Elbil

MSview5

Elbil

En elbil drivs enbart av elektrisk motor. Den har ingen förbränningsmotor. En bil som har både el- och förbränningsmotorer kallas hybrid.

Laddning

Elbilens batterier laddas vanligtvis varje natt hemma hos ägaren. När man kommer hem ansluter man bilen till ett vanligt vägguttag eller trefasuttag och laddar den över natten. Det tar många timmar att ladda men det spelar ingen roll för då sover man. På morgonen är bilen färdigladdad och redo att användas under dagen. Laddningen i batterierna räcker till dagens alla åkturer, sedan laddar man bilen igen nästa natt.

De dagar man åker längre än laddningen räcker använder man sig av snabbladdare. Det finns hundratals snabbladdare runt om i Sverige, längs motorvägar och motortrafikleder. En snabbladdare kan ladda bilens batterier på 20-30 minuter för vidare färd.

Många hotell, köpcentra och parkeringshus har satt upp laddstolpar där elbilister kan ladda sina bilar när de besöker dem, det kallas destinationsladdning.

Räckvidd

Till skillnad från bilar med förbränningsmotorer där en tank drivmedel måste räcka för flera dagars eller veckors körning behöver elbilar endast ha tillräcklig räckvidd för en enda dags körning. Under natten laddas de igen inför nästa dag. Därför klarar sig många med elbilar med 10-20 mils räckvidd – man kör inte mer än så per dag. Det finns dock även elbilar med uppemot 50 mils räckvidd.

Vid långresor ska räckvidden räcka till för varje delsträcka. Åker man tex 60 mil stannar många halvvägs för att sträcka på benen, fika, äta lunch eller gå på toa. De minuter man stannar räcker till för att snabbladda bilens batterier inför nästa delsträcka. Elbilen behöver därför inte ha 60 mils räckvidd för resan, det räcker med 30.

En elbils räckvidd beror framför allt på dess hastighet. Ju snabbare bilen åker desto mer el drar dess motor (pga luftmotståndet) och desto mindre räckvidd får man. Det är därför elbilars officiella NEDC räckviddssiffra är missvisande: medelhastigheten för körcykeln NEDC är 34 km/h men i verkliga livet kör man ju snabbare än så. I motorvägsfart kommer en elbil runt halva officiella räckviddssiffran. Det är inte tillverkarna som ”fuskar”, NEDC räckvidd är en EU-standard varje biltillverkare måste validera sin bil mot och uppge.

Batterierna

Elbilens batterier har längre livslängd än själva bilen. På 10 000 mil tappar dock batterierna ca 5-10% i kapacitet, dvs bilen kan åka 5-10% kortare på en laddning än när den var ny. Efter att bilen skrotats används batterierna i stationära energilager för tex solceller (lagrar el som ska användas på natten) eller återvinns för att tillverka nya batterier. Ingredienserna i ett litiumjonbatteri åldras inte utan kan återanvändas till att tillverka nya batterier.

Litiumjonbatterier slits mest när de är 100% eller 0% laddade. Den långa livslängden på elbilsbatterier uppnås genom att aldrig ladda dem fulla eller låta dem urladdas helt. För att ytterligare öka på batteriernas livslängd brukar många ägare ladda dem endast till 80% till vardags.

Nya enheter

Pratar man bensinbilar är man van att prata om enheter som tex L/mil i förbrukning. Elbilar använder andra måttenheter:

Batteriers kapacitet, hur mycket el de kan lagra, mäts i kWh (kilowattimmar). Elbilar förbrukar sedan ca 2 kWh el per mil (siffran varierar mellan olika bilmodeller, det är ungefär som att säga att bensinbilar drar 0.8 L/mil).

