Elbilens utmaningar och möjligheter Per Kågeson Nature Associates 2010-11-25
Verkningsgrad hos elbil % Transmissionsförluster på nätet 8 Förluster vid laddning av batterierna 5 Batteriernas självurladdning 7 Förluster från bilens elmotor 4 Överfört till hjulen 76 100
EU:s fordonskrav Max 130 g CO2 år 2015, troligen max 95 g år 2020 Oklart hur man kommer att behandla elbilar kan bli en övergång till energikrav (kwh/km) istället för CO2 Revidering av körcykeln trolig, bl.a. för att täcka laddhybrider Stor återstående utvecklingspotential för konventionella bilar
Antaganden avseende 2020 års nya personbilar
Plug-in elhybrider Laddhybrider tar en del av sin energi från elnätet genom laddning Dagens elhybrider har batterier som kan lagra drygt 1 kwh En laddhybrid behöver batterier som kan lagra 4-10 kwh
Räckvidd och körsträckor En laddhybrid kan gå 20-50 km på el 50% av genomsnittsbilistens årliga sträcka består av dagsresor kortare än 40 km Dessutom kan plug-in klara den första delen av alla andra resor = upp till 25 procent av den genomsnittliga årliga körsträckan Teoretiskt kan plug-in klara 75% av all körning
Enorma subventioner 5 000 eller mer i Frankrike, Storbritannien, Nederländerna, Spanien, Portugal och Irland $ 2 500-7 000 i USA (beroende på batterikapacitet) Totalt inklusive FOU och infrastruktur 10 miljarder de närmaste fem åren (Boston Consulting)
Teknik och marknadsutveckling Batterierna är ca tre gånger för dyra Osäkerhet om framtida pris på litium Barnsjukdomar/garantier Eventuella problem med eldrift i kallt klimat
Varierande optimism Nissan-Renault: 10% elbilar år 2020 EU-kommissionen: 1-2% plus 2% laddhybrider år 2020 Spaniens mål:1 miljon elbilar 2015 Tysklands mål: 1 miljon elbilar 2020
Min bedömning Andelen elbilar inom nyproduktionen kommer knappast vara större än 1-3% år 2020, för EU 0.5-1.5 miljoner fordon Laddhybriderna kanske 2-5% år 2020 Fordonsflottan förnyas på 15-20 år Knappast troligt att el blir ett dominerande drivmedel förrän tidigast 2035-2040
Återstudseffekten Elbilarnas låga rörliga kostnad leder till att de används flitigare än andra bilar Detta utgör inget jätteproblem men bidrar till högre indirekta CO2-utsläpp I miljöer där elbilarnas körsträckor bidrar till ökad trängsel kan behov på sikt uppkomma av skärpt trängselskatt
Måttlig belastning på nätet Hela den svenska personbilsparken skulle inte behöva inte mer än 12 TWh per år Motsvarar 9% av nuvarande efterfrågan Men svenskarna förbrukar 2.3 gånger mer el än genomsnittseuropén I Europa skulle en total elektrifiering öka elefterfrågan med drygt 20%
Utsläpp från kraftproduktion jämfört med fossilalternativet Gram CO2 per kwh Stenkolkondens 780 Brunkolkondens 900 Gaskondens 390 Gaskombikondens 335 Stenkol med CCS 117 Gränsvärde där elbilen ger upphov till samma utsläpp 588 som diesel/bensinbilen
Kraftproduktionen inom OECD Europa 2007.
Den nordiska elproduktionen När Sveriges efterfrågan på el förändras påverkas produktionen i grannländernas kolkraftverk Om vi efterfrågar mer el tar det längre tid att avveckla kolkraftverken Den marginella effekten uppstår oavsett vad elen ska användas till
Ökad efterfrågan Leder på kort sikt vanligen till ökad produktion i finska, danska, tyska eller polska kolkraftverk Den genomsnittliga marginalproduktionen ger upphov till ca 700 g CO2/kWh På lång sikt kan gaskraft bli det marginella produktionsslaget
Elmarknadens utveckling Allt större europeisk integration Balansering av vind-, sol- och vågkraft underlättas av ökad internationell handel Omfattande förstärkning av den överföringskapaciteten mellan länderna Minskande skillnader mellan länderna i marginella effekter
Effekt av elektrifierad trafik Positiv CO2-effekt av elektrifiering först efter ca 2030, men den kortsiktiga nackdelen är liten Osäkert hur snabbt avskiljning och förvaring av CO2 (CCS) kan byggas ut och vad den kommer att kosta
Marginaleffekter av EU ETS EU:s utsläppshandelssystem (ETS) sätter ett tak för utsläppen från elproduktionen Ökad efterfrågan på el höjer inte taket men leder till att priset på utsläppsrätter ökar och kan påverka den politiska viljan att successivt sänka taket
Elbilens övriga fördelar Eldriften gör bilen tystare i hastigheter under 30-40 km/h Inga lokala utsläpp från elbilar låga för laddhybrider
Min tro är att: så länge räckvidden är begränsad kommer elbilar passa bäst i små bilar med låg topphastighet laddhybridernas batteripaket bör vara flexibla så att kunderna inte behöver överinvestera i batterikapacitet förbränningsmotorn har mycket kvar att ge lägre prestanda löser många problem
Slutsatser Frågan om elbilarnas introduktionstakt är komplex och svårbedömd Den kortsiktiga klimateffekten av elektrifiering är liten men negativ Det dröjer troligen 20 år innan klimateffekten blir påtagligt positiv Osäkerheten om batteriutvecklingen och kostnaden för elbilar är stor