De auto als zelfsturende energieleverancier

Welkom in de elektrische stad

Niet alleen worden auto’s veiliger, schoner en stiller, ze gaan straks ook elektriciteit leveren aan de stad. In 2050 zijn autobezitters geen consumenten meer, maar producenten die worden betaald om naar de supermarkt te komen.

Medium 14c1133 05

Een paar jaar geleden schetsten de gebroeders Robbert en Rudolf Das in hun boek Energie en onze toekomst piramidevormige steden en overkapte snelwegen op poten waar automatisch-geleide auto’s doorheen snellen. Zullen de steden er inderdaad zo uit gaan zien? En blijft de auto dus de dominante ruimteverslinder die hij nu is?

Toekomstvisoenen stralen vaak een ouderwets optimisme uit. Geef techneuten vrij baan en je krijgt fraaie staaltjes top-down-denken – zie de superbus van Wubbo Ockels die over de Afsluitdijk had moeten gaan scheuren. Terwijl futuristische luchtfietserij helemaal niet nodig is om na te denken over de vraag hoe de auto van 2050 eruit zal zien en wat voor steden hij zal scheppen. Welke ontwikkelingen zijn nu al gaande en in welke richting wijzen ze?

2050 is kort dag, minder dan een half mensenleven. Toch kan er in zo’n korte tijd veel veranderen. Ga, om een idee te krijgen, eenzelfde periode terug in de tijd, naar 1980. De steden waren ernstig in verval, de luchtvervuiling was enorm en de auto de maat der dingen. Jaarlijks vielen er tweeduizend verkeersdoden, een paar jaar eerder was het comité Stop de Kindermoord opgericht. Inmiddels zitten we op 570 dodelijke verkeersslachtoffers per jaar. Bijna viermaal minder doden bij een vervijfvoudiging van het verkeer, dus een afname met een factor twintig.

Milieuvervuiling is al lang geen linkse hobby meer, burgers maken zich zorgen over hun gezondheid en eisen met succes maatregelen. Alle ophef over de fraude van Volkswagen en andere autofabrikanten ten spijt is de auto veel en veel schoner geworden. Hoe spectaculair de luchtvervuiling is gedaald, laat wetenschapsjournalist Simon Rozendaal onder meer zien aan de hand van het aantal uren dat je per jaar meer dan tien kilometer ver kunt kijken: dat steeg sinds 1980 van 4500 naar 6500. En dat hebben we volgens hem vooral te danken aan schonere auto’s: ‘Een hedendaagse auto die 140 kilometer per uur rijdt, produceert minder luchtvervuiling dan een stilstaande auto van vijftig jaar geleden.’

De vlucht uit de stad naar de suburbs, die mede mogelijk was gemaakt door de opkomst van de automobiliteit, is gekeerd. Steden groeien weer als kool. Bereikte de bevolkingsomvang van Amsterdam begin jaren tachtig een naoorlogs dieptepunt, sinds 2008 krijgt de stad er elk jaar tienduizend inwoners bij. En hoe verplaatsen al die mensen zich in de stad? Ze fietsen. De fiets heeft de auto in Amsterdam van de eerste plaats gestoten. Vervuilende vrachtwagens zijn binnen de A10 niet meer welkom – Utrecht gaat overigens een stap verder en weert sinds 1 januari ook vieze personenauto’s.

De tendens is duidelijk: het karakter van het verkeer en de impact die dat heeft op de stad is de afgelopen decennia sterk veranderd. De auto is nog geen vriend van de stad, maar de vijand van weleer – tijdens de smog van december 1952 vielen in Londen door de uitstoot van zwaveldioxide nog ruim tienduizend doden – is hij zeker niet meer. En er zijn gegronde redenen om aan te nemen dat de domesticatie van de auto doorzet.

Ford voorzag ‘een file zonder einde, die tijd, energie en grondstoffen verspilt en zelfs de gezondheidszorg hindert’

Onverbiddelijk zullen auto’s de komende decennia veiliger, zuiniger, schoner en stiller worden en dat zal enorme gevolgen hebben voor onze steden. Anno 2015 springen drie tendensen in het oog.

De elektrische auto wordt volwassen, er wordt veel geld in geïnvesteerd. Meesmuilend wordt er niet meer over gepraat, integendeel, de Tesla is uitgegroeid tot een statussymbool. Toen de ceo van het bedrijf, Elon Musk, eind vorige maand zijn tweede fabriek van elektrische auto’s in Tilburg opende, kon hij het niet laten Volkswagen een veeg uit de pan te geven: ‘Dieselgate bewijst einde van auto met uitlaat.’

