Innovatie van automotoren essentieel voor CO₂-reductie

Auto's horen bij de grootste veroorzakers van CO₂-uitstoot. Het transport over de weg draagt hier met 16% aanzienlijk aan bij.

Wereldwijd is de verkoop van auto's de afgelopen tien jaar enorm gestegen. Deze groei wordt voornamelijk veroorzaakt door opkomende markten, met China als koploper. Gezien de nog lage penetratiegraad in de meeste opkomende landen zullen de autoverkopen de komende tien jaar naar verwachting verder stijgen. De enige manier om de CO₂-uitstoot te beperken of te stabiliseren is om de uitstoot per voertuig te verminderen.

Over de hele wereld beperken overheden de maximale CO₂-uitstoot van auto's, zoals weergegeven in figuur 2. De Europese Unie is hier relatief streng in. In 2021 moeten autofabrikanten zich houden aan een maximale gemiddelde uitstoot van 95 g/km voor auto's die worden verkocht. Dat is een aanzienlijke reductie vergeleken met de uitstoot van 135 g/km die vastgesteld is voor 2015. Als fabrikanten zich niet houden aan deze maximale uitstoot voor 2015, moeten zij hoge boetes betalen. Ook in andere regio's werken overheden aan het verlagen van hun emissienormen. Zo ligt de CO₂-uitstootdoelstelling voor 2020 van de Chinese regering dicht bij die van de EU. De strengere emissienormen en bijbehorende boetes dwingen autofabrikanten om de CO₂-uitstoot van hun auto's te verlagen.

Autofabrikanten investeren in R&D om de CO₂-uitstoot van hun auto’s te verminderen. Hierbij ligt de focus voornamelijk op de aandrijving van de auto's, al zijn er natuurlijk meer onderdelen die voor verbetering vatbaar zijn. Er zijn verschillende soorten innovaties:

Efficiëntere verbrandingsmotoren
De afgelopen jaren zijn er al enkele verbeteringen doorgevoerd. Zo wordt in de Europese automarkt veel gebruik gemaakt van kleinere motoren die uitgerust zijn met turbotechnologie. Ook start-stopsystemen worden tegenwoordig op grote schaal gebruikt. Sectorexperts geven aan dat er op het gebied van verbrandingsmotoren nog meer verbeteringen mogelijk zijn.

Hybride aandrijving
Bij een hybride aandrijving wordt de verbrandingsmotor ondersteund door een elektromotor. En soms is het mogelijk bij kleine afstanden volledig elektrisch te rijden. Al in 1997 introduceerde Toyota de Prius. Deze Prius en zijn opvolgers waren een groot succes. Een deel van dit succes was te danken aan de strengere emissieregelgeving en de fiscale stimuleringsmaatregelen die in veel landen werden ingevoerd. Veel autofabrikanten hebben het succes van Toyota gekopieerd en hebben ook hybride auto's op de markt gebracht.

Elektrische aandrijving
De volledig elektrische auto's winnen ook terrein. Het meest prominente voorbeeld van een elektrische auto is de Tesla Model S. Traditionele autofabrikanten hebben deze markt ook ontdekt. BMW heeft er bijvoorbeeld voor gekozen om een model als de i3 te ontwikkelen met een elektromotor. Andere fabrikanten zoals Volkswagen en Volvo hebben hun bestaande modellen ook uitgerust met een elektromotor. Auto's in deze categorie halen hun elektriciteit van het elektriciteitsnetwerk en slaan dit op in verschillende accu's.

Brandstofcelaandrijving
De nieuwste innovatie op het gebied van aandrijvingen is de brandstofcelaandrijving. De brandstofcel gebruikt waterstof om elektriciteit op te wekken. Onlangs introduceerde Toyota de Mirai, die is uitgerust met brandstofceltechnologie. Hyundai en BMW hebben nu ook modellen op de markt gebracht met deze technologie of zijn er nog mee bezig.

Zoals we al aangaven, zijn er nog meer methoden om de CO₂-uitstoot van auto's te verlagen. Fabrikanten zijn ook bezig om het gewicht van auto's te verlagen, waardoor er minder energie nodig is om het voertuig te laten rijden. Dit doen ze door gebruik te maken van alternatieve materialen, zoals zeer sterk staal, aluminium of zelfs koolstofvezels. Ford introduceerde onlangs de nieuwe F150. Dit model is ruim 318 kg lichter doordat de carrosserie is gemaakt van aluminium.

Een andere relatief goedkope oplossing om de uitstoot te beperken is het verlagen van de rolweerstand van de auto. Fabrikanten van autobanden gebruiken al andere materialen voor hun banden. De uitdaging is om de rolweerstand te verlagen en er tegelijkertijd voor te zorgen dat de banden nog voldoende grip hebben wanneer het rempedaal wordt ingedrukt.

