De tijd dringt. De oliereserves in de wereld gaan nog veertig tot zestig jaar mee en al eerder zal het zwarte goud onbetaalbaar worden. ‘We denken dat vanaf ongeveer 2020 het aanbod de vraag niet meer zal aan kunnen,’ zegt aardwetenschapper Hilmar Rempel.

Honderden miljoenen mensen hebben een auto, en nu India en China een enorme economische groei doormaken, zullen het er in de toekomst nog veel meer worden. Auto’s vervuilen en verbruiken energie, zowel bij hun productie als in het gebruik. De keuze is aan ons: óf we verpesten de atmosfeer óf we maken auto’s milieuvriendelijker.

In 1998 namen de Europese autofabrikanten het op zich om de CO2-uitstoot van hun auto’s te reduceren tot gemiddeld 140 gram per kilometer in 2008. In december 2008 nam het Europese parlement een wet aan die 130 gram met ingang van 2015 bindend maakt voor alle autofabrikanten. De doelstelling op de lange termijn is 95 gram. De meeste auto’s komen momenteel niet onder de 160 gram. Er is dan ook plotseling een koortsachtige activiteit uitgebroken, en de researchafdelingen van de concerns zijn met een groot aantal nieuwe oplossingen gekomen.

Drie dingen voorkomen dat de auto de status van milieuvriendelijk perpetuum mobile verwerft: inertie, luchtweerstand en frictie van het wegoppervlak. Het eerste kan worden verholpen door auto’s lichter te maken.

Het gewicht kan worden beperkt door gebruik te maken van aluminium, nieuwe productiemethoden voor het chassis, en koolstofcomposieten, ontleend aan de vliegtuig- en raceautotechnologie. Koolstofvezel is nog steeds erg duur, maar Herbert Kohler, hoofd research van Mercedes, denkt dat het een blijvertje is. ‘We geloven dat koolstofmaterialen op de middellange termijn te produceren zijn voor een prijs die ze aantrekkelijk maakt voor massaproductie,’ zegt hij.

De luchtweerstand wordt bepaald door de voorkant van de auto en de weerstandcoëfficiënt (ook wel de Cdwaarde genoemd). De weerstand aan de voorkant kan worden beperkt door auto’s smaller en lager te maken, terwijl de Cd-waarde kan worden verbeterd door auto’s een achterkant van het fastback-type (waarbij de achterkant in een vloeiende ronding vanaf het dak tot de bumper loopt) te geven.

Banden spelen een belangrijke rol bij het derde punt: het oppervlaktecontact. De rotatie en frictie laten de banden oscilleren, en die vervorming kost energie. Nieuwe onderdelen en ontwerpen kunnen dat energieverlies aanzienlijk beperken zonder dat het ten koste van de veiligheid gaat.

Om onze afhankelijkheid van geïmporteerde olie te beperken komen diverse fabrikanten, zoals Volkswagen en Opel, met modellen die op aardgas rijden. Maar aardgas is eveneens een fossiele brandstof en dus ook eindig.

Elektrische auto’s zijn aantrekkelijk doordat ze efficiënt en onafhankelijk van olie zijn. Autofabrikanten hebben grote vooruitgang geboekt met de uitvinding van lithium-ionbatterijen van het soort dat we tegenwoordig in bijna alle laptops en mobiele telefoons hebben. Niettemin heeft een auto van duizend kilo duizenden van die accu’s nodig. ‘Bij een elektrische auto jaagt alleen al batterijtechnologie de prijs met tienduizend euro omhoog,’ zegt Thomas Knoll, woordvoerder van Bosch – de grootste leverancier van auto-onderdelen ter wereld. Batterijen vertonen verder hardnekkige problemen als beperkte levensduur, hoge ontvlambaarheid bij ernstige ongelukken, en de aanschafkosten. Toch geloven ontwikkelaars dat hybride en elektrische motoren het best in de stad te gebruiken zijn.

Momenteel werken autobedrijven aan diverse pilotprojecten. Mercedes en energiebedrijf RWE ontwikkelen samen een elektrische Smart Mercedes; BMW en energiebedrijf Vattenfall maken een elektrische Mini. Desondanks heeft Marc Specowius, verkeersdeskundige van Greenpeace, kritiek op beide ondernemingen, die hij milieu-onvriendelijk noemt. ‘Dit is alleen maar een ecologisch vijgenblad,’ zegt hij. In zijn ogen zetten de autofabrikanten er te weinig vaart achter en gaan ze lang niet ver genoeg.

Potentiële klanten wantrouwen elektrische auto’s omdat die een minder grote actieradius zouden hebben dan gewone auto’s. Momenteel kunnen elektrische auto’s een afstand van zo’n tweehonderd kilometer afleggen voordat de accu’s opnieuw opgeladen moeten worden, iets wat vier tot acht uur duurt. Eerder dit jaar meldde de Volkskrant dat de Nederlandse beheerders van elektriciteitsnetten een akkoord hebben bereikt voor het plaatsen van een landelijk netwerk van oplaadpunten voor elektrische auto’s. In 2012 moeten er op 10.000 openbare plaatsen oplaadzuilen staan. Toch is daarmee nog niet een fundamentele kwestie opgelost. Als de elektriciteit voor de voortstuwing van elektrische auto’s niet uit duurzame bronnen komt, zullen zulke auto’s immers juist een negatieve uitwerking op het milieu hebben.

