Om alla bilar på E4 vore elbilar

TCS16-3

”Det är inte realistiskt att ha många elbilar för de skulle kräva omöjligt många snabbladdare” brukar det ibland heta från elbilsskeptiker. Istället för några bensinmackar skulle det behövas tusentals laddstolpar kopplade till mindre kärnkraftverk vid varje ställe för att kunna ladda alla elbilar. Det går ju inte, brukar folk säga.

Men kan vi räkna efter hur många laddstolpar det egentligen skulle behövas?

Odeshog4

Åker man Tesla från Stockholm till Göteborg brukar man stanna till och ladda vid Ödeshög. Det står idag 8 laddstolpar där och väntar på Teslor som ska ladda. Knappt hundra meter därifrån susar bil efter bil förbi på motorvägen E4 på väg mellan Stockholms tre största städer Stockholm, Göteborg och Malmö, sträckan är bland Sveriges mest trafikerade.

Odeshog1

Enligt Trafikverkets vägtrafikflödeskarta åker det förbi 15,860 fordon där per dygn, 12,120 bilar och 3,740 lastbilar (mätdata från 2014). Båda riktningarna sammanlagt. Hur många Superchargers skulle det behövas om varenda bil stannade till i Ödeshög för att ladda?

Det åker olika många bilar på E4 runt dygnets timmar. Dagtid åker det mycket fler bilar än på natten. Låt oss vara pessimistiska och räkna med att ingen åker på natten, alla bilar åker mellan kl 10-18 på dagen. Då skulle det åka förbi 1,515 bilar i timmen – en bil varannan sekund!

Det tar 30 minuter för en Supercharger i Ödeshög att ladda en Tesla tillräckligt för fortsatt färd mot Stockholm eller Göteborg (30 minuter laddning ger 27 mils räckvidd). Varje laddstolpe kan alltså ladda 2 bilar per timme. Då behövs det 757 stolpar för att ladda 1,515 bilar per timme.

Alla bilar kommer inte bytas till Teslas elbilar, men även framtida elbilar från andra tillverkare måste upp i Teslas specar för att kunna fungera som förstabil även vid långresor. Vi utgår alltså ifrån att framtidens elbilar kommer alla ha minst lika stora batterier som dagens Teslor och kunna laddas lika snabbt från snabbladdare. När vi alltså pratar om snabbladdare nedan menar vi sådana som kan leverera 120 kW laddeffekt.

757 snabbladdare skulle innebära att det alltid skulle finnas lediga laddstolpar till alla, ingen skulle behöva vänta ens en minut. Även om varenda en bil på E4 vore elbilar (lika kapabla som Tesla Motors bilmodeller).

Men siffran 757 snabbladdare är tilltagen i överkant. All trafik som passerar behöver ju inte ladda. Lokal trafik som tex bilister som åker från Jönköping till Linköping behöver inte stanna och ladda i Ödeshög, de klarar åkturen utan mellanladdning. Vi har räknat med att varenda bil som passerar åker hela vägen från Stockholm till Göteborg – i verkliga livet är det ju inte så. Om endast hälften av trafiken åker långt behövs endast hälften så många laddare, resten stannar ju inte för att ladda.

I brist på exakt mätvärde låt oss anta att en tredjedel av trafiken på E4 åker mindre än 300 km och behöver därför inte stanna och ladda längs vägen. Då minskar antalet snabbladdare som behövs till 500 stycken.

14superchargers

500 snabbladdare låter som en veritabel skog av laddstolpar – men alla behöver ju inte stå på samma ställe! Alla som åker vill nog inte stanna just vid Dinners i Ödeshög där dagens Superchargers finns. Vissa vill kanske stanna vid Rasta, eller Burger King, eller nån mil längre bort vid rastplatsen Brahehus till exempel. Enda bensinstationen i området är inte heller den OKQ8 som står bredvid Superchargern i Ödeshög, utan det finns 8 bensinmackar längs den 3 mil långa sträckan Brahehus-Ödeshög-Mjölby. Enbart vid Brahehus finns det över 130 parkeringsplatser som skulle kunna utrustas med laddstationer.

Dagens Superchargers laddar bilarna med 120 kW. Framtida snabbladdare med 200, 300 kW eller ännu högre laddeffekt kommer minska laddtiderna. Om bilarna kan laddas på 20 minuter istället för dagens 30 minskas antalet laddare som behövs till 333. Minskas laddtiden till 15 minuter behövs det endast 250 laddare.

skogsvind

Hur mycket el skulle det gå åt för att ladda alla bilar?

Att ladda 60 kWh i var och en av de 12,120 bilar som passerar skulle kräva 727 MWh el per dygn. 500 snabbladdare som med full 120 kW effekt laddar var sin bil kräver 60 MW. Paradoxalt nog påverkas inte slutsumman av snabbladdarnas laddeffekt ty högre effekt medför färre antal laddare.

Hur mycket är då 60 MW?

Ett modernt vindkraftverk brukar ha runt 3 MW effekt. 20 vindkraftverk skulle därför täcka laddarnas effektbehov. Därmed menas det inte att laddarna ska kopplas till och drivas av vindkraftverk, siffran är bara ett sätt att visualisera hur mycket el det skulle behövas. Det finns förresten redan idag mer än 20 vindkraftverk i området:

Odeshog3

Sammanfattningsvis kan vi därför säga:

Om alla bilar som åker mellan Stockholm och Göteborg vore elbilar skulle det behövas ca 500 snabbladdare att ladda dem – och el motsvarande 20 vindkraftverks produktion.