Vaak wordt vergeten (of verzwegen) dat elektrische auto’s niet bepaald milieuvriendelijk zijn als de elektriciteit afkomstig is uit kolencentrales en ook de productie van de auto’s zelf – en vooral van de accu’s – blijft voorlopig een vervuilende factor. Maar voor de stad maakt dat niet veel uit: de vervuiling vindt immers plaats op grote afstand. Hetzelfde geldt overigens voor auto’s op waterstof, een andere energiebron die wordt onderzocht.

Een tweede trend is het autodelen. Bill Ford, de achterkleinzoon en opvolger van de grondlegger van de lopende band, voorspelde in 2012 dat het aantal auto’s de komende veertig jaar zal groeien van de huidige één miljard tot vier miljard. Goed nieuws voor de ceo van een automobielconcern zou je zeggen, maar Ford waarschuwde voor ‘een file zonder einde, die tijd, energie en grondstoffen verspilt en die zelfs het handelsverkeer en de gezondheidszorg hindert’. De samenleving bezwijkt volgens hem als iedereen in zijn eigen auto blijft stappen en daarom pleit hij voor een samenhangend systeem waarin lopen, fietsen, particuliere auto’s, deelauto’s en openbaar vervoer elkaar aanvullen. Geen eigen auto’s meer dus, maar een abonnement op mobiliteit.

Ook Daimler onderzoekt de mogelijkheden van deelauto’s en introduceerde al in 2011 de Car2Go, een witte Smart met het gebruiksgemak van een smartphone. Alles gaat digitaal: een contract afsluiten, een vrije auto lokaliseren, de deur openen, het bijhouden van de gereden minuten. Je mag de auto op elke willekeurige parkeerplek achterlaten en zomaar weglopen, want de rekening wordt automatisch betaald.

Op dit moment rijden de witte Smarts rond in dertig steden, van New York tot het Chinese Chongqing. Op de meeste plekken worden ouderwetse benzine-auto’s ingezet, maar in Amsterdam rijden er uitsluitend elektrische exemplaren rond. En daarmee zou je de Car2Go kunnen beschouwen als de commerciële erfopvolger van de witkar van de provo’s.

Wat moet de computer beslissen als hij door één mens aan te rijden de levens van tien anderen kan redden?

Een derde trend, die nu al volop in ontwikkeling is, zijn de zelfsturende auto’s. In Californië en Texas hebben auto’s van Google er al meer dan twee miljoen kilometer op zitten, zonder dat er een bestuurder aan te pas kwam. Daarbij komt het bedrijf onverwachte problemen tegen: het vermijden van ongelukken blijkt niet zo moeilijk, lastiger zijn spelende kinderen die een leuk spelletje hebben bedacht: als ze net doen of ze willen oversteken, kunnen ze de auto tegenhouden zo lang ze willen en zo een enorme verkeerschaos creëren. Ook de aansprakelijkheid is een gecompliceerd probleem: wat moet de computer beslissen als hij door één mens aan te rijden de levens van tien anderen kan redden?

De elektrische, zelfsturende deelauto ligt dus binnen handbereik, ook al zal de mens waarschijnlijk nog een flinke tijd als achtervanger standby moeten blijven. Maar de invloed van de computer gaat veel verder dan de besturing van de auto alleen: data-analyse en algoritmes zullen het verkeer en de inrichting van onze infrastructuur ingrijpend veranderen. Ben Evans, een Engelse mobiliteitsexpert, gaf onlangs een lezing voor Apple over de toekomst van de auto en stelde dat alles binnen afzienbare tijd draait om het optimaliseren van een vloot zelfrijdende auto’s in real time: ‘Waar zijn de auto’s nu en waar wil je dat ze over 17 en 34 minuten zijn om het aantal ritjes, het verkeer en de wachttijden te minimaliseren?’

Landschapsarchitectenbureau Okra deed vorig jaar in opdracht van Agentschap NL onderzoek naar de vraag hoe we die auto’s op gaan laden. Want een gebruiksvriendelijke oplaadstructuur is volgens tno, samen met een vergroting van de actieradius, cruciaal voor de ‘uitrol’ van elektrische auto’s.

