Laddhybrider och elfordon

Transkript

1 Laddhybrider och elfordon Branschgemensam FoU i Sverige Elmåledagarne - EBL 12. november 2008 Clarion Hotel Royal Christiania Sten Bergman

2 Laddhybrider och elfordon Nyckelfaktorer som påverkar utvecklingen Konsekvenser och drivkrafter Vad sker i vår omvärld? Vision om elfordon i Sverige 2020 Vad gör elbranschen i Sverige? Framtidsvisioner En bred plattform för EV/PHEV utveckling Sammanfattning Laddhybrider & Elfordon 2

3 Från konceptfordon till riktiga Konceptfordon presenterade av många biltillverkare. VOLVO s ReCharge presenterades under Toyota kör sedan juli 2007 några plug-in hybrider i Tokyo. Stora satsningar från GM, VW, Peugeot, Ford, Mercedes, Renault, BMW m.fl Laddhybrider & Elfordon 3

4 Teknikutvecklingen går fort Materialutveckling Lättviktsmaterial Kompositer Nya motorer Ventilstyrning Antal kolvar Nya bränslen Elektriska drivsystem Motorer Kraftelektronik Styrning & Reglering Energilager Superkondensatorer Laddhybrider & Elfordon 4

5 Batteriet är nyckelkomponenten Lithium-jon tekniken är idag dominerande för kommande elfordon Säkerheten, prestanda och livslängd viktiga Mångmiljardbelopp satsas nu på nya Li-jon fabriker Priset på batterierna kommer att vara avgörande Laddhybrider & Elfordon 5

6 Scenarier Tillväxtscenarier 1, 2, 3,resp 4 miljoner laddhybrider fram till 2030 Fordonsflottan växer till 5 miljoner fordon Konventionella fordon blir bättre Ökad andel biobränsle Antal elfordon (ändras momentant) 1, 2.15, 3 resp. 4.3 miljoner fordon i morgon Laddhybrider & Elfordon 6

7 Utsläpp av CO Miljoner ton/år ,15 3 4,3 Miljoner laddhybrider Laddhybrider & Elfordon 7

8 Dramatisk minskning av oljeberoendet Miljarder liter Laddhybrider & Elfordon 8

9 Laddningsinfrastruktur Laddningen kan styras inom ett brett område (långsam, medium, snabb) Effektbehovet från en plug-in hybrid kan jämföras med en dammsugare, diskmaskin Typ 230V 10A 1-phase 230V 16A 1-fas 400V 16A 3-phase 400V 32A 3-phase 400V 63A 3-phase Max laddnings effekt(kw) Tid för full laddning (100%) tim 2 tim 1tim 20min 20 min 12 min Laddhybrider & Elfordon 9

10 Bostadsområde typ villabebyggelse 10 kunder PHEV 50 kunder 1 av 6 bilar PHEV (15% penetration) vart 3:e hushåll har en PHEV 2200 kunder kunder Elförbrukning 20,000 kwh/år Normalfördelning av laddning runt kl 17 3-fas laddning med toppeffekt 11 kw Laddhybrider & Elfordon 10

11 Hur robust är distributionesnätet? Primary substation Without PHEVs loading 70 MVA With PHEVs loading 76 MVA Capacity 126 MVA Single customer Without PHEVs current 14,5 A With PHEVs current 31 A Fuse A Low voltage feeder Without PHEVs current 116 A With PHEVs current 133 A Fuse 160 A Substation 40/10 kv Without PHEVs loading 16 MVA With PHEVs loading 17 MVA Capacity 20 MVA PHEV Substation 10/0,4 kv Without PHEVs loading 402 kva With PHEVs loading 436 kva Capacity 500 kva Laddhybrider & Elfordon 11

12 Räcker effekten till? Kvällsmaximum idag Kvällsmaximum laddhybrider Laddhybrider & Elfordon 12

13 Inverkan av olika styrmedel Policy instrument Payback time [Year] NEDC 140 kg battery NEDC 75 kg battery No policy instrument 9,05 5,24 Doubled CO 2 tax 6,38 3,7 Reduced tax for car provided by employer by kr 2,20 1,27 by 8000 kr 3,54 2,05 No road toll (Stockholm example) 3,07 1,78 Decreased motor-vehicle tax due to real emissions 7,55 4,37 CO 2 emission trade (20 per ton CO2 emissions ) 8,46 4,90 Increased price due to EU legislation ,66 negative SEK subvention for environmental car 7,10 3, Laddhybrider & Elfordon 13

14 8000 mer för en begagnad Prius än en för ny!! Idag är många amerikaner beredda att betala upp till 8000 kr mer för en begagnad Prius än att vänta på leveransen av en fabriksny. Uppgraderingskit finns att få från $4,999. Då ingår nya fjädrar för att hålla chassit på plats. Blybatterier 180 kg körsträcka ca 30 km Laddhybrider & Elfordon 14

