zuiniger worden, doen steeds zwaardere webtoepassingen die vooruitgang teniet. Uit een recente test van de blog Ars Technica bleek dat de Apple laptop dankzij het uitschakelen van de plug-in maar liefst twee uur langer op de batterij kon werken: de "actieradius" van de laptop nam toe van 4 uur naar 6 uur, of een winst van 50 procent. De test bestond uit het openen van "een handvol websites" in de Safari-browser. Overigens betreft het hier alleen het meerverbruik van de computer van de gebruiker - de advertenties gebruiken natuurlijk ook energie op de "server" van de aanbieder en tijdens het transport over het netwerk.

Resultaten bevestigd

Hoewel de test zeker niet wetenschappelijk te noemen is -- welke sites werden er precies bekeken, zijn ze representatief voor de meeste internetgebruikers, wat met andere browsers? -- kijken ervaren internetgebruikers niet op van het resultaat: de gulzigheid van Flash is al lang bekend (zie bv. de stroom aan berichten op het forum van Adobe zelf).

Een gelijkaardige maar iets beter onderbouwde test eind 2009 bekwam bovendien exact hetzelfde resultaat als de proef van Ars Technica: de batterij van drie laptops (geen Apple's) ging 50 procent langer mee als er geen Flash werd gebruikt. Die test was eigenlijk bedoeld om het verschil in energieverbruik tussen verschillende "browsers" te meten, maar dat verschil bleek beperkt.

Een test uit begin 2008 (Nederlandstalige samenvatting hier) kwam opnieuw tot de conclusie dat Flash een veel grotere invloed heeft op het energieverbruik dan de keuze van de browsers. Door Flash te blokkeren kon het gemiddelde vermogen van de laptop in kwestie worden teruggebracht van 56,7 watt naar 45,1 watt - een energiebesparing van 25 procent.

Een ander onderzoek werd deze zomer uitgevoerd door Randy Simons, een student technische informatica aan de Universiteit Twente. Simons berekende dat het extra energieverbruik van de advertenties op de website van de krant "De Telegraaf" een meerverbruik opleverde van 15 watt per uur, in lijn met de resultaten van de andere tests.

Wat met statische advertenties?

Randy Simons benadrukt echter dat het om een specifiek geval gaat. Zijn onderzoek was immers niet zozeer gericht op het energieverbruik van Flash-advertenties, maar op het energieverbruik van alle online advertenties, dus inclusief statische tekst- en beeldadvertenties die worden opgediend door advertentieplatformen zoals Google Adsense. Dat energieverbruik blijkt vele malen lager te liggen, wat aantoont dat online advertenties niet noodzakelijk een milieu- en navigatieprobleem hoeven te zijn.

Simons liet drie desktop computers en een laptop met verschillende browsers een groot aantal websites bezoeken, een paar keer ongefilterd en een paar keer met plug-ins die alle advertenties blokkeren. Het resultaat: het gemiddelde benodigde vermogen van de machines steeg van 74 watt naar 76,5 watt. Dat is een meerverbruik van 2,5 watt of 3,4 procent. Heel wat minder dus dan het meerverbruik van Flash-advertenties, dat 25 tot 50 procent kan bedragen.

Zelf Flash uitschakelen

De computergebruiker kan heel makkelijk zelf Flash-advertenties blokkeren, zonder daarmee andere toepassingen (zoals video of animaties) onmogelijk te maken.

Kris De Decker (een langere versie van dit artikel verscheen eerder op Lowtech Magazine)

Elektrische auto rijdt even ver als 100 jaar geleden

Elektrische motoren en batterijen zijn aanzienlijk verbeterd op honderd jaar tijd, maar de elektrische auto's van vandaag hebben een actieradius die - in het beste geval - gelijk is aan die van hun voorgangers aan het begin van de twintigste eeuw.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Van ongeveer 1895 tot het midden van de jaren 1920 deelden elektrische auto's de weg met stoomauto's en wagens met een verbrandingsmotor. Elektrische auto's hadden toen al een relatief korte actieradius in vergelijking met de alternatieven. Maar gedurende een paar jaar waren ze de populairste optie, om twee redenen.

Ten eerste waren ze makkelijk te starten, terwijl een auto op benzine moest worden aangezwengeld en een auto op stoom veel tijd nodig had om op temperatuur te komen (enigszins vergelijkbaar met een houtgasauto). Ten tweede waren er begin jaren 1900 weinig goede wegen buiten de stad, zodat het beperkte bereik van de elektrische auto niet echt een probleem vormde. De productie van elektromobielen piekte in 1912. Op dat moment reden er 30.000 elektrische voertuigen rond in de Verenigde Staten (waarvan 20.000 personenauto's) en ongeveer 4.000 in Europa.