När man laddar elbilar brukar man hålla reda på hur många kW (kilowatt) effekt man kan ladda med. Från ett vägguttag kan man dra max ca 3 kW, från en trefaskontakt ca 11 kW. Snabbladdare laddar med 50-120 kW. Laddar man en timme med en kW har man fått in 1 kWh el i batterierna. 1 kW x 1 h = 1 kWh

Miljön

I Sverige har vi en extremt ren elmix där över 97% av all vår el genereras utan fossilt koldioxidutsläpp. När vi importerar el gör vi det från Norge som har ännu renare elmix. Elbilar i Sverige släpper därför inte ut några avgaser varken lokalt eller globalt. I andra länder, där en del av elen genereras i kolkraftverk släpper elbilar indirekt ut CO2 när elen genereras. Fast i och med att elmotorn är tre gånger så energieffektiv som förbränningsmotorn behöver elbilar mindre energi för att förflytta sig och medför därför mindre utsläpp.

Det tar mer naturresurser i anspråk att tillverka ett stort elbilsbatteri än att bocka till en bit plåt till en tom bensintank. Men sedan ska ju bensintanken fyllas med bensin. Efter ca 3 000 mil har bensinbilen släppt ut lika mycket avgaser som tillverkningen av elbilens batterier gjort. Alla mil därefter är till elbilens fördel. När bilarna skrotas har elbilen totalt inkl tillverkning släppt ut en tredjedel så mycket som motsvarande bensinbil.

Om alla bilar i Sverige byttes mot elbilar skulle de behöva ca 11 TWh el per år, ungefär lika mycket el som vindkraften levererar – och elen skulle behövas framför allt på natten, när övrig elförbrukning är låg. Genomsnittsvillan förbrukar idag ca 2 500 kWh mindre el per år än på 1900-talet pga lågenergilampor och nya energieffektiva vitvaror – lika mycket el som en elbil drar per år.

Fördelar – nackdelar

Enligt många är elbilens största fördel dess tysta jämna gång, en mycket mjukare körupplevelse. Elbilar släpper inte ut några avgaser. Stadsmiljön blir både renare och tystare med elbilar. Driftskostnaderna är mycket lägre för elbilar. Elen kostar ca 2:- per mil. Elbilar har även en enklare konstruktion utan hundratals rörliga delar i motorn, växellåda, koppling, avgassystem, kamaxel, olja mm – inte mycket som kan gå sönder eller behöver service.

Men har man ingen laddmöjlighet där man bor eller jobbar kan det bli svårt att ladda elbilen. Villaägare kan lätt sätta upp egna laddplatser men bor man i lägenhet måste hyresvärden göra det. Har man ingen fast parkeringsplats för bilen blir det ännu värre. Och åker man regelbundet längre än bilens räckvidd blir det besvärligt att stanna och snabbladda hela tiden. Någon enstaka gång vid semester går bra men folk som regelbundet åker dussintals mil per dag klarar sig dåligt med dagens elbilar.

Utveckling

Elbilar fanns redan i början av 1900-talet, fast deras batterier var 20 gånger sämre än dagens. Första kommersiella litiumjonbatteriet kom år 1990. Första moderna elbilen 2009. Det är en väldigt ung teknologi som utvecklas i rasande takt. Antalet elbilar närapå fördubblas varje år, likaså antalet laddställen. Utredningar och statistik över ett år gamla är redan hopplöst föråldrade. Nya billigare bilmodeller med större batterier och bättre prestanda presenteras hela tiden. Nya batterifabriker byggs runt om i världen som tillverkar billigare och miljövänligare batterier med högre kapacitet än förut.

Många hoppas att elbilar kommer bli lika billiga som förbränningsbilar på 2020-talet, vilket kommer bidra till deras stora genombrott.

 

Ovan beskrivning kan hämtas som PDF-fil här.

Vill man fördjupa sig mer i ämnet rekommenderas ELBILSÅKLART

En lista över missuppfattningar kring elbilar och varför de inte stämmer finns på vår sida elbilsmyter

Vill man veta mer tekniska detaljer om hur elbilar fungerar rekommenderas sajten Recharges Elbilsskola

Tagged . Bookmark the permalink.
  • Jerker

    En bra sammanfattning! Tack! Vi glömmer ofta bort att de flesta saknar de mest grundläggande kunskaperna om elbilar, så det blir lätt att man pratar över huvudet på folk som inte har funderat så mycket på elbilar förut.

