Battery used Battery charging

LOW←TECH MAGAZINE

De elektrische velomobiel: bijna even snel als de auto, maar 80 keer zuiniger (deel 2)

Ongeveer een kwart van alle bestaande windmolens volstaat om de hele wereldbevolking van een opgeladen elektrische fiets te voorzien.

image

Foto's: de Windexplorer, een volledig elektrisch voertuig gebaseerd op de DuoQuest velomobiel.

Deel 1 / Deel 2.

Je zou denken dat een voertuig dat 80 keer zuiniger is dan een elektrische auto, en een vergelijkbare snelheid en actieradius heeft, ook wordt gestimuleerd door de overheid. Maar het tegenovergestelde is waar. Een groot obstakel voor de bouwers en bestuurders van elektrische velomobielen is de wetgeving. In veel landen is de elektrische velomobiel in feite niet legaal te gebruiken omwille van beperkingen van de snelheid, het vermogen en het gebruik van de motor.

Het grootste probleem is dat de motor de bestuurder alleen maar kan ondersteunen tot aan een bepaalde snelheid: 25 km/u in de meeste Europese landen, waaronder ook België en Nederland. Voor een gewone elektrische fiets (een tweewieler) vormt die wetgeving geen obstakel aangezien zeer weinig fietsers kruissnelheden bereiken die hoger zijn dan 25 km/u. Dat betekent dat de motor de fietser continu kan ondersteunen, daarbij de snelheid verhogend of de inspanning verkleinend.

Maar een velomobilist bereikt kruissnelheden van 35 tot 50 km/u. Dat betekent dat de motor de bestuurder kan ondersteunen tot slechts de helft van de kruissnelheid. Boven de 25 km/u worden de motor en de batterij een last in plaats van een voordeel, omdat de bestuurder het extra gewicht ervan volledig op eigen kracht op snelheid moet krijgen. Eens op kruissnelheid is de motor evenmin van enig nut. Alleen tijdens het klimmen, wanneer de velomobiel zelden snelheden boven de 25 km/u haalt, is de elektrische trapondersteuning zinnig binnen de grenzen van de wet.

Illegaal voertuig

Naast de snelheidsbeperking introduceert de wetgeving twee andere obstakels voor fietsen met trapondersteuning (een categorie waaronder ook de elektrische velomobiel valt). Ten eerste moet, in de meeste Europese landen, het motorvermogen beperkt blijven tot 250 watt. Ten tweede moet de motor automatisch worden uitgeschakeld als de bestuurder niet trapt. Volledig elektrisch rijden is dus niet toegestaan, ook al wordt dat afgewisseld met trappen.

In Duitsland kan een velomobiel ook geregistreerd worden als een bromfiets, zodat de motor ondersteuning kan geven tot een snelheid van 45 km/u. Het vermogen kan oplopen tot 750 watt. Dit maakt het praktische en legale gebruik van de elektrische velomobiel mogelijk, maar introduceert wel andere obstakels. De bestuurder moet een minimum leeftijd hebben bereikt, hij of zij moet over een rijbewijs beschikken, en het voertuig moet een nummerplaat en een verzekering hebben. De velomobiel moet ook aan een jaarlijkse keuring worden onderworpen. De velomobiel wordt in dit geval ook beschouwd als een motorvoertuig en niet als een consumentenproduct (zoals een fiets), wat betekent dat er bijkomende veiligheidstesten moeten worden uitgevoerd alvorens een model velomobiel op de markt kan verschijnen. Dat is een dure zaak voor de producenten van velomobielen, meestal kleine bedrijven.

image

In België is het onmogelijk om een velomobiel te laten keuren als bromfiets. De eWAW waarmee ik reed, was dan ook geen legale versie maar schond twee van de drie wettelijke vereisten, in naam van het mobiliteitsonderzoek. De sensor die de motor doet afslaan bij 50 km/u werd weggehaald, en de activitatie van de motor was niet automatisch gekoppeld aan de pedalen -- er kon dus ook volledig elektrisch gereden worden.