Wij denken dat er de komende jaren nog verder wordt gewerkt aan het huidige proces van innovatie en verbetering op het gebied van verbrandingsmotoren en hybride technologie. Zoals ook in figuur 3 is te zien, zullen de meeste auto's in 2020 waarschijnlijk nog een traditionele verbrandingsmotor hebben.

Het is minder duidelijk wat de vooruitzichten zijn voor alternatieve aandrijvingen zoals elektromotoren en brandstofcelsystemen. Waarschijnlijk heeft maar een klein deel van de auto's die in 2020 worden verkocht deze alternatieve aandrijvingen. Het is ook nog niet duidelijk of er voldoende innovatie is op dit gebied om de traditionele verbrandingsmotoren te vervangen. We zijn sceptisch over de vooruitzichten voor elektrische voertuigen. Op dit moment is de accucapaciteit een groot probleem. Het blijft ook de vraag of de technologie zich snel genoeg ontwikkelt om ervoor te zorgen dat de rijafstand groter wordt en het opladen minder lang duurt. Bovendien wordt de uitstoot bij dit soort aandrijvingen alleen beperkt wanneer de stroom van het elektriciteitsnetwerk wordt opgewekt met behulp van duurzame technologieën (zoals zonnepanelen).

Brandstofceltechnologie lijkt op langere termijn veelbelovender. De energie wordt opgeslagen in een relatief kleine hoeveelheid waterstof. Accu's zijn niet meer nodig en de auto laadt heel snel op. Waterstof kan worden geproduceerd met elektriciteit die is opgewekt zonder enige uitstoot. Aangezien het transport en de opslag van waterstof een minder groot probleem vormen dan van elektriciteit, kun je waterstof produceren in gebieden met genoeg zonne-energie. Op dit moment is er geen infrastructuur voor waterstofauto's. Maar deze infrastructuur kan de komende decennia worden ontwikkeld. De komende jaren zal brandstofceltechnologie echter maar een kleine rol spelen.

Fabrikanten moeten de komende jaren veel geld investeren in Research & Development (R&D) om aan de strengere wereldwijde emissienormen te kunnen voldoen. BMW heeft al aangegeven dat de gestegen R&D-uitgaven mogelijk een negatief effect van 100-200 bp op de marges hebben. Maar aangezien BMW zeer winstgevend is, kan het bedrijf dit zonder problemen doen. Peugeot werd echter gedwongen om de R&D-uitgaven terug te schroeven, omdat het bedrijf minder winstgevend is. Dit kan betekenen dat het moeilijk wordt voor Peugeot om concurrerend te blijven met merken die hier wel geld in hebben geïnvesteerd.

Ook is het mogelijk dat sommige bedrijven in de sector moeten fuseren of dat er bedrijven worden overgenomen. Grotere autofabrikanten zijn in staat om hun R&D-uitgaven over meer auto's uit te spreiden. Sergio Marchionne, de CEO van Fiat, zei al eens dat er minstens 6 miljoen auto's per jaar verkocht moeten worden om concurrerend te blijven. Sommige kleinere fabrikanten zullen er dus waarschijnlijk voor kiezen om te fuseren of om overgenomen te worden door grotere concurrenten.

Fabrikanten moeten de komende jaren veel geld investeren in Research & Development (R&D) om aan de strengere wereldwijde emissienormen te kunnen voldoen. BMW heeft al aangegeven dat de gestegen R&D-uitgaven mogelijk een negatief effect van 100-200 bp op de marges hebben. Maar aangezien BMW zeer winstgevend is, kan het bedrijf dit zonder problemen doen. Peugeot werd echter gedwongen om de R&D-uitgaven terug te schroeven, omdat het bedrijf minder winstgevend is. Dit kan betekenen dat het moeilijk wordt voor Peugeot om concurrerend te blijven met merken die hier wel geld in hebben geïnvesteerd.

Ook is het mogelijk dat sommige bedrijven in de sector moeten fuseren of dat er bedrijven worden overgenomen. Grotere autofabrikanten zijn in staat om hun R&D-uitgaven over meer auto's uit te spreiden. Sergio Marchionne, de CEO van Fiat, zei al eens dat er minstens 6 miljoen auto's per jaar verkocht moeten worden om concurrerend te blijven. Sommige kleinere fabrikanten zullen er dus waarschijnlijk voor kiezen om te fuseren of om overgenomen te worden door grotere concurrenten.

Leveranciers van onderdelen voor technologieën die de CO₂-uitstoot verminderen, profiteren van de strengere regelgeving. De afgelopen jaren hebben bedrijven als Valeo en Robert Bosch geprofiteerd van de toegenomen vraag naar hun producten. Ze zijn blijven investeren in nieuwe producten en de komende jaren houden ze een bovengemiddelde groei.