Hur lönsamma är laddhybrider i verklig svensk körning? Sten Karlsson Fysisk resursteori Chalmers Presentation vid Forskningsarena Katrineholm 26-27 aug 2009 Sten Karlsson, Forskningsarena, Katrineholm, 26-27 aug 2009 Bild 1
Bakgrund AES projektet: Energy in transition II Energieffektivitet i transporter Historiskt: Utveckling av teknik / prestanda / bilköp (Frances!) Framtiden: Elektrifiering av transporter (delvis AES) Teknik / ekonomi / användning? = > miljö / lönsamhet / marknad / styrmedel! Sten Karlsson, Forskningsarena, Katrineholm, 26-27 aug 2009 Bild 2
Elektrifiering av transporter: Vad gör vi? Energisystem Kostnadseffektivitet för elektrifiering? Effekter av integreringen Elsystem mer förnybart möjligt? Drift påverkan på kostnader, CO 2 Reglerkraft förutsättningar o ekonomi på olika marknader Lönsamhet och dimensionering: bilens rörelsemönster Förstudie Datainsamling Analys Sten Karlsson, Forskningsarena, Katrineholm, 26-27 aug 2009 Bild 3
Rörelsemönstrets betydelse för laddhybriders lönsamhet och dimensionering Höga batterikostnader => rätt dimensionering viktigt Optimalt batteri beror på bilens rörelsemönster En förstudie: Rörelsemönster: 29 bilar under två veckor (från Körsätt 98 ) Laddhybridmodell: ren elmod, 1 laddning per dag Optimering: batteristorlek och körsträcka på el Osäkerhet i kostnader och prestanda (Monte Carlo) Sten Karlsson, Forskningsarena, Katrineholm, 26-27 aug 2009 Bild 4
Resultat, exempel Optimal körsträcka på el (EDF) beror på rörelsemönster: Sten Karlsson, Forskningsarena, Katrineholm, 26-27 aug 2009 Bild 5
Datainsamling bilars rörelsemönster Position, acceleration 500 bilar, 2 månader (1 år) Yngre 8 år, Västra Götaland, 2010(11) Stratifierat slumpmässigt urval (FFI(STEM m fl), Gbg Energi, TSS, Consat, Vattenfall) Analys? Sten Karlsson, Forskningsarena, Katrineholm, 26-27 aug 2009 Bild 6
Referenser Karlsson & Ramírez, 2007. Plug-ins a viable efficiency option? (In Proceedings to ECEEE 2007 Summer Study: Saving energy just do it! La Colle sur Loup, France 4 9 June 2007.) Karlsson S, 2009. Optimal size of PHEV batteries from a consumer perspective estimation using car movement data and implications for data harvesting. In Proceedings to EVS24, Stavanger, May 13-16 2009. Hedenus, F., S Karlsson, C Azar, F Sprei, 2009. The transportation energy carrier of the future. System interactions between the transportation and stationary sectors in a carbon constrained world. In Proceedings to EVS24, Stavanger, May 13-16 2009. Göransson, L., S Karlsson, F Johnsson, 2009. Plug-in hybrid electric vehicles as a mean to reduce CO2 emissions from electricity production. In Proceedings to EVS24, Stavanger, May 13-16 2009. Andersson, S-L, A K Elofsson, M D Galus, L Göransson, S Karlsson, F Johnsson, G Andersson. Plug-in Hybrid Electric Vehicles as Regulating Power Providers - Case Studies of Sweden and Germany. (Submitted to Energy Policy) Sten Karlsson, Forskningsarena, Katrineholm, 26-27 aug 2009 Bild 7
Dimensionering av batterier, PHEV potential Exempel Enskild bil Laddning max 1 ggr/dag Förväntade batteripriser, dagens svenska energipriser Frekvens (dagar/år) Marg. laddning pendling lönsamhet 150-200 ggr/år hemma Bilresor Daglig körsträcka Räckvidd på el Sten Karlsson, Forskningsarena, Katrineholm, 26-27 aug 2009 Bild 8
Eldrift energieffektivitet! Eldriften överlägsen Energi till bil TTW Verkningsgrad (på EU-körcykeln) S40 2,4 15 % S40 1,6 18 % (2007 års modeller) S40 1,6D 25 % Energi till hjul 1,2 kwh/mil Verkningsgrad 70 > 100! % (återvinning av bromsenergi) förbränningsmotor eldrift Sten Karlsson, Forskningsarena, Katrineholm, 26-27 aug 2009 Bild 9
Vilken eldrift? Mellanformer mest intressanta? Energi till bil Toyota Prius III hybrid HEV (fbrmotor+el) (100% bränsle) V-grad 29% (II) 40 miles (64 km) på el laddhybrid PHEV (el från nätet + bränsle) GM Volt Energi till hjul Sten Karlsson, Forskningsarena, Katrineholm, 26-27 aug 2009 Bild 10
Eldrift vilken energieffektivitet? Eldriften överlägsen, fast bara på bilnivå Energi för hela kedjan WTW biobränsle olja kolkondens CCS (kolinfångning) kolkondens Energi till hjul vindkraft förbränningsmotor eldrift Sten Karlsson, Forskningsarena, Katrineholm, 26-27 aug 2009 Bild 11
Eldrift vilken effektivitet? Växthusgasemissioner beror på systemet CO 2 i hela kedjan WTW olja kolkondens biobränslen förbränningsmotor kolkondens CCS vindkraft eldrift Sten Karlsson, Forskningsarena, Katrineholm, 26-27 aug 2009 Bild 12