Legaal kluwen

De wetgeving over elektrische velomobielen verschilt van land tot land. In Zwitserland worden velomobielen met een trapondersteuning tot 250 watt en 25 km/u beschouwd als bromfietsen, terwijl velomobielen met een trapondersteuning tot 1.000 watt kunnen worden geregistreerd als motorfietsen, waarvoor geen enkele snelheidsbeperking geldt. In Oostenrijk kunnen velomobielen een trapondersteuning hebben tot 600 watt en 45 km/u terwijl ze wettelijk gezien gewoon fietsen blijven. In de Verenigde Staten variëren de limieten voor het motorvermogen van 750 watt tot 5.000 watt, afhankelijk van de staat. In sommige Amerikaanse staten zijn velomobielen met een trapondersteuning tot 48 km/u, 64 km/u of zelfs 94 km/h legaal gezien nog steeds fietsen. Andere staten stellen ze buiten de wet.

Binnen de grenzen van de wet is de elektrische hulpmotor eerder een last dan een voordeel

Het juridisch kluwen waarin de velomobiel zich bevindt, staat in sterk contrast met de wetgeving over auto's. Er is geen enkele wet die het motorvermogen of de topsnelheid van auto's beperkt. Een auto die 270 kilometer per uur kan rijden, is overal ter wereld perfect legaal, een velomobiel die trapondersteuning krijgt bij een snelheid van 50 kilometer per uur is in de meeste landen verboden. Een consequente wetgeving zou ofwel de snelheid en het motorvermogen van zowel auto's als velomobielen beperken, ofwel de snelheid en het motorvermogen van beide types voertuigen vrijlaten - in combinatie met het uitvoeren van snelheidscontroles.

Een nieuwe categorie voertuigen?

De wetgever weet zich geen raad weet met de velomobiel en dat is geen toeval. De velomobiel, en zeker de velomobiel met elektrische trapondersteuning, stelt de geldigheid van de bestaande categorieën individuele voertuigen (fiets, bromfiets, motor, automobiel) in vraag. Je kan de elektrische velomobiel beschouwen als een comfortabele, zeer snelle fiets, maar evengoed als een bijzonder efficiënte bromfiets, motor of automobiel.

image

De velomobiel past overal en nergens in -- en dat maakt de technologie zo interessant. Het debat over mobiliteit wordt gekenmerkt door een ideologische kloof tussen gemotoriseerde en niet-gemotoriseerde opties: je bent ofwel pro-fiets, ofwel pro-auto. De elektrische velomobiel laat zien dat er een tussenweg bestaat, en dus ook hoop dat beide kampen het op een dag met elkaar eens raken.

Een auto die 270 kilometer per uur kan rijden, is overal ter wereld legaal, een velomobiel die trapondersteuning krijgt bij een snelheid van 50 kilometer per uur is in de meeste landen verboden.

In "Bicycles don't evolve: velomobiles and the modelling of transport technologies" ijveren auteurs Peter Cox en Frederik Van De Walle (de laatste is de ontwerper van de WAW) er voor om de velomobiel als een nieuwe, aparte voertuigcategorie te beschouwen. In het zeer verhelderende artikel laten de auteurs zien dat de wettelijke onzekerheid waarin de velomobiel zich bevindt, het gevolg is van een neo-Darwinistische kijk op de ontwikkeling van voertuigtechnologie (en technologie in het algemeen). Volgens dat mentale model evolueerde de fiets tot de snellere motorfiets, waaruit vervolgens de snellere en comfortabelere automobiel voortkwam (zie het schema hieronder).

image

Die trend impliceert een logisch geordende serie van verbeteringen die een onvermijdelijke vooruitgang en een toenemende rationaliteit reflecteren. De automobiel bekijken we als de 'meest geëvolueerde', 'natuurlijke' of 'superieure' vorm, die de andere voertuigen grotendeels overbodig, en ouderwets maakt. Het gevolg is dat we, op zoek naar een duurzaam transportalternatief voor de toekomst, steeds weer vanuit de automobiel vertrekken -- getuige daarvan de elkaar opvolgende hypes over de waterstofauto, de auto op biobrandstof, en de elektrische auto. Fietsen worden daarentegen in de meeste Westerse landen beschouwd als voertuigen voor recreatie, of voor mensen die zich geen auto kunnen veroorloven.

