Is fietsen efficienter dan autorijden?
Is fietsen efficienter dan autorijden?
Embedded Files
Zo nu en dan komen er tijdens het fietsen op mijn favouriete route over de dijk naar Amerongen motoren, en auto's voorbij, en soms zelfs straaljagers. Maar liever zie je insekten en vogels langszij. Gegeven al die diversiteit aan manieren van voortbeweging kwam al snel de vraag bij mij naar boven hoe efficient fietsen eigenlijk is in vergelijking met zowel de vliegen en de vogels, als de motoren en straaljagers.
Energieverbruik per km per kg. Door mijzelf met toestemming gemaakt op basis van Figuur 1 in het boek 'ENERGIE, een blik in de toekomst' van Jo Hermans (1982), die zijn figuur heeft gebaseerd op dat van S.S. Wilson (1973), dat weer gebaseerd was op gegevens van Vance Tucker (1970).
De fietser wint per kg per km
De fietser wint per kg per km
Met fietsen verplaatsen wij ons lichaamsgewicht over een bepaalde afstand. Als je wil weten hoe efficient dat is moet je dus eigenlijk kijken hoeveel energie het kost om 1 kg lichaamsgewicht 1 km te verplaatsen. Die energie per kg per km blijkt voor fietsen in vergelijking met andere vormen van voortbeweging ongekend efficient te zijn.
Jo Hermans (professor emeritus van de Universiteit Leiden) heeft hierover al in 1982 een lezenswaardig boekje geschreven [Hermans, 1982]. Fietsen blijkt efficiënter dan lopen, en zelfs efficiënter dan veel andere dierlijke voortbewegingsvormen. Zelfs efficiënter dan alle aangedreven transportmiddelen die de mens tot nu toe bedacht heeft!
Efficiëntie (energie per kg per km) wordt ondermeer bepaald door de grootte van het lichaam.
Een 2x zo groot lichaam heeft een 2x zo groot ‘doorsnee oppervlak’ dat bepalend is voor de luchtweerstand. Maar een 2x zo groot lichaam heeft een 4x zo hoog gewicht voor een cilindervormig mens en wel 8x zo hoog gewicht voor een bolvormig mens.
Naarmate het lichaam groter wordt, wordt luchtweerstand per kg dus minder, en daarmee de energie per kg per km die nodig is om je voort te bewegen.
Vandaar dat de lopende mens (met 0.8 kcal per kg per km) efficiënter is dan kleinere lopende dieren zoals een hond, konijn of muis. En ook efficiënter is dan kleine vliegende dieren zoals vogels en vliegen. Maar de lopende mens is minder efficient dan grotere dieren zoals een paard.
Bij lopen wordt het zwaartepunt van je lichaam telkens op en neer bewogen, en dat kost energie.
Bij fietsen hoeft dat niet meer, want je lichaam zit op een constante hoogte op je zadel. Daardoor is de efficiëntie enorm veel beter, in vergelijking met lopen gaat die van fietsen van 0.76 naar 0.14 kcal per kg per km!
Geen enkel ander transportmiddel haalt deze enorme efficiëntie van de fietser!
Natuurlijk kun je je met een auto en zeker met een straaljager veel sneller voortbewegen dan met een fiets. Maar die zijn ook heel vele malen zwaarder. De energie per kg per km voor een auto (één inzittende) wordt dan vergelijkbaar met die van de lopende mens, zo’n 5x minder efficient dan fietsen. En de efficiëntie van een meeuw wordt vergelijkbaar met die van een straaljager, (≈1.5 kcal per kg per km), ruim 10x minder efficient dan fietsen! Een straaljager is vanwege zijn grootte bijna 10x zo efficient als een vlieg!
Kortom, fietsen is per kg per km genomen zo’n 5x efficienter dan lopen of autorijden!
De vlieg wint per km
De vlieg wint per km
Is fietsen ook efficiënter als je het alleen per km bekijkt, dus de energie die persoon plus vervoermiddel per km kwijt zijn? Daarvoor moet je het gewicht kennen. Reken voor het gemak voor een fietser plus fiets zo’n 100 kg, voor een bestuurder plus auto zo’n 1,000 kg, en voor een vlieger plus straaljager zo’n 20,000 kg. Dan wordt de energie per km voor de fietser 14 kcal, voor de auto 74 kcal, en die voor de straaljager zo’n 31,000 kcal. Daarvan wint de fietser het wel.
Maar de vlieg weegt zo’n 0.04 gram (2,5 miljoen maal lichter dan de mens), en verbruikt 14 kcal per kg per km (1.000x meer). Dus het hele beestje verbruikt 25.000x minder (0.00014 kcal per km), en is daarmee per km genomen de absolute winnaar!
Energie per km. Door mijzelf gemaakt op basis van gegevens in hoofdstuk 26 ‘Sustainable transport and public policy’ van David Banister in het boek ‘Transportation engineering and planning 2’ van TJ Kim (2009) .
Referenties
Referenties
Vance Tucker (1970). Energetic cost of locomotion in animals. Comp Biochemistry and Physiology, 34:4
S.S. Wilson, Bicycle Technology, Scientific American, March 1973, p.90.
Jos Hermans & AJ Hoff (1982). Energie: een blik in de toekomst. Aula Paperback 73, Het Spectrum, UtrechtScientific American, March 1973, p.90.
David Banister (2009). Sustainable transport and public policy. In: Transportation engineering and planning (ed TJ Kim ) – Vol II, p 192-201. Encyclopedia of Life support systems.
Google Sites
Report abuse