Directe aanleiding voor het onderzoek was de wildgroei van oplaadpalen, waarvan er begin 2014 in Nederland al bijna zesduizend stonden. Gemiddeld is dat één paal op elke vijf elektrische auto’s die rondrijden, dus als er in 2025 volgens plan een miljoen elektrische auto’s zijn, zou je tweehonderdduizend oplaadpalen nodig hebben. Waar moet je die in ’s hemelsnaam laten?

Die vraag bleek niet zo boeiend: een discrete oplaadstoeprand met snoer en stekker erin geïntegreerd zou al een flinke verbetering betekenen, of een parkeervak met inductiespoelen die de auto, net als een elektrische tandenborstel, zonder snoer opladen. Daarmee zou het visuele probleem opgelost zijn. Maar er is meer, de opkomst van de elektrische auto biedt nieuwe kansen. Of nog verder uitzoomend: wat betekent elektrische mobiliteit voor de stad? Want het gaat natuurlijk net zo goed om elektrische fietsen, boten, kabelbanen, rollende trottoirs en openbaar-vervoersystemen. Wat blijkt: de sleutel tot de elektrische stad ligt bij de accu.

Medium front 20lights 20view 20 1
Treinstations zijn een logische locatie voor snellaadstations, het is alsof je je auto zo in een elektriciteitscentrale prikt

Zonnepanelen op het dak en windturbines aan de rand van de stad kampen met een groot probleem: hoe sla je de stroom op? Anders dan benzine kun je stroom namelijk niet gemakkelijk op voorraad houden en de zon schijnt niet precies op die momenten dat wij behoefte hebben aan energie. Ook de wind hebben we voorlopig nog niet onder controle.

En daar komt de auto om de hoek kijken: de accu’s van geparkeerde auto’s – een auto staat gemiddeld 95 procent van de tijd stil – zijn daar heel geschikt voor. Er zijn al succesvolle experimenten gedaan met buurtbuffers bestaande uit een combinatie van autoaccu’s en vliegwielen. Stilstaande auto’s zijn dan ineens geen kostenpost meer, maar een productiefactor.

Een slim elektriciteitsnet, oftewel een smart grid, maakt het mogelijk om verbruik en productie van stroom op elkaar af te stemmen. Nieuwe elektriciteitsleidingen zijn niet nodig, slimme meters volstaan: daarmee kun je vraag en aanbod voorspellen en op basis daarvan doorlopend actuele prijzen vaststellen. De automobilist is overdag dus consument en ’s nachts producent.

Maak het voor burgers aantrekkelijk om zelf energie op te wekken en ter beschikking te stellen, dan ontwikkelt zich bottom-up een ecosysteem voor elektrische mobiliteit. Elk extra zonnepaneel om stroom op te wekken en elk nieuw oplaadpunt om die stroom vervolgens te delen, versterkt het benodigde netwerk en verlaagt de drempel voor nieuwe deelnemers – je zou wel gek zijn om niet over te stappen op elektrische vervoermiddelen. En zo raken stad, vervoer en energie organisch met elkaar verknoopt.

Nergens kun je concreter en begrijpelijker gestalte geven aan deze verknoping dan op wijkniveau. De wijk is niet alleen een kader dat mensen kunnen bevatten, het is ook in energietermen een logisch schaalniveau omdat het zich bevindt tussen het hoogspanningsnetwerk voor transport en het laagspanningsnet dat de stroom aan huis bezorgt. Als het lukt om het verbruik en de opwekking van energie op dit niveau in balans te krijgen, dan kan bovendien de kostbare uitbreiding van het hoogspanningsnet achterwege blijven.

De auto zal ook stations en stationsgebieden een krachtige impuls geven. Nu al zijn stations magneten voor stedelijke ontwikkeling. Kijk maar naar de kantorenleegstand: alle kantoren die per openbaar vervoer niet goed bereikbaar zijn, doen het slecht. Snelweglocaties zijn uit, mensen kiezen voor multimodale knooppunten: plekken waar je met meerdere soorten vervoermiddelen, dus óók met de auto, kunt komen.