De velomobiel past niet in dit denkkader en bewijst zodoende de ongeldigheid ervan. De snelheid van een elektrische velomobiel ligt een stuk hoger dan die van een gewone fiets, terwijl de ergonomische zitpositie en het beschermende koetswerk de velomobiel bijna even comfortabel maken als een auto. Aangezien de velomobiel dit alles waarmaakt met een fractie van de energie die gebruikt wordt door een auto of motorfiets, kan hij moeilijk worden beschouwd als een voorbijgestreefd alternatief. Bovendien is de elektrische velomobiel bijna even duur als een kleine auto (de eWAW kost 7.790 euro), terwijl we ervan uitgaan dat fietsen minder kosten dan auto's.

image

Cox en Van De Walle stellen een alternatief denkkader voor, een matrix van vier categorieën voertuigen: fiets, motorfiets, velomobiel en automobiel (zie het schema hierboven). Het verschil tussen fiets en motorfiets is ook het verschil tussen velomobiel en automobiel (in verticale richting): het toevoegen of weglaten van een motor. Het verschil tussen motorfiets en automobiel (in horizontale richting) is ook het verschil tussen fiets en velomobiel: een morfologisch verschil, van een open naar een gesloten vorm, van het rijden "op" naar het rijden "in".

Mengvorm tussen automobiel en velomobiel

De grenzen tussen de vier categorieën zijn niet strikt: een gedeeltelijke behuizing of een afneembaar koetswerk doen het verschil in morfologie vervagen (voorbeelden zijn de Hase Klimax 5K of de BMW C1), terwijl het gebruik van een hulpmotor als trapondersteuning het verschil in motorisatie doet vervagen (elektrische fietsen en elektrische velomobielen). Cox en Van De Walle geven zodoende een overzicht van de verschillende transporttechnologieën en hun hybride vormen zonder de impliciete waardenhiërarchie van het 'evolinaire' model. In het oude denkkader domineert de automobiel. Door de introductie van de velomobiel als nieuwe categorie is dat niet langer zo.

image

Maar de auto wordt binnen dit nieuwe denkkader evenmin als een vijand beschouwd, zoals tijdens een autoloze of autoluwe zondag: de toekomst van geïndividualiseerd personenvervoer voor wat langere afstanden schuilt waarschijnlijk in een mengvorm van auto en velomobiel (en in een mengvorm van fiets en motorfiets). Als een hybride vorm tussen auto en velomobiel kan de elektrische velomobiel heel veel verschillende gedaanten aannemen. De eWAW leunt dicht aan bij de velomobiel zonder elektrische trapondersteuning, maar elektrische velomobielen die dichter aanleunen bij de auto zijn ook een mogelijkheid.

Vijf mogelijkheden

Er zijn een vijftal mogelijkheden bij het ontwerpen van een elektrische velomobiel. In de eerste configuratie is de input van de bestuurder groter dan de input van de motor. Dit is de klasse voertuigen waar de eWAW thuis hoort, als hij wordt bestuurd zoals bedoeld. Zo'n voertuig zou aan de Europese regelgeving voldoen, met uitzondering van de snelheidsbeperking die ongeveer twee keer hoger is dan nu (45 of 50 km/u in plaats van 25 km/u). In de tweede configuratie is de input van de bestuurder gelijk aan de input van de motor. Het enige verschil is dat de motor de bestuurder ook bij staat aan kruissnelheid, tot een snelheid van 45 of 50 km/u. Dit is de klasse voertuigen waartoe de eWAW behoort, zoals ik hem gebruikte.

De eWAW leunt dicht aan bij de velomobiel zonder elektrische trapondersteuning, maar elektrische velomobielen die dichter aanleunen bij de auto zijn ook een mogelijkheid.