15 150 miljarder USD, men finns dom nu?? Amerikanska bilindustrin krävde under 2006 satsningar på minst 500 miljoner USD för att kunna möta hotet från Asien. Barack Obama vill satsa 150 miljarder USD i A New Energy for America. Skall skapa 5 miljoner gröna jobb. 1 miljon laddhybrider till 2012 (byggda i USA), samt minska oljeberoendet med 2 miljarder liter/år Laddhybrider & Elfordon 15

16 Batteriforskning i nanoformat Forskningscentra vid Argonne National Labs och University of Austin, Texas Nanomaterialen dominerar Laddhybrider & Elfordon 16

17 Smarta innovationer Laddhybrider & Elfordon 17

18 GM i samarbete med 30 elbolag GM har etablerat ett samarbete med 30 elbolag verksamma i 37 stater. Hoppas på mellan bolag Syftet är att bana väg för Chevrolet Volt vad gäller laddningsinfrastrukturen Laddhybrid redan 2009 Saturn Vue Hybrid? Laddhybrider & Elfordon 18

19 Intelligens utan gränser SmartGrids, GridPoint, SmartCharge, V2Green, Laddhybrider & Elfordon 19

20 Europa vill återta forskningsinitiativet ALISTORE 16 Europeiska Universitet i samverkan Laddhybrider & Elfordon 20

21 Europa är inte bra på att kommersialisera innovationer Laddhybrider & Elfordon 21

22 Signifikant prestandaförbättring Laddhybrider & Elfordon 22

23 Volkswagen först med en Europeisk laddhybridsatsning Tillsammans med Tyska miljödepartementet, EON, Gaia och Evonik/Li-Tec Fraunhofer Gesellschaft, Heidelbergs Energi miljöinstitut (Ifeu), Centret för Rymdteknik (DLR) och Wilhelmsuniversitetet i Münster, skall Volkswagen ta fram ett 20-tal laddhybrider före Volkswagen har tecknat ett samarbetsavtal med Sanyo angående utveckling av Litiumjonbatterier. Leveranser Laddhybrider & Elfordon 23

24 Elfordonssatsningar har gjorts förr Laddhybrider & Elfordon

25 Många nya elbilar på väg Laddhybrider & Elfordon 25

26 Laddning..men hur och var? Laddhybrider & Elfordon 26

27 From a worse to a A Better Place... Förre SAP chefen, Shai Agassi har raggat ihop 200 miljoner USD i riskkapital för projektet A Better Place. Avtal just nu med Israel och DONG Energy i Danmark. Nissan-Renault skall leverera elbilar redan Affärsmodell liknande mobiltelemarknad - abonnemang Laddhybrider & Elfordon 27

28 Batteriforskning för 200 miljoner USD Grundläggande teknikutveckling, där man avser batterimaterial, moduler och styrning/övervakning samt motorer. Målet är satt till energitäthet högre än 100 Wh/kg, effekttäthet högre än 2000 W/kg, livslängd bättre än 10 år samt ett pris under $370/kWh. Nästa generation batterier, där man avser att ta fram ett batteri med energitäthet högre än 700Wh/kg huvudsakligen genom allt mer sofistikerade (nano) material. Målet gäller Fundamental teknik, där frågor som testmetoder och möjlighet att livstidstesta batterier på mindre än 10% av fysisk tid. Budget: 100 miljoner USD Laddhybrider & Elfordon 28

29 6000+ Elbilar I Tokyo lanserade TEPCO redan förra året att hela tjänstebilsflottan på närmare 3000 fordon skulle bytas ut mot elbilar med ca 500 per år. De första testerna skedde redan i höstas och bytet skall påbörjas i år. De fordon som hittills testas kommer från Fuji Heavy Industries samt från Mitsubishi (MieV). Kanagwa Prefecture i Japan skall i ett samarbete med Nissan studera förutsättningarna för att introducera 3000 rena elbilar mellan 2010 och Laddhybrider & Elfordon 29

30 Build Your Dream...snart inte bara en dröm Batteridriven EV mod, med 75 kw, 400 Nm motor. Seriehybrid med 50 kw motor samt 1,0 liter förbrännings-motor som range extender Parallellhybrid där båda motorerna samverkar Blir kineserna först på Europamarknaden med en laddhybrid? Körsträcka på el 10 mil! Laddhybrider & Elfordon 30

31 Hur kommer marknaden att utvecklas? I Sverige säljs årligen drygt nya fordon Över 38% av nybilsförsäljningen är miljöbilar Redan nu finns en efterfrågan på laddhybrider Laddhybrider & Elfordon 31

