Electromobility 2020 - drivers and technology. En sammanfattning av Magnus Karlström. Batteriexperten Dr. Menahem Anderman höll en tre timmars presentation på Lindholmen torsdagen den 8 mars. Presentationen hölls under konferensen "Electromobility 2020 drivers and technology" som är en del av det svenska projektet Electromobility. Konferensen var välbesökt och med ett utmärkt mingel. Förutom Dr Anderman presenterade R. Döring (ZF) om "Second generation electric powertrain technology", P. Ericsson (SiC Power Centre) om "High temperature electronics for automotive power applications" samt jag sa några ord om "Case studies EU, Asia & North America". Döring och Ericsson hade utmärkta presentationer, men jag kommer fokusera på ett urval av Dr Andermans lärdomar. Dr. Anderman är en välkänd batteriexpert som har ett företag som heter Advanced Automotive Batteries som b la arrangerar konferenser samt skriver rapporter om batterier. Konferenserna som de arrangerar heter AABC Europe och the International AABC. AABC Europe kommer vara i Mainz den 18-22 juni 2012. "Electromobility market drivers and challenges" Han gjorde en översikt om olika nationella trender. I USA ansåg han att CARB:s nya regler kommer vara viktig. Vilka bilteknologier som kommer väljas beror på vilka som kostnadseffektivast kan uppfylla CARB:s krav. Utvecklingen av de nationella subventionerna kommer också spela stor roll. I Europa så är frågan hur stor nischmarknaden är för city-bev som har en räckvidd på ca 100-150 km samt hur kommer subventionerna utvecklas i EU. Anderman ansåg att EU:s lagkrav för g CO2/km kan gynna PHEV. De flesta europeiska bilföretagen utvecklar PHEV samt den teknologin kommer erbjudas i större plattformar än för BEV. Kina är den marknaden som har den mest aggressiva staten för att gynna electromobility, men också det landet som har de minst intresserade konsumenterna. Han ansåg att det var oerhört svårt att göra en bra prognos på utvecklingen i Kina. Anderman bekräftade också att Kina håller på att omvärdera sitt mål 1 miljon "New Energy Vehicles" till 2015.
Anderman var lite mer optimistisk till utvecklingen av PHEV (plug-in hybrid vehicles) och HEV (Hybrid Electric Vehicles) än för BEV (Battery Electric vehicles). Han uppskattad att den globala marknadsandelen för PHEV kan vara ca 1% 2020 och för BEV kan den vara ca 0,5%. Toyota och Honda kan sälja ca 70 000 PHEV per år 2015 samt amerikanska bilföretag kan sälja ca 50 000 PHEV/år 2015. Anderman berättade att han arbetat mycket med Ford. De utvecklar en bilmodell som både kan tillverkas som HEV och PHEV. Om subventionerna finns kvar kommer Ford bygga fler PHEV om inte så bygger de fler HEV. "Automotive Battery Business environment and key players" Nu är det två företag som delar på NiMH marknaden för HEV batterier. NiMH marknaden för HEV batterier är värd ca 1,4 miljarder USD/år (9,5 miljarder SEK). Företagen är PEVE och Sanyo. Åtta leverantörer säljer li-jon cell/pack till HEV marknaden. Åtta leverantörer säljer större produktionsvolymer av li-jon celler/pack till PHEV/BEV tillämpningar. Fler företag säger att de kommer att sälja li-jon till PHEV/BEV de närmsta åren. Enligt Anderman så kommer utbudet på li-jon celler vara ca 2-4 ggr större än efterfrågan 2013. Anderman gjorde en översikt på vilka krav som krävs för att en li-jon celltillverkare ska få sälja till en större fordonstillverkare. De är 1. Stor volymsproduktion av li-jon celler samt erfarenhet 2. Vana att göra större celler och ha ingenjörskompetens 3. Att de är en aktör som kommer vara på marknaden länge och som har "deep pockets" 4. Att de har signifikant och tillgänglig data över livslängd 5. Cell prestanda 6. Erfarenhet av att sälja till fordonsindustrin Anderman visade efter det en bild på li-jon batteriproduktionskapacitet för olika företag 2014.