De snelweg met haar panorama van wisselende stromen wordt misschien wel een populaire woonlocatie

Dankzij de elektrische auto zullen stations uitgroeien tot e-hubs. Trein- en metrostations beschikken met hun railsysteem namelijk over een eigen hoogspanningsnet, waardoor ze bijna zonder energieverlies elektrische energie kunnen transporteren. Maar belangrijker nog: stations vormen de koppeling tussen het vervoer over lange afstand (hogesnelheidstrein), middellange afstand (auto, trein), korte afstand (auto, tram, fiets) en loopafstand.

Rondom de stations zorgt een combinatie van winkels, kantoren, crèches, scholen, cafés, restaurants en parken ervoor dat mensen verschillende activiteiten kunnen combineren. Een keur aan transportmiddelen staat de bewoners en gebruikers van de e-hub ter beschikking, waaronder uiteraard elektrische fietsen en dito auto’s, zowel in eigendom als op huurbasis.

Voorstadstations groeien uit tot een ring van e-hubs, waardoor alle auto’s met een verbrandingsmotor uit het centrum kunnen worden geweerd – de bestuurder kan te voet, met het ov of per e-bike of e-car de stad in. Elektrische auto’s blijven gewoon welkom in de binnenstad, je wilt alleen de vervuiling kwijt, niet de auto zelf want die zorgt zeker ’s avonds en ’s nachts voor sociale veiligheid – kijk maar hoe naargeestig en eng voetgangerszones na sluitingstijd zijn.

Als het merendeel van de auto’s eenmaal elektrisch is, worden steden volledig geëlektrificeerd. Dan wordt het rendabel om wegen van stroken te voorzien met inductiespoelen, die de auto’s die eroverheen rijden automatisch opladen. Auto’s worden dan leveranciers van energie, in plaats van alleen passieve opslagcapaciteit of, nog ouderwetser, energieslurpers.

Parkeergarages worden power houses, waar de stroom van de auto’s wordt afgetapt. Mogelijk gaan winkelcentra klanten betalen om met hun auto naar hen toe te komen, of gaan klanten met energie voor hun boodschappen betalen. Dat klinkt misschien absurd, maar nu al is parkeren voor bedrijven als Ahoy en Schiphol een belangrijk onderdeel van hun businessmodel.

In een elektrische stad kan er veel dichter langs de weg worden gebouwd: e-cars maken minder herrie dan gewone auto’s, maar belangrijker is dat ze geen fijnstof, stikstofoxiden en andere gifstoffen uitstoten. De grote invalswegen kunnen levendige stadsstraten worden, en de snelweg met haar panorama van steeds wisselende stromen wordt misschien wel een populaire woonlocatie – een kwaliteit die we bij rivieren nu al op waarde weten te schatten.

De elektrificatie en automatisering van de auto zal het onderscheid tussen openbaar en particulier vervoer doen vervagen: auto’s worden ingezet als gondeltjes die over de stad uitzwermen om vrachtjes op te pikken en na gedane arbeid terug te rijden naar een ondergrondse, ongeventileerde garage waar ze, na inschatting van de vervoersvraag voor de rest van de dag, wachten met opladen tot de stroom goedkoop is. Elektromotoren slijten bovendien nauwelijks, dus je kunt ze in een nieuwe carrosserie zetten en de auto is weer up-to-date.

Gegevensuitwisseling zal de benutting van wegen, auto’s, garages, oplaadfaciliteiten en stroomcapaciteit spectaculair vergroten. Het zal misschien ook de mobiliteit aanjagen. Sinds 2006 schommelt het aantal kilometers dat we per jaar afleggen rond de 184 miljard, de groei van de jaren tachtig en negentig is verdwenen. Het is de vraag of dat zo blijft: zeker als je voor rijden beloond zou gaan worden, kunnen e-hubs leiden tot hypermobiliteit.

Een bedreiging voor kleinschalige, gemengde omgevingen is dat niet: dankzij de grotere actieradius van elektrische fietsen kunnen die binnenstedelijke gebieden zelfs uitdijen. Die opschaling zal ook voor regionale netwerken gelden: steeds grotere gebieden raken door elektrische auto’s en ov-systemen met elkaar verknoopt. En dat is volgens ruimtelijk economen essentieel, want agglomeratievoordelen doen de welvaart stijgen.


Dit verhaal is deels gebaseerd op het openingsessay dat Tijs van den Boomen schreef voor het onderzoek E-city van Okra Landschapsarchitecten


Beeld: (1) Een Car2Go-auto in Austin. Foto Texas/ Car2go North America LLC; (2) Prototype van Google’s zelfrijdende auto. Foto Google.com