Verkenning van de Big Mac Energie Index

Gebrek aan besef van energieverbruik
Volgens mij hebben mensen - over het algemeen genomen – weinig gevoel bij de hoeveelheid energie die voor een bepaalde activiteit nodig is.
Zo opperde mijn vrouw laatst het zwemseizoen thuis op te rekken door het water te gaan verwarmen met behulp van een warmtepomp. Zij had gehoord dat een warmtepomp een energievriendelijke maatregel zou zijn, waardoor het met het verbruik en dito kosten allemaal best zou meevallen. Toevallig zat ik op dat moment gebogen over mijn zaterdagochtendkrant en las daar over de prestaties van Tom Dumoulin in de Tour de France. Tom woont bij ons om de hoek en in de buurt zijn we allemaal apetrots. Toevallig had ik recentelijk ook gehoord over de Big Mac Economie Index. Enigszins geërgerd over het voorstel van mijn vrouw liet ik mij de vraag ontvallen: “Weet jij hoeveel Big Macs Tom moet eten om zijn energieverbruik te compenseren als hij op een hometrainer een warmtepomp gaat aandrijven om voor jou het zwemwater 1 graad in temperatuur te verhogen?” Aanvankelijk vond zij mijn vraag niet erg interessant, maar toen ik haar het antwoord liet weten veranderde haar vastberadenheid over uitvoering van het plan tóch in twijfel en heroverweging.

Hoe zit dat met die Big Macs?
Het geleverde vermogen van een wielrenner in de Tour de France is een aantal jaren geleden onderzocht door wielrenners van een Duits team gedurende meerdere etappes te meten. Het blijkt dat het gemiddeld geleverd arbeidsvermogen tijdens een bergetappe 234 W bedraagt. De gemiddelde etappeduur is 342 min. De hoeveelheid energie aan arbeid voor de hele etappe is ca. 4.800 kJ, oftewel 1.150 kcal.
Het rendement van het lichaam is de verhouding tussen geleverde arbeid en totale energielevering (arbeid + warmte). Dit hangt sterk af van de lichaamsbouw (mensen met veel spiermassa functioneren met een hoger rendement dan mensen met weinig spiermassa). Verder hangt het ook af van de activiteit. Voor wielrennen bevindt het rendement zich tussen 18% en 26%.
Het menselijk lichaam zet de energie uit voedsel om in arbeid en warmte.
Voor de primaire activiteiten, zoals hart, hersenen, spijsvertering, temperatuurregeling etc. verbruikt het lichaam ca. 100 W totaal (warmte en arbeid) (komt overeen met ca. 2.000 kcal per dag). Dit kan worden vergeleken met een stationair draaiende motor. Er wordt (uitwendig) geen arbeid geleverd, toch wordt er energie verbruikt. Het rendement is in dit geval 0%.
Het rekensommetje is nu:
Om 1.150 kcal arbeid te leveren, is 5.750 kcal energie in de vorm van voedsel nodig (uitgangspunt rendement 20%). Dit komt overeen met ca. 12 Big Macs (index 12).
Hieronder staat een tabel met enkele activiteiten uitgedrukt in de Big Mac Index. Goed om te weten dat warmte een veel grotere impact in ons energiegebruik heeft dan arbeid.

Activiteit BMc EI
Tom Dumoulin in bergetappe Tour de France 12
Z wembad (70m³) met 1 graad verwarmen door verbrandingswarmte rendement 100%  141
Zwembad (70m³) met 1 graad verwarmen door warmtepomp aangedreven door Tom Dumoulin 141
Zwembad (70m³) met 1 graad verwarmen door warmtepomp COP 5, biovergissing + brandstofcel 59
Wasmachine 60° 4
Wasmachine koud 1
Wasmachine 60° Hot Fill 2
Met de auto naar McDonald's (5 km) 4
Met de fiets naar McDonald's (5 km) klein hapje
1 keer douchen 5
Jaarlijks gasverbruik gemiddeld huishouden (2.000 m³/jr) ca. 30.000
Licht laten branden 1

Wanneer Tom Dumoulin (20%) een warmtepomp (COP 5) aandrijft, zijn er evenveel Big Macs nodig  als er door verbrandingswarmte nodig zijn (141). Tenzij hij in het zwembad gaat fietsen en zijn “restwarmte” direct aan het water kan overdragen, dan zijn er “slechts” 78 Big Macs nodig. Er is daarbij geen rekening gehouden met de extra weerstand van het water.

Stel Tom Dumoulin drijft met zijn fiets de warmtepomp aan, dan moet hij 15 dagen lang op “Tour de France vermogen” fietsen om het water in het zwembad 1 graad op te warmen.

 


Corné Gilissen (met ondersteuning van Tjalle Fijlstra, energiedeskundige bij Huygen, voor het maken van de berekeningen)