Toen en nu: 160 kilometer

Als de huidige supporters van elektrische auto's een kijkje zouden nemen in de toenmalige verkoopbrochures van elektrische auto's, staan hen een aantal verrassingen te wachten. Het snel opladen van batterijen (tot 80 procent van de capaciteit in slechts 10 minuten), de geautomatiseerde omwisseling van batterijen, publieke oplaadpalen, het volledige business plan van Better Place, in de wielen ingebouwde motoren, het terugwinnen van energie bij het remmen: het was er allemaal al aan het eind van de 19e of het begin van de 20ste eeuw. Het hielp niet.

Maar het opvallendst is de schijnbaar onbestaande technologische vooruitgang van de batterij. De Nissan Leaf en de Mitsubishi i-MiEV, twee elektrische auto's die dit jaar op de markt zouden moeten komen, hebben exact dezelfde actieradius als, bijvoorbeeld, de Fritchle Model A Victoria uit 1908: 160 kilometer per laadbeurt. De Fritchle was vooruitstrevend, maar een paar jaar later verschenen veel meer elektrische voertuigen met een actieradius van om en bij de 160 kilometer. Ik heb de Fritchle hier alleen maar gekozen omdat de specificaties ervan compleet zijn, en omdat zijn actieradius officieel werd geregistreerd.

De eerste elektrische personenwagens (1894 - 1900) hadden een actieradius van 30 tot 65 kilometer, nog altijd een stuk beter dan de actieradius van een paard (20 km). De tweede generatie elektrische auto's (1901 - 1910) had al een actieradius van 80 tot 130 kilometer. De derde generatie elektromobielen, waaronder grotere voertuigen die 5 personen konden vervoeren, raakte 120 tot meer dan 160 kilometer ver zonder de batterij te herladen - en dat is nog steeds het bereik van de elektrische auto van vandaag.

Betere batterijen

Nochtans beschikken de elektrische auto's uit 2010 over veel betere batterijen dan de elektrische auto's uit 1908. De Fritchle had, net als alle andere elektrische voertuigen uit die tijd, lood-accu's aan boord met een energiedichtheid van 20 tot 40 watt-uur per kilogram (begin jaren 1900 was dat slechts 10 tot 15 Wh/kg). De Nissan en de Mitsubishi maken gebruik van een lithium-ion batterij met een energiedichtheid van ongeveer 140 watt-uur per kilogram. De batterij van de huidige generatie elektrische auto's kan dus per kilogram ongeveer 3,5 tot 7 keer meer energie opslaan dan de batterijen van de elektrische auto uit 1908.

Dat had kunnen leiden tot een voertuig met een actieradius die 3,5 tot 7 keer groter is (560 tot 1.130 km), maar dat is niet het geval. De technologische vooruitgang had ook vertaald kunnen worden in een 3,5 tot 7 keer lichtere (en kleinere) batterij, en dus ook een veel lichter en energiezuiniger voertuig, maar dat is evenmin het geval. De batterij van de Nissan Leaf is slechts 1,6 keer lichter dan de batterij van de Fritchle: 220 kilogram versus 360 kilogram. Het Nissan voertuig (inclusief de batterij) weegt meer dan de Fritchle: 1.271 kilogram versus 950 kilogram. Dat extra gewicht doet het energieverbruik en dus ook het bereik van de hedendaagse auto uiteraard geen goed.

Motorvermogen, snelheid en acceleratie

Het opvallendste verschil tussen de specificaties van de oude en nieuwe auto's is het vermogen van hun motor. De Fritchle had een motor van 10 PK, de Nissan heeft een motor van 110 PK. Met andere woorden: de Nissan heeft evenveel motorvermogen als 11 Fritchle's. De kleinere en lichtere Mitsubishi i-MiEV (1.080 kg) heeft het motorvermogen van 6,5 elektrische Fritchle's.

De maximumsnelheid van de Fritchle bedroeg 40 kilometer per uur. De Nissan haalt 140 kilometer per uur en de Mitsubishi 130 kilometer per uur. Een auto verbruikt 4 keer meer brandstof om twee keer zo snel te rijden, dus die hogere snelheid is evenmin bevorderlijk voor de actieradius. Een vergelijking van het acceleratievermogen is niet mogelijk wegens een gebrek aan gegevens, maar het is duidelijk dat de moderne elektromobielen veel sneller accelereren (en veel makkelijker bergop kunnen rijden) dan hun voorgangers. Vandaag is het snelle acceleratievermogen zelfs een van de verkoopargumenten van elektrische voertuigen.