De mest anmärkningsbara var att Nissan/AESC kommer ha 42% och BYD kommer 18% av kapaciteten 2014. Totalt uppskattade Andermann att 22 550 MWh/år li-jon celler kan tillverkas 2014. Anderman var också noga med att påpeka att de som troligtvis kommer sälja bäst som t ex Sanyo inte bygger upp sin produktionskapacitet så mycket som t ex AESC. Sanyo kommer ha kapacitet på ca 500 MWh/år 2014. Han sa också att AESC var skeptiska till att bygga upp kapacitet så mycket så Nissan äger helt själva batterifabrikerna i Frankrike och England. Anderman tror att LG Chem och Sanyo kommer vara de största på li-jon celler till HEV 2015. Trea kommer PEVE vara, samt Hitachi kommer vara fyra. A123 kommer vara femma. För li-jon celler till BEV kommer AESC vara störst. Anderman tror att de kommer sälja för ca 500 miljoner USD (3,4 miljarder SEK)/år 2015. En delpresentation handlade om förbättringar av li-jon batterier till 2020. Anderman beskrev statusen för li-jon celler till fordonstillämpningar för BEV/PHEV. De är: Prismatiska metalliska eller pouch. Tre katodval: NMC (en kombination av nickel, mangan och kobolt), LMO (litium manganoxid) + NMC, LFP (litiumjärnfosfat) Specific energidensitet (cell): 80 140 Wh/kg (pack): 60 100 Wh/kg Cykelliv vid 25 30 C, 1,000 3,500 (OK för BEV, men räcker knappt för PHEV) Kalenderliv är Ok, men bara under 35 C Det pågår mycket utvecklingsarbete av li-jon celler. Enligt Anderman är fokus nu att utveckla säkra, tillförlitliga och hållbara batterier. Fokus är inte att utveckla batterier med bättre prestanda som är billigare. 2015 hoppas Anderman att batterierna har utvecklats så de är tillräckligt säkra och tillförlitliga. Då kan fokus ändras så att prestanda och kostnader kan förbättras. Anderman lyfte upp att mycket av utvecklingsarbetet handlar om att förbättra packdesign med avseende på t ex kostnad, vikt, volym och energi. 2020 trodde Anderman att att celler för fordonstillämpningar finns som har följande priser. Celler klarar då alla tillförlitlighetskrav och säkerhetskrav samt håller i tio.
Pris på cellnivå (2020): BEV: 240-280 USD/kWh PHEV: 280-330 USD/kWh Pris på packnivå (2020) BEV: 330-380 USD/kWh PHEV: 450-550 USD/kWh Anderman slutade med att snabbt gå igenom andra batteriteknologier än li-jon. En kort sammanfattning är att han inte trodde på någon alternativ batterikemi på minst tjugo år. Lijon är det vi kommer ha. Analys Anderman är försiktig, men han har ett stort kontaktnät både hos fordonsindustrin och batteritillverkarna. Min bedömning är att hans analys är närmre sanningen är vad många konsultrapporter antar om kostnadsutveckling och marknadsandelar för elfordon. Anderman tror på ca 0,5 % marknadsandel för BEV och 1% för PHEV till 2020. Det är lägre än vad de flesta andra konsulter skriver. För att översätta hans priser på batterier till något förståeligt så antar vi en BEV (citybil med räckvidd ca 160 km) med 24 kwh och en PHEV (större bil med elräckvidd på 64 km) med 16 kwh. Batteripack till BEV (2020) 330 till 380 USD/kWh * 24 = 7920-9120 USD (= 54 000-62 000 SEK). Batteripack till PHEV (2020) 450 till 550 USD/kWh * 16 = 7200-8800 USD (= 50 000-60 000 SEK). För en europeisk citybil antar jag 1500 mil/år och 10 år dvs en BEV kör 15 000 mil under sin livstid. Batterierna kostar då minst ca 54 000-62 000 /15 000 mil = 3,6-4 SEK/mil. På frågan på vilka celltillverkare som kommer finnas kvar på sikt svarade han att han tror att ca sex celltillverkare kommer ha 90% av marknaden för batterier till elfordon. Det är först och främst japanska och koreanska, men A123 (USA) har en chans och han trodde också att några kinesiska har en chans. De kinesiska kan klara sig p.g.a. av att Kina ställer krav på att det ska vara kinesiska komponenter i bilar på den kinesiska marknaden. Han ansåg att förr var det mycket debatt om vilken batterikemi som skulle väljas. Den diskussion har tystnat utan nu är det mer fokus på packdesign.
Anderman förespråkade prismatiska celler före pouch. Han ansåg att pochceller behöver mer komplex packdesign för att säkerställa tillförlitlighet och livslängd. Därför var han att skeptisk till att pouch blir billigare än prismatiska på packnivå. Tack Niklas Thulin och alla övriga i Electromobility-projektet som arrangerade konferensen. Det var en bra dag.