Na vele jaren van onderzoek en ontwikkeling verschijnen er nu eindelijk voertuigen op de markt die worden aangedreven door andere brandstoffen dan de huidige overheersende diesel en benzine. De belangrijkste voorbeelden zijn biobrandstoffen, geavanceerde diesel, aardgas, waterstof (voor brandstofcellen) en elektriciteit (voor plug-ins en plug-in hybrides).
Plug-in hybrides en andere elektrisch aangedreven voertuigen
Plug-in hybride auto’s en andere elektrisch aangedreven voertuigen zijn een veelbelovende optie om de Amerikaanse afhankelijkheid van olie te verminderen en de uitstoot van broeikasgassen in de transportsector terug te dringen. Elektrische motoren hebben een superieure efficiëntie bij het omzetten van “brandstof” (elektriciteit) in mechanisch vermogen, waardoor ze een aanzienlijk voordeel hebben ten opzichte van benzineverbrandingsmotoren bij het verminderen van de brandstofkosten en de uitstoot van broeikasgassen. Bij de huidige elektriciteitstarieven in de VS – variërend van 0,08 tot 0,18 dollar per kilowattuur – zou het tanken van een personenauto op elektriciteit het equivalent kosten van één tot twee dollar per gallon benzine. Hybride benzine-elektrische voertuigen die via het elektriciteitsnet kunnen worden opgeladen – ook bekend als “plug-in”-hybriden – zouden de verschuiving naar een nieuwe generatie van gedeeltelijk en volledig elektrische voertuigen kunnen leiden. De koolstofvoetafdruk van elektrische voertuigen zou aanzienlijk lager zijn met de huidige mix van energiebronnen die het Amerikaanse elektriciteitsnet voeden, en zou blijven krimpen naarmate de elektriciteitssector meer hernieuwbare energie gebruikt en koolstofarm wordt. Plug-in hybride auto’s kunnen ook flexibele brandstofvoertuigen zijn en op biobrandstoffen rijden wanneer het voertuig niet in elektrische modus rijdt. De ontwikkeling van geavanceerde accu’s die voldoen aan de eisen voor vermogen, actieradius en duurzaamheid is het onderwerp van aanzienlijke openbare en particuliere investeringen.
Biobrandstoffen
Een aantal transportbrandstoffen kan worden geproduceerd uit biomassa, waardoor de vraag naar aardolieproducten kan worden verminderd en het profiel van de broeikasgasemissies van de transportsector kan worden verbeterd. Ethanol uit maïs en suikerriet en biodiesel uit soja, raapzaad en oliepalm domineren de huidige markt voor biobrandstoffen, maar een aantal bedrijven gaat agressief te werk bij de ontwikkeling en het op de markt brengen van een aantal geavanceerde biobrandstoffen van de tweede generatie, gemaakt van niet-voedingsgrondstoffen, zoals huishoudelijk afval, algen, meerjarige grassen en houtsnippers. Deze brandstoffen omvatten cellulose-ethanol, bio-butanol, methanol en een aantal synthetische benzine/diesel-equivalenten. Het broeikasgas- en oliereductiepotentieel van verschillende biobrandstoffen kan sterk variëren, afhankelijk van het specifieke proces en de gebruikte grondstoffen. Biobrandstoffen kunnen worden gebruikt in mengsels met benzine of diesel of kunnen worden gebruikt als op zichzelf staande, “drop-in”-brandstoffen. Totdat we in staat zijn een aanzienlijke hoeveelheid elektrische voertuigen te produceren die rijden op hernieuwbaar geproduceerde elektriciteit, blijven biobrandstoffen de enige beschikbare wijdverspreide bron van schone, hernieuwbare transportenergie.
Hydrogen Fuel Cells
Een waterstof-brandstofcelauto is een type elektrisch voertuig dat gebruik maakt van een brandstofcel in plaats van een accu om de auto aan te drijven. Waterstofcellen kunnen een schone, betrouwbare, stille en efficiënte bron van hoogwaardige elektrische energie zijn. Ze gebruiken waterstof als brandstof om een elektrochemisch proces aan te drijven dat elektriciteit produceert, met water en warmte als enige bijproducten. De twee belangrijkste toepassingen van waterstof-brandstofcellen zijn stationaire krachtbronnen en waterstof-brandstofcelvoertuigen (FCV’s).
Waterstof kan met behulp van elektrolyse uit water worden gewonnen, met behulp van stroom uit hernieuwbare zonne- of windenergie, kernenergie, of fossiele energie. Het kan worden gewonnen uit hernieuwbare biomassa of steenkool door vergassing bij hoge temperatuur. Met behulp van chemische katalysatoren kan het ook worden gewonnen uit hernieuwbaar biogas, hernieuwbare ethanol of methanol, of fossiel aardgas. Het milieueffect van waterstofproductie is afhankelijk van de bronnen en processen waarmee de waterstof wordt gewonnen. Tegenwoordig wordt de meeste waterstof gewonnen uit fossiel aardgas, waarbij fossiel kooldioxide als bijproduct vrijkomt.
FCV’s hebben een rijbereik dat vergelijkbaar is met dat van een voertuig met een interne verbrandingsmotor – 250 tot 400 mijl per tank brandstof. FCV’s zijn commercieel beschikbaar voor lease, maar een waterstof tanken infrastructuur bestaat nog niet in de meeste delen van het land. In Californië zijn een paar stations in bedrijf, en er zijn er meer in aanbouw. De hogere energetisch equivalente kosten van waterstof worden gecompenseerd door de sterk toegenomen efficiëntie van het elektrische aandrijfsysteem ten opzichte van de verbrandingsmotor.
Natuurlijk gas
Natuurlijk gas, gebruikt als transportbrandstof, kan tot 25 procent minder koolstof per energie-eenheid uitstoten dan conventionele benzine en kan in het binnenland worden gewonnen. Aardgas wordt momenteel gebruikt in veel doorvoerbussen, commerciële vrachtwagens voor korte afstanden en sommige andere voertuigvloten. Het gebruik in personenauto’s wordt belemmerd door de extra ruimte die nodig is voor de opslag van brandstof en de beperkte beschikbaarheid van tankstations, maar is onderzocht door ten minste één grote autofabrikant.
Geavanceerde diesel
Een schonere generatie dieselbrandstoffen en geavanceerde dieselmotoren samen bereiken emissieniveaus die die van benzine-aangedreven motoren met lage emissies benaderen, terwijl diesel-aangedreven voertuigen een meer dan 25 procent beter brandstofverbruik kunnen halen dan vergelijkbare benzinemodellen. In de Verenigde Staten wordt diesel vooral gebruikt voor vrachtwagens, bussen en treinen. De helft van alle personenauto’s in Europa rijdt echter op diesel en schone dieseltechnologie kan leiden tot een groter gebruik in Amerikaanse auto’s en lichte vrachtwagens.