  • Claes

    Bra, men jag saknar biten om batteritillverkningens negativa miljöpåverkan. Vet inte hur många gånger jag fått argumentera om LCA för elbilar kontra bensinbilar, då det är det första argumentet elbilsmotståndare och okunnig allmänhet tar upp.

    • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

      Fixat, se under ”Miljön”

    • rogerik

      Fast, här är en liten fälla. Batteritillverkningens negativa miljöpåverkan beror helt på vem och var batterierna tillverkats. Teslas negativa miljöpåverkan är i stort sett noll jämfört med en modern ICE-bil. Detta eftersom framställning av aluminium motsvarar i stort framställningen av litium, men därefter är framställningen av battericellerna gjord i en fabrik med noll-utsläpp. Jag har inte siffrorna för LG Chem och övriga fabriker, men att räkna med en ”global elmix” som IVF gjorde är inte helt rättvisande.

      Oavsett så är det sannolikt så att 3000 mil är tilltaget väl i överkant för att nå ett noll-resultat.

      • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

        3000 mil tog jag från TÜV-rapporten http://teslaclubsweden.se/elbilsmyter/#10 som faktiskt baserar dem på Teslas (gamla Panasonic-tillverkade) batterier. Mercedes B-klass hade ju Tesla-batterier.

        Nya gigafabriken kommer minska miljöpåverkan för tillverkningen av batterierna rejält, men vi kan inte komma ifrån att det ändå kommer kosta mer naturresurser att tillverka ett batteripack än en tom bensintank iom att det helt enkelt ingår flera hundra kg mer råmaterial.

        För Tesla Model 3 kommer det alltså ta mindre än 3000 mil innan motsvarande bensinbil är ikapp, men vi vet inte hur mycket mindre. Tills dess duger TÜV siffra som ändå tydligt visar varför man inte ska stirra sig blind på utsläppen vid batteriers tillverkning.

        • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

          Skulle man kanske fixa en ”motutredning” om hur smutsig tillverkningen av bensinbilars växellåda, koppling, avgassystem, etc är? ;-) För elbilar blir det ju 0 utsläpp för sånt…

          • rogerik

            Det tycker jag vore en kul utmaning. Jag är gärna med, för det här är en intressant värld. Bara tänk på alla sensorer som finns i dessa system med sällsynta jordartsmetaller etc i. Finns det någon som har koll på vilka material man kan hitta i en drivlina?

          • Björn Fredriksson Möller

            Det har gjorts flera liknande studier och det är relativt lika resultat, en elbil har större miljöpåverkan under tillverkningen än en förbränningsmotorbil, främst pga av batterierna. Jordartsmetallerna är mer en fråga om utnyttjande av jordens knappa resurser och ofta förknippat med stora elmotorer/generatorer. Elbilen kommer däremot ofta bra ut i driftfasen om man inte räknar kolkraftsel som källa. En intressant jämförelse vore ju att jämföra både ICE med fossila och biodrivmedel samt elbilar med och utan förbränningsmotor i ett livscykelperspektiv. Tesla har gjort LCA på S men jag vet inte om resultaten är officiella.

          • rogerik

            Kan du inte länka till en sådan, där hela bilen finns med. Den enda jag känner till var ett tyskt bilmärke som gjorde en jämförelse mellan två likadana bilar med olika drivlina, men vad jag vet togs inte råvaruutvinning med utan det handlade enbart om tillverkning av delarna. Och där förlorar alltid batteritillverkningen hur man än gör. Dessutom handlade det bara om hur mycket energi som gick åt och inte vilka utsläpp det genererade.

            Det som haltar i en sådan jämförelse är att bilen i fråga var konstruerad för att innehålla en förbränningsmotor och sedan stoppade man in en elmotor. Det blir mycket mer intressant om man tar med hela bilens tillverkningscykel, men utvinning av råmaterialet.

