Laddhybrider och elfordon Branschgemensam FoU i Sverige Elmåledagarne - EBL 12. november 2008 Clarion Hotel Royal Christiania Sten Bergman
Laddhybrider och elfordon Nyckelfaktorer som påverkar utvecklingen Konsekvenser och drivkrafter Vad sker i vår omvärld? Vision om 600 000 elfordon i Sverige 2020 Vad gör elbranschen i Sverige? Framtidsvisioner En bred plattform för EV/PHEV utveckling Sammanfattning 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 2
Från konceptfordon till riktiga Konceptfordon presenterade av många biltillverkare. VOLVO s ReCharge presenterades under 2007. Toyota kör sedan juli 2007 några plug-in hybrider i Tokyo. Stora satsningar från GM, VW, Peugeot, Ford, Mercedes, Renault, BMW m.fl. 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 3
Teknikutvecklingen går fort Materialutveckling Lättviktsmaterial Kompositer Nya motorer Ventilstyrning Antal kolvar Nya bränslen Elektriska drivsystem Motorer Kraftelektronik Styrning & Reglering Energilager Superkondensatorer 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 4
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 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 5
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 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 6
Utsläpp av CO 2 14 12 10 Miljoner ton/år 8 6 4 2 0 0 1 2,15 3 4,3 Miljoner laddhybrider 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 7
Dramatisk minskning av oljeberoendet Miljarder liter 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 8
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%) 2.3 3.7 11.1 22.2 43.6 5-6 tim 2 tim 1tim 20min 20 min 12 min 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 9
Bostadsområde typ villabebyggelse 10 kunder PHEV 50 kunder 1 av 6 bilar PHEV (15% penetration) vart 3:e hushåll har en PHEV 2200 kunder 10000 kunder Elförbrukning 20,000 kwh/år Normalfördelning av laddning runt kl 17 3-fas laddning med toppeffekt 11 kw 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 10
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 20-25 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 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 11
Räcker effekten till? Kvällsmaximum idag Kvällsmaximum laddhybrider 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 12
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 16000 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 + 3650 2,66 negative 10000 SEK subvention for environmental car 7,10 3,29 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 13
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. 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 14
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. 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 15
Batteriforskning i nanoformat Forskningscentra vid Argonne National Labs och University of Austin, Texas Nanomaterialen dominerar 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 16
Smarta innovationer.. 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 17
GM i samarbete med 30 elbolag GM har etablerat ett samarbete med 30 elbolag verksamma i 37 stater. Hoppas på mellan 50-70 bolag Syftet är att bana väg för Chevrolet Volt vad gäller laddningsinfrastrukturen Laddhybrid redan 2009 Saturn Vue Hybrid? 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 18
Intelligens utan gränser SmartGrids, GridPoint, SmartCharge, V2Green, 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 19
Europa vill återta forskningsinitiativet ALISTORE 16 Europeiska Universitet i samverkan 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 20
Europa är inte bra på att kommersialisera innovationer.. 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 21
Signifikant prestandaförbättring 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 22
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 2012. Volkswagen har tecknat ett samarbetsavtal med Sanyo angående utveckling av Litiumjonbatterier. Leveranser 2012 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 23
Elfordonssatsningar har gjorts förr 2008-11-14 24 Laddhybrider & Elfordon
Många nya elbilar på väg.. 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 25
Laddning..men hur och var? 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 26
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 2008. Affärsmodell liknande mobiltelemarknad - abonnemang. 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 27
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 2030. Fundamental teknik, där frågor som testmetoder och möjlighet att livstidstesta batterier på mindre än 10% av fysisk tid. Budget: 100 miljoner USD 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 28
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 2014 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 29
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! 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 30
Hur kommer marknaden att utvecklas? I Sverige säljs årligen drygt 300.000 nya fordon Över 38% av nybilsförsäljningen är miljöbilar Redan nu finns en efterfrågan på laddhybrider 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 31
Elforsk genomför ett samlat program om laddhybrider och elfordon 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 32
Vision 600.000 laddhybrider & elfordon år 2020 Sverige har idag ca 4.3 miljoner personbilar Nybilsförsäljningen uppgår till ca 300.000 personbilar per år. Miljöbilsförsäljningen ligger idag omkring 30% Antag att försäljningen av laddhybrider/elfordon i Sverige uppgår till 10.000 fordon/år strax efter 2010. Antag vidare att försäljningen växer linjärt och efter 10 år uppgår till 100.000 fordon/år (30% av nybilsförsäljningen) Då skulle totala antalet laddhybrider/elfordon efter denna 10- årsperiod uppgå omkring 600.000 fordon Fullt möjligt att nå målet 600.000 fordon omkring år 2020. Men det hänger på när fordonen kommer ut på marknaden och hur fordonen uppfattas av konsumenterna och samhället/staten 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 33
Ett komplext samspel Infrastruktur Klimatfråga Teknikutv Internat efterfrågan Mediefokus Oljepris Internat utbud/ prestanda Internat pris Styrmedel Efterfrågan Utbud Sverige Infrastruktur Pris Subvention 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 34
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 2008-11-14 2010 2012 Laddhybrider & Elfordon 2015 2019 35
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%
Enkelhet och standardiserad laddning Från långsam laddning till snabb laddning 3,5 tim till 12 min Vilka kontaktdon? Hur betala? 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 37
Mätning i bil mot befintligt system Kund Nätägare Elhandelsföretag Elhandel avräkning Elmarknad Kommunikation insamling Mätning av förbrukning 2008-11-14 38
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 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 39
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 2008 2009 2010
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 2011-2014 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 2008-11-14 Laddhybrider & Elfordon 41