Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based...

43
Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame mobiliteit Prof. Dr. ir. Joeri Van Mierlo Director of Mobility, Logistics and Automotive Technology Research Centre

Transcript of Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based...

Page 1: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Elektrische voertuigen

de transitie naar een duurzame mobiliteit Prof. Dr. ir. Joeri Van Mierlo Director of Mobility, Logistics and Automotive Technology Research Centre

Page 2: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 2

25%

Page 3: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 3 Joris Besseling

57% NOx – 25% PM

Page 4: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 4

Jonathan C. Wheeler

1 Billion Euro’s per Day for import of Oil in Europe

Page 5: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 5

Manon

Page 6: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 6

Strong foundations

1979 - Vrije Universiteit Brussel

2014 - Vrije Universiteit Brussel

Page 7: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

E-mobility

Page 8: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 8

Page 9: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 9

Streefdoel Vlaanderen 2020

Page 10: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 10

Page 11: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo

EV vehicle models d.d. 31/12/14

Source: AVERE (2014)

11

Page 12: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 12

Page 13: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 13

Top 3 Barriers for EVs

Limited charging infrastructure

Limited driving range

High purchase cost

Page 14: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 14

Range anxiety

– 95 to 99% trips <100km

– 30% vehicle fleet never >100km

– Improved batteries: Specific energy (Wh/kg):

– Plug-in hybrid (EV+range extender)

– Wireless Dynamic inductive charging

Lead Nickel Lithium 2020 2030

30 – 35 50 – 80 80 – 200 400 - 600 1000 - 2000?

x2 x2 x3 x3

Page 15: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 15

Infrastructure needs Where is your car during one week?

Home Work

Page 16: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 16

Page 17: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo MOBI - Mobility, Logistics and Automotive Technology 17

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

Vlaanderen Walonië Brussel

Garage en parking gelegenheden in België

% aantal gebouwen met garage, parking of overdekte staanplaats / aantal gebouwen

% aantal gebouwen met garage, parking of overdekte staanplaats / aantal woongelegenheden

Bron: FOD Economie

Page 18: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo MOBI - Mobility, Logistics and Automotive Technology 18

Intelligent roll-out of infrastructure

Page 19: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 19

– 100 000 EVs = > +0,4

% extra electricity production

– But potential extra

demand for electricity after working hours

“Smart battery

charging” during off peak hours

Electricity production and distribution

– Battery as storage

solution?

opportunity to give

electricity back to the

grid?

Impact on life

expectancy of battery

2nd

hand market for

EV batteries (still 80%

original capacity)

Page 20: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

How Green are Clean vehicles?

Page 21: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 21

Page 22: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 22 Bert Kaufmann

Page 23: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 23

Page 24: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 24

Life Cycle Assessment

Raw

materials Production of

components

Assembly and

distribiution

Waste

Raw

materials

Refining and

transport Distribution

Usage

Page 25: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo

Ozone formation

Elementary flows

Midpoint impacts

Endpoint Damages

Climate change

Acidification

Eutrophication Fossil fuel depletion

PM formation

Land use Human toxicity

Radiation Eco toxicity

Ozone depletion

CO2, CH4, N2O, NOx, Cd, Benzene, iron ore, hard coal, land use, … and other elementary flows (emissions and resources)

Human health

Ecosystem Resource

availability

Single score

Mineral depletion

Water use

Inventory model

Raw materials Production of

components

Assembly and

distribiution

Waste

Raw materials Refining and

production

Distribution

Usage

WTT Maintenance

Production

TTW

Road

infrastructure 25

FU: 209,470 km (14.1 years, 14,856 km/yr)

Page 26: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment
Page 27: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo

Ozone formation

Elementary flows

Midpoint impacts

Climate change

Acidification

Eutrophication Fossil fuel depletion

PM formation

Land use Human toxicity

Radiation Eco toxicity

Ozone depletion

CO2, CH4, N2O, NOx, Cd, Benzene, iron ore, hard coal, land use, … and other elementary flows (emissions and resources)

Mineral depletion

Water use

Inventory model

Raw materials Production of

components

Assembly and

distribiution

Waste

Raw materials Refining and

production

Distribution

Usage

WTT Maintenance

Production

TTW

Road

infrastructure

27

Single score

Page 28: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 28

Air quality in Belgium

Page 29: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 29

Life cycle air quality

! Geographical & Temporal Resolution in LCA

Page 30: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo

Vehicle

database

Parameterized LCI model

Monte Carlo

assessment

Vehicle segmentation

Data fitting

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

970

1035

.4

1100

.8

1166

.2

1231

.6

1297

1362

.4

1427

.8

1493

.2

Den

sity

Weight [kg]

Parameterized vehicle-LCA model

30

Page 31: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 31

Single score

Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment

Incorporating Variability in the Environmental Assessment of Different Vehicle

Technologies and Fuels. ENERGIES Volume: 7 Issue: 3 Pages: 1467-1482

Page 32: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 32

Page 33: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo

Influence of the electricity mix

Ref: Messagie, M., et.al. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment

Incorporating Variability in the Environmental Assessment of Different Vehicle

Technologies and Fuels. ENERGIES 33

Page 34: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

How affordable are Clean Vehicles?

Page 35: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 35

TCO methodology

Page 36: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo

Passenger cars – medium cars

Page 37: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo

Passenger cars – premium cars

Page 38: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo

Company cars – medium cars

Page 39: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo

Company cars – premium cars

Page 40: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 40

Page 41: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo

Electrification: 1 mln. additional jobs in 2030 in EU 2 mln. additional jobs in 2050 in EU

41 Source: Fuelling EUROPE’S Future, 2013

Page 42: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 42

Fun to drive and ….

Page 43: Elektrische voertuigen de transitie naar een duurzame ...Messagie, M., et.al.. (2014) A Range-Based Vehicle Life Cycle Assessment Incorporating Variability in the Environmental Assessment

Vrije Universiteit Brussel – MOBI – Prof. Joeri Van Mierlo 43

Prof. Joeri Van Mierlo

Phone +32 2 629 28 03

Email [email protected]

Office Building Z (ZE109)

Pleinlaan 2, 1050 Brussels

mobi.vub.ac.be

twitter.com/MOBI_VUB

Mobility, Logistics and Automotive Research centre

Vrije Universiteit Brussel