            Livscykelanalyser är också viktiga. Men det är samma sak där; tar man inte med allt haltar den. Påpassligt nog finns nästan aldrig utvinning och raffinering av olja med i ICE-analysen. Ibland transporten av bränslet till mackarna, men inte alltid.

          • Björn Fredriksson Möller

            Håller med att allt skall med. Ofta är Energimyndighetens material bra för biodrivmedel och referensvärden för fossila drivmedel inkluderar utvinning, vilket inte tex utsläppsvärden i NEDC gör. min bild var att även utvinningen av material var med i den tyska studien men det ändrar sannolikt inte förhållandet eftersom elbilen ofta är tyngre. Det är inte generellt så att högre vikt innebär mer utsläpp, tex mer aluminium brukar ge större klimatavtryck men lägre vikt, men förmodligen en bra tumregel. Sitter på ett tåg så jag har svårt att länka, dessutom är en del material inte publicerat vad jag vet, tex Tesla. Volvo har också gjort en del men då är det ladd-hybrider.

        • rogerik

          Det är inte bensintanken som är den krävande, utan motorblocket. Men jag ska erkänna att jag inte detaljstuderat just TüV-rapporten. Vi är överens om syftet med siffran, att man inte ska stirra sig blind. Men jag tycker att det är tråkigt när inte alla ICE-bilens siffror tas med, men alla elbilens. Även om elbilen vinner i alla fall ;-).

        • Claes

          Hört något om Tesla kommer att miljöklassa Model 3 och/eller S/X nästa år så ICE-tillverkarnas argument, likaså ”forskarna” på IVL, får mindre betydelse?

  • Per Bengtson

    Bra text, men jag tycker som en del andra att man ska akta sig för att sätta en siffra på hur många mil det tar innan koldioxidutsläppen från batteritillvekningen är ”intjänad”. Det beror så väldigt mycket på hur stort batteriet är och var det är tillverkat, och även råvaruutvinningen/förädlingen förbrukar energi.

    Till exempel: LG-chem, som väl kommer tillverka till exempel nya Nissan Leafs batterier, bygger just nu en batterifabrik i Polen som snart öppnas. Polens elmix består till ca 95% av fossila bränslen och släpper i denna stund ut motsvarande 771 g CO2 ekvivalenter per kWh. En ny Nissan Leaf, eller vilken annan bil som helst med ett batteri på över 40 kWh som producerats under de förutsättningarna, kommer behöva köras betydligt längre än 3000 mil innan utsläppen för batteriproduktionen kompenserats för. Fågan är om de under en livscykel ens blir bättre än en snåldiesel om man enbart betraktar det ur CO2-perspektivet. Samma sak med batterierna till de Model 3 som nu tillverkas(?), och även Teslas 100 kWh batterier. Det är för mig höjt i dunkel vilken typ av elmix som i nuläget används för den produktionen. Imorgon kanske den kommer vara baserad på solenergi, men man kan inte bedöma miljöpåverkan av den tillverkning som sker idag utifrån den elmix som eventuellt morgondagens batterier kommer vara tillverkade med. Mig veterligen finns det inte en enda solcell på Gigafactory än så länge. Har jag fel? Om inte, varför är det aldrig någon som frågar varifrån elen kommer?

    Missförstå mig inte, jag tror stenhårt på att elbilar är framtiden. Men den här typen av inlägg är så lättkritiserade så de riskerar att skada mer än vad de gör nytta. Det hade istället varit bättre att utnyttja utrymmet till att vara ärlig med de brister som fortfarande finns, till exempel att kritisera att många av de batterier som kommer sitta i Europeiska elbilar framöver kommer tillverkas med toksmutsig Polsk el. Kanske rentuvav dags att börja lobba för miljömärkning av elbilsbatterier, istället för att förneka och fösöka sopa de problem som faktiskt finns under mattan?

    PS. Du skriver: Efter att bilen skrotats används batterierna i stationära energilager för tex solceller (lagrar
    el som ska användas på natten) eller återvinns för att tillverka nya batterier.” Vila företag är det i dagsläget som använder förbrukade elbilsbatterier i stationära energilager?