In de derde configuratie is de input van de motor groter dan de input van de bestuurder. Een krachtiger motor zal resulteren in een snellere acceleratie en een snellere klimsnelheid (en dus in een hogere kruissnelheid), maar niet in een hogere topsnelheid want de elektrische trapondersteuning wordt evengoed uitgeschakeld bij het overschrijden van 45 or 50 km/u. In deze configuratie wordt de inspanning die nodig is om een hoge snelheid te halen, verder verlaagd (als de bestuurder een goede conditie heeft), of wordt het nog makkelijker voor mensen met een gemiddelde conditie om toch hogere snelheden aan te houden.

Dit type velomobiel is al op de markt in Duitsland, waar krachtiger motoren en hogere snelheden kunnen als de velomobiel wordt ingeschreven als een bromfiets. Voorbeelden zijn de Alleweder 4 en de Alleweder 6, die voor de Duitse markt ook worden geleverd met een motor van respectievelijk 500 en 600 watt, de Aerorider Sport met een motor van 750 watt, en de e-Sunrider (gebaseerd op de Aerorider Sport) met een motor van 500 watt. De Hase Klimax 5K, geen echte velomobiel maar een ligfiets met een opvouwbare carrosserie, heeft ook een motor van 500 watt. Het extra motorvermogen kan worden omgezet in hogere prestaties (een sneller acceleratievermogen), maar ook in meer luxe. De Aerorider heeft een interieurbekleding die meer doet denken aan die van een auto -- dat brengt extra comfort, maar ook extra gewicht (het voertuig weegt 55 kg).

In de vierde configuratie heffen we de snelheidsbeperking op. Dit kan worden toegepast op alle andere configuraties die we hierboven beschreven. De motor ondersteunt de bestuurder tot eender welke snelheid er mogelijk is. De topsnelheid zal afhangen van het vermogen van zowel de motor als de bestuurder. Deze voertuigen zijn niet op de markt, maar het is mogelijk om één van de hierboven beschreven configuraties te nemen, de sensor te verwijderen die de motor doet afslaan bij een bepaalde snelheid, en hogere versnellingen te monteren. Technisch is er dus geen probleem.

Er is geen mechanische limiet aan de snelheden die deze categorie velomobielen zouden kunnen bereiken. Er is geen enkele reden waarom een elektrische velomobiel geen 120 km/u zou kunnen rijden. Het snelheidsrecord van een velomobiel zonder trapondersteuning staat overigens boven de 130 km/u.

image

In de vijfde en laatste configuratie maken we komaf met de automatische activatie van de motor, nu standaard bij alle elektrische fietsen en velomobielen. De bestuurder beslist wanneer de motor hem of haar helpt. Dit kan toegepast worden op alle voorgaande configuraties, en het effect is altijd hetzelfde: de motor kan ook worden gebruikt als de bestuurder niet trapt. De aangepaste eWAW die ik bestuurde, kan op die manier ongeveer 60 km lang aan een snelheid van 30 km/u rijden -- nog altijd snel genoeg om bijna alle fietsers achter je te laten. Dit is geen bijzonder opwindende manier van reizen, maar ze is wel aangenaam. Bovendien ziet dankzij het koetswerk niemand dat je niet aan het trappen bent.

De mogelijke configuraties voor elektrische velomobielen omvatten fietsen met een elektrische trapondersteuning, motorfietsen met ondersteuning van spierkracht, en volledig gemotoriseerde voertuigen. Met elke stap wordt efficiëntie en actieradius ingeruild voor meer snelheid of meer comfort. Een krachtiger motor zal meer vragen van de batterij. Meer batterijen installeren kan de actieradius opnieuw opkrikken, maar dit verhoogt het gewicht en verlaagt dus de efficiëntie. Maar omdat de eWAW 80 keer zuiniger is dan de elektrische auto, is daar best wel wat ruimte voor. De Alleweders die in Duitsland met een sterkere motor kunnen worden gekocht, hebben in optie een batterij tot 1,664 Wh groot. Dat is nog altijd 14 keer efficiënter dan de Nissan Leaf, voor een vergelijkbare actieradius.

We hebben er al vaker op gehamerd dat auto's alleen maar efficiënter kunnen worden gemaakt als veel lichter, kleiner en trager worden. Maar je kan uiteraard hetzelfde resultaat bereiken door de fiets sneller, groter en zwaarder te maken.

Kris De Decker

215.92KB