32 Elforsk genomför ett samlat program om laddhybrider och elfordon Laddhybrider & Elfordon 32

33 Vision laddhybrider & elfordon år 2020 Sverige har idag ca 4.3 miljoner personbilar Nybilsförsäljningen uppgår till ca personbilar per år. Miljöbilsförsäljningen ligger idag omkring 30% Antag att försäljningen av laddhybrider/elfordon i Sverige uppgår till fordon/år strax efter Antag vidare att försäljningen växer linjärt och efter 10 år uppgår till fordon/år (30% av nybilsförsäljningen) Då skulle totala antalet laddhybrider/elfordon efter denna 10- årsperiod uppgå omkring fordon Fullt möjligt att nå målet fordon omkring år Men det hänger på när fordonen kommer ut på marknaden och hur fordonen uppfattas av konsumenterna och samhället/staten Laddhybrider & Elfordon 33

34 Ett komplext samspel Infrastruktur Klimatfråga Teknikutv Internat efterfrågan Mediefokus Oljepris Internat utbud/ prestanda Internat pris Styrmedel Efterfrågan Utbud Sverige Infrastruktur Pris Subvention Laddhybrider & Elfordon 34

35 Hur kan vi nå visionen? Ett scenarioprojekt Infrastrukturkort Infrastrukturkort Typ av infrastruktur: Laddningsställen Typ av infrastruktur: Var behöver den finnas: Större arbetsplatsparkeringar Laddningsställen Vem bör ta ansvar för lösning/finansiering: Arbetsgivare När behöver den vara på plats: Var behöver den finnas: 2012 för långpendlare 2018 allmänt Större arbetsplatsparkeringar Arbetsgivare När behöver den vara på plats: 2012 för långpendlare 2018 allmänt Infrastrukturkort Typ av infrastruktur: Laddningsställen Var behöver den finnas: Total Lad dhy brid er Vem bör ta ansvar för lösning/finansiering: Större arbetsplatsparkeringar Infrastrukturkort Vem bör ta ansvar för lösning/finan Arbetsgivare Typ av infrastruktur: När behöver den vara på plats: Laddningsställen Var behöver den finnas: 2012 för långpendlare 2018 allmänt Större arbetsplatsparkeringar Elbilar Vem bör ta ansvar för lösning/finansie Arbetsgivare När behöver den vara på plats: 2012 för långpendlare 2018 allmänt Laddhybrider & Elfordon

36 Miljön starkaste skälet till att köpa elbil Andel som svarat 5-7 på skala 1-7, där 1 = svagt skäl, 7 = starkt skäl Av miljöskäl 84% Bilen är ren 79% Det är en framtidsteknik 77% Bilen är tyst 70% Jag tror att det blir billigare 66% Det skulle vara roligt att vara först med en sådan bil 35% Det passar min stil 32% Det skulle vara bra för bilden av företaget jag arbetar på 25% 0% 20% 40% 60% 80% 100%

37 Enkelhet och standardiserad laddning Från långsam laddning till snabb laddning 3,5 tim till 12 min Vilka kontaktdon? Hur betala? Laddhybrider & Elfordon 37

38 Mätning i bil mot befintligt system Kund Nätägare Elhandelsföretag Elhandel avräkning Elmarknad Kommunikation insamling Mätning av förbrukning

39 Svenska Demoplatser Area: Trondheim/Åre/Östersund/Sundsval l Target Group: Tourists Area: Piteå Target Group: Students in the adventure industry Area: Smedjebacken/Ludvika/Hedemora Target Group: Technical Services within the communities Area: Tanum Target Group: To be confirmed Area: Stenungsund Target Group: Facility management company Area: Göteborg Target Group: Test Site Sweden (TSS) Area: Växjö Target Group: Car pool for students Area: Gävle/Sandviken Target Group: Shopping Area: Stockholm Target Group: King and Queen of Sweden/ Postal Service Area: Stockholm Target Group: Arlanda airport/internal transportation Area: Gotland Target Group: Airport and harbour/ rent- a-car service Area: Kalmar Region (Mörbylånga/Borgholm) Target Group: Elderly service Laddhybrider & Elfordon 39

40 Gemensam plattform Power Circle TSS Elforsk SUST Demonstrationsprojekt Testflottor Laddningsinfrastruktur Innovationer Tydlig inriktning mot industrirelevans och nya affärsmodeller för elfordon Demoflottor i 15+ kommuner Sverige som testplattform för PHEV och EV Gemensam samverkan för planering kring utbyggnad av infrastruktur Tydlig inriktning mot fordonstillverkare Standardisering av och svensk laddningsteknik spetskompetens Riskkapital till ny affärsverksamhet Cleantech Bred ägargrupp

41 Sammanfattning Laddhybrider är på gång hos de flesta biltillverkarna Batterierna är dock fortfarande för dyra och vissa farhågor kring säkerheten har ännu inte kunnat vederläggas Trolig introduktion på marknaden är De första laddhybriderna kommer uppskattningsvis att kunna köra 5-10 mil i elmod Kraftnätet i Sverige redan dimensionerat för stort antal eldrivna fordon Konsekvenserna av en storskalig introduktion är en drastiskt reducerad miljö-påverkan där vi kan möta EU s klimatmål Energibehovet kan tillgodoses med klimatneural el Laddhybrider kan bli den i särklass största händelsen på elmarknaden Laddhybrider & Elfordon 41