Om alle voordelen met elkaar te combineren werken de meeste autobedrijven aan hybride oplossingen. Hybride auto’s zijn in de mode, maar controversieel. Het grootste probleem is het extra gewicht van de benodigde zware batterijen. Bij het accelereren en op de snelweg vertragen ze de auto, zodat het brandstofverbruik toeneemt. ‘In termen van verbruik en uitstoot hebben benzinehybriden geen voordelen ten opzichte van dieselmotoren met dezelfde prestaties,’ zegt Thomas Knoll van Bosch.

Nu is een volledige hybride als de Toyota Prius maar één van de opties. De Prius gebruikt elektriciteit bij gemakkelijke rijomstandigheden, laadt de batterijen op met remenergie en steunt de benzinemotor bij het accelereren. In het geval van een zogeheten milde hybride, zoals door Honda wordt gebruikt, geeft de kleine elektrische motor extra kracht.

Een van de ideeën om elektrische auto’s te verbeteren is de zogeheten range extender. Dat is een kleine benzinemotor die de batterij oplaadt wanneer die bijna leeg is. De Franse PSA-groep heeft nog iets anders bedacht. Peugeot- en Citroënmodellen krijgen motoren die op de wielnaven van de achteras zitten, naast conventionele verbrandingsmotoren en voorwielaandrijving. ‘Op die manier heeft de klant ook vierwielaandrijving,’ zegt Citroën-woordvoerder Thomas Albrecht.

Ondanks deze vooruitgang zullen elektrische auto’s in elk geval op de middellange termijn geen massaproduct worden. ‘We denken dat er in het jaar 2015 vijfentachtig tot negentig miljoen auto’s verkocht zullen worden,’ zegt Knoll, ‘en dat daar maar drieënhalf miljoen hybriden bij zullen zijn. Niet meer dan een half miljoen zal elektrisch zijn.’

Na de eerste hype is de brandstofcel grotendeels uit de belangstelling van het publiek verdwenen. Het idee was verleidelijk: waterstof en zuurstof met elkaar laten reageren, zodat er veel energie vrijkomt en er alleen maar waterdamp uit de uitlaat komt. Maar het is moeilijk om het uiterst explosieve gas veilig in de auto onder te brengen en onder hoge druk in samengeperste vorm te bewaren. Daar komt nog bij dat de productie van zuivere waterstof veel energie kost die op een andere manier moet worden gecompenseerd.

‘De verbrandingsmotor zal de komende tien tot twintig jaar een belangrijke rol blijven spelen,’ zegt Herbert Kohler, hoofd ontwikkeling van Mercedes. Autobedrijven concentreren zich dan ook op de niet te verre toekomst. Met ingang van september worden er geen nieuwe dieselmotoren zonder roetfilter op de weg toegelaten. Op dit moment hebben de nieuwste dieselmotoren speciale katalysatoren die de CO2-uitstoot beperken en voldoen aan de Euro 6-standaard – die overigens pas van kracht zal zijn in 2014.

Een tijdlang leek het erop dat de dieselmotor met moderne injectiemethoden en aanjager het voorgoed van de Ottoverbrandingsmotor zou winnen. En toch leeft de benzinemotor weer op dankzij een onderdeel dat tientallen jaren juist als de benzineslurper bij uitstek werd beschouwd: de turbolader. Het lijkt erop dat de fabrikanten allemaal aan verkleining doen. Dit houdt in dat wordt geprobeerd zuigermotoren met een grote capaciteit te vervangen door kleinere, aangejaagde versies.

Greenpeace kan voor deze nieuwe trend weinig meer dan een minachtend glimlachje opbrengen. Dertien jaar geleden presenteerden milieuactivisten een prototype met een turbomotor die een lage capaciteit had en het brandstofverbruik tot minder dan drie liter per 100 kilometer zou terugbrengen. Maar de ‘SmILE’ is nooit in serieproductie genomen. Geen enkele fabrikant toonde interesse. ‘Tien jaar geleden hebben wij ook een 3-literauto gebouwd,’ zegt Hermann Middendorf, een motorontwikkelaar van Volkswagen, ‘maar helaas waren er maar weinig klanten die de Lupo kochten, want hij was zijn tijd ver vooruit.’

Zelfs zonder langlopende researchprojecten is het mogelijk het verbruik en dus ook de vervuiling en de CO2-uitstoot te beperken. Het nieuwe EfficientDynamics-programma van fabrikant BMW vindt veel navolging bij concurrenten. Als de auto tot stilstand komt, schakelt de motor zichzelf uit. Wanneer de volledige koel-capaciteit niet nodig is, gaan de lucht-inlaten dicht, waardoor de stroomlijning verbetert. Remenergie wordt niet meer zinloos verspild, maar in generatoren opgevangen en opgeslagen. Dat alles beperkt het brandstofverbruik met ongeveer 23 procent. Bijna alle BMW-modellen zijn voorzien van het EfficientDynamics-programma – zonder dat de prijs omhooggaat.

Het vergelijkbare Blue Motion-programma van Volkswagen ging niet zo vlug van start, maar VW is in een ander opzicht in het voordeel. Dankzij nieuwe technologie en samenwerking met Daimler staat biobrandstof hoog op de VW-agenda. In tegenstelling tot het bestaande systeem om ethanol uit Braziliaans suikerriet te halen heeft dit nieuwe systeem geen groot landbouwareaal nodig voor de grondstof die het gebruikt – ‘SunDiesel’ wordt onttrokken aan landbouwafval.

Maar wat de ontwikkelaars ook allemaal bedenken, er is één essentiële factor die ze niet uit het oog mogen verliezen, en die is in de afgelopen honderd jaar niet veranderd. Als het erop aankomt, is de hoeveelheid energie die een auto verbruikt nog altijd afhankelijk van de druk die de bestuurder met zijn voet op het gas-pedaal uitoefent.