Vooruitgang?

Er wordt momenteel enorm veel geld geïnvesteerd in de ontwikkeling van batterijen voor elektrische personenauto's, met de bedoeling om hun actieradius veel groter te maken. De geschiedenis leert echter dat dit allesbehalve een garantie is voor succes. De komst van een revolutionaire batterij wordt al honderd jaar aangekondigd, maar ze is er nog steeds niet. Ondertussen wordt de reële, stapsgewijze vooruitgang steeds opnieuw opgeslokt door extra gewicht, extra prestaties en meer comfort.

Als we daarentegen de lithium-ion batterij van de Nissan Leaf in de Fritchle zou stoppen, zou de auto een actieradius hebben van 644 kilometer. Stop je er een lithium-ion batterij in met hetzelfde gewicht als dat van de Fritchle-batterij, dan heb je een actieradius van 1.127 kilometer. Voeg daarbij de vooruitgang die intussen is geboekt op het vlak van efficiëntere motoren en andere voertuigonderdelen en de actieradius van een gemoderniseerde Fritchle wordt nog een flink stuk groter.

Een betere actieradius is veel meer dan een gemak voor de bestuurder en de passagiers. Het zou ook betekenen dat we veel minder oplaadstations nodig hebben, wat de kosten en de ingebedde energie van de vereiste infrastructuur aanzienlijk zou verminderen. Tragere elektrische voertuigen zouden de komst van elektrische voertuigen op grote schaal dus heel wat realistischer maken.

Bovendien hoeven we ze niet eens te stroomlijnen. Aan lage snelheden is aerodynamica geen belangrijke factor in het energieverbruik. Lage snelheden zijn uiteraard ook veel veiliger, niet alleen voor de inzittenden maar ook voor andere weggebruikers.

Realistische elektrische voertuigen

Uiteraard zal de overgrote meerderheid van de bevolking auto's met een topsnelheid van 35 kilometer per uur met hoongelach onthalen. Het is echter de enige manier om de actieradius van elektrische auto's uit te breiden. Lichtere auto's bouwen volstaat niet. Dat wordt duidelijk aangetoond door een conceptvoertuig zoals de Trev. Die tekent gelijkaardige prestaties op als de Nissan Leaf (een topsnelheid van 120 km/h en een acceleratie van 0 tot 100km/h in minder dan 10 seconden), maar weegt slechts 300 kilogram.

Omdat de Trev veel lichter is dan de Nissan, verbruikt hij maar half zoveel energie: 6,2 kWh/100km, ongeveer evenveel als de Fritchle, tegenover minstens 15 kWh voor de Nissan. Maar de actieradius is evengoed beperkt tot 150 kilometer. De reden is uiteraard de veel lichtere batterij (45 kilogram), die een veel kleinere capaciteit heeft. Bij auto's met een verbrandingsmotor heeft gewichtsvermindering een veel groter potentieel, omdat de brandstoftank erg weinig weegt in verhouding tot het totale voertuig.

Keuzes maken

Dat betekent niet dat lichtere elektrische auto's een slecht idee zijn, integendeel: ze verbruiken minder energie en stellen bijgevolg ook minder hoge eisen aan de elektriciteitsinfrastructuur - zo wordt het snel opladen van batterijen een veel realistischer optie. Maar tenzij ook de snelheid van lichtere auto's wordt teruggebracht, zullen ze nooit een betere actieradius halen dan de elektro-auto's van honderd jaar geleden.

Als we snelle elektrische voertuigen willen, zullen we tevreden moeten zijn met een korter bereik. Als we elektrische auto's met een grote actieradius willen, zullen we tevreden moeten zijn met een lagere snelheid. Als we de (energie)kosten van de benodigde infrastructuur voor elektrische auto's binnen de perken willen houden, zullen we moeten toegeven op snelheid of gewicht. De les die hieruit te leren valt, is dat we niet alles tegelijk kunnen hebben: zware, snelle elektromobielen met een grote actieradius. Nochtans is het precies dat wat we momenteel proberen te doen.

Dit is een ingekorte versie van het oorspronkelijke artikel op Lowtech Magazine. Je vindt er ook links naar catalogi van elektrische voertuigen uit het begin van de twintigste eeuw.

Moderne containerschepen trager dan oude zeilschepen

De slabakkende economie en de hoge brandstofprijzen deden de Deense rederij Maersk besluiten om de snelheid van een aantal vrachtschepen te verlagen van 25 naar 12 knopen. Daarmee zijn de zeilvrachtschepen van meer dan 100 jaar geleden minstens even snel als de containerschepen van vandaag.

Maersk nam de beslissing twee jaar geleden, toen de olieprijs op een recordhoogte van 145 dollar per vat stond. In een interview met de New York Times stelde de directeur van de rederij deze week dat de lagere snelheid over die periode op een aantal belangrijke routes een brandstofbesparing van 30 procent had opgeleverd. Een trip tussen Duitsland en Guangdong in China duurt nu een maand in plaats van drie weken. De hogere arbeidskosten worden ruimschoots gecompenseerd door de lagere brandstofkosten, aldus Maersk.

Dat het verlagen van de snelheid een aanzienlijke invloed kan hebben op het brandstofverbruik, of het nu om schepen, auto's, treinen of vliegtuigen gaat, is geen nieuws meer. Ironisch is wel dat Maersk nu evengoed de motoren helemaal zou kunnen uitzetten en op windkracht varen.

Het Duitse vrachtschip Preussen, het grootste zeilschip dat ooit werd gebouwd, haalde van 1902 tot 1910 een vergelijkbare snelheid. Het 124 meter lange schip (lengte over dek) voer hoofdzakelijk tussen Hamburg en Iquique (Chili). Het deed daar op een enkele reis 58 tot 79 dagen over. De hoogste gemiddelde snelheid die tijdens zo'n trip werd opgetekend, was 13,7 knopen (25 km/h). Sneller dus dan de 12 knopen (22 km/h) van de containerschepen van Maersk. En dat helemaal zonder vuile dieselolie.

De laagste gemiddelde snelheid die werd opgetekend over die 8 jaar was 10 knopen (18 km/h), slechts iets trager dan het moderne containerschip dus.

Sommige rederijen zien opnieuw toekomst in zeilschepen voor het transport van goederen.

Kris De Decker (origineel artikel)

Ecotech waanzin: een computer uit karton

Gadgets en computers vormen een steeds grotere aanslag op het milieu en de energievoorraden. Maar ze in een kartonnen behuizing stoppen, is niet de oplossing. Wel integendeel. De kartonnen computer van Recompute, die vanaf deze week in productie gaat, is pure dwaasheid. Terwijl de echte oplossing voor de hand ligt.

Recyclage

Karton is zonder twijfel een veel milieuvriendelijker materiaal dan plastic en metaal. Dat is zeker zo als het om het plastic gaat dat voor de behuizing van een computer wordt gebruikt, want dat zit vol brandvertragers: erg ongezonde chemische stoffen die moeten verhinderen dat de computer vuur vat.

Het bedrijf Recompute brengt daarom een desktop computer op de markt met een kartonnen behuizing. Gerecycleerd karton, uiteraard.

Hitte

Hoewel de computer er op die manier erg milieuvriendelijk uitziet, is dit een bijzonder slecht idee. Eerst en vooral kan de elektronica van een computer bijzonder heet worden - dat is nu net de reden waarom het plastic van de behuizing brandvertragers bevat.

Een kartonnen computer is dus een bijzonder gevaarlijk ding, want de kans dat de machine op een dag in brand vliegt, is groot. Een brandend huis is niet milieuvriendelijk.

Microchips

De aanpak van ReCompute is bovendien volledig fout. De behuizing vormt niet het milieuprobleem van een computer. Het is de productie van de elektronica zelf die vrijwel alle energie opslokt, de meeste giftige stoffen nodig heeft, en een hoop gevaarlijk afval oplevert.

Daarom is het juist van het allergrootste belang om te proberen de levensduur van gadgets en computers te verlengen. Aangezien een kartonnen behuizing veel minder duurzaam is dan een behuizing uit plastic en metaal, bereikt Recompute net het omgekeerde.

Mobiele telefoons

Kartonnen computers zijn niet de enige duurzaam ogende gadgets die in realiteit juist minder duurzaam zijn dan de producten die ze willen vervangen. Een andere opkomende trend is de mobiele telefoon met ingebouwd zonnepaneel.

Als je onderweg bent, zit een mobiele telefoon in je zak. Als je thuis of op kantoor bent, ligt het toestel op een tafel of een bureau. De energie-opbrengst is dus zeer klein en daarom zullen de zonnecellen van een mobiele telefoon nooit de energie terugwinnen die de productie ervan heeft gekost.

Levensduur

Het resultaat is een telefoon die nog schadelijker is voor het milieu, maar er wel "groen" uitziet. Terwijl er ook in dit geval maar één oplossing is: verleng de levensduur van het gadget, want het energieverbruik van de productie weegt veel zwaarder door dan het energieverbruik van het opladen. Een zonnepaneel hoort thuis op het dak, waar het de maximale hoeveelheid zonne-energie kan verzamelen. Met die energie je telefoon opladen, heeft wel zin.