Fördelas laddarna på 8 ställen (som dagens 8 bensinmackar i området) skulle det stå 62 laddare på varje ställe. Laddinfrastrukturen skulle då kunna ladda all personbiltrafik mellan Stockholm och Göteborg. Till Malmö skulle en liknande laddområde behöva placeras kring Ljungby-trakten också.

Framtida kraftfullare laddare skulle minska laddtiderna och därmed antal laddare som behövs, dock utan att påverka elbehovet.

Baylan_Supercharge

500 laddare och 20 vindkraftverk är ett stort men inte alls omöjligt projekt. Och det skulle räcka till att elektrifiera all biltrafik mellan Stockholm och Göteborg.

Jämför det med dagens bensinmacks-infrastruktur: det finns 56 bensinmackar längs vägen mellan Stockholm och Göteborg (och då räknade vi ändå bara dem längs vägen, inte inne i städerna!), med sammanlagt uppemot 450 bensinpumpar. Om vi bytte ut varje bensinpump mot en snabbladdare vore vi i stort sett i hamn! :shock:

Tagged , , . Bookmark the permalink.
  • micks

    Glöm nu inte teslas powerpack som säkert kommer att stå vid supercharger stationer som effekt och laddbuffert.

    • G F

      Exakt det behövs många, för ett vindkraftverk ger energi när det blåser mycket och även på natten, och för att klara topp belastning när alla laddar samtidigt dagtid. Speciellt timmarna runt lunch tror jag blir tufft.

  • Magnus

    Hmm. Resonemanget haltar lite. Jag läser ut detta; om alla bilar som passerar följer teslas laddstandard och är lika kompetenta så behövs bara så här många laddstolpar. Om det dessutom behöver laddstolpar för andra standards, med bilar som inte kommer lika långt på en laddning så ökar ju antalet en aning.

    • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

      För att elbilar ska slå igenom så att 100% av vagnparken byts ut måste de alla bli (minst) lika kompetenta som dagens Teslor. Laddstationerna måste också bli (minst) lika kompetenta som Teslas Superchargers. Jag tog därför dem som mall men menar inte att det är just Superchargers som skulle byggas, utan laddare av minst lika vass kaliber. CCS håller också på att ta fram laddare med 2-300 kW effekt. Många olika standards finns redan idag och hanteras adekvat, laddarna har multipla sladdar man kan välja mellan beroende om man har CHAdeMO eller CCS bil.

      • Helene

        Där tror jag du är fel ute. Många använder bilen till korta sträckor på ex. 10 mil per dag och då räcker det med en mindre bil. Vi kör Zoe och har ytters små behov av en större bil då vi tagit oss både till Gbg och Gotland med den.
        Skulle gissa på att de hushåll som har två bilar skulle kunna byta till en Tesla3 och en Zoe.

        • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

          Men skulle hushållet ha en Tesla och en Zoe skulle de ta just Teslan för långresor.

          • Helene

            Du skrev att för att 100% av vagnparken skall bytas it behövs minst Teslas kapacitet. Jag anser att 50% klarar sig med mindre. Är du med?

      • Helene

        Ett tillägg. En standard för laddkablar o system behöver fås till precis som för andra elkontaktsystem. Förslagsvis Type 2 som är mest utbredd.

  • TheBigKing

    ”ladda vid Ödeshög. Det står idag 4 laddstolpar där”
    Det finns väl 6 stolpar i Ödeshög?

  • Filip

    Tibor gör det igen! Grym artikel :)

  • G F

    Tappert Tibor att ens ge dej i kast med en så komplex fråga!
    Exempelvis stämmer inte 30min laddtid om batterierna inte är ganska tomma, eller om en SC bara ger 60KW som du talar om i nästa mening. I praktiken skulle det nog krävas mellan 50-100% fler SC än du räknar med.

    Men detta är ännu ett ickeproblem. För allt eftersom det blir fler och fler elbilar kommer även laddtekniken att bli snabbare. 100% elbilar blir det inte på ett år precis. Och sedan ska ju även de andra fordonen över till el, och de är tyngre och behöver förmodligen minst lika mycket laddning som alla personbilar tillsammans.

    Så jag ser framför mej en blomstrande och expansiv vägkrogs bransch!
    Tror alla som förlorar jobbet på mackar framöver behövs för att bemanna dem.

    • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

      ”eller om en SC bara ger 60KW som du talar om i nästa mening”?
      Nej, jag räknade med att varje laddstolpe ger 120 kW.

      • G F

        Fast det gör de inte idag. Kommer två med tomma batterier och kopplar in sej på samma laddare får de dela på de 120KW som finns i laddaren. Men som sagt de kommer att bli starkare i framtiden.

        • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

          Artikelns ”Supercharger” är en laddare som kan ladda bilar med 120 kW. Dagens Superchargers klarar som du säger inte riktigt av det om två bilar laddar samtidigt, men det är knappast dagens Superchargers det kommer byggas i framtiden när hela bilflottan har blivit elektrifierad utan mycket kraftfullare grejer. Istället för att ta till en imaginär laddare med 300 kW laddeffekt (och få ner siffran till 200 laddare) valde jag att räkna med högsta möjliga laddeffekt idag och endast i förbifarten nämna att med högre effekt räcker färre laddare.

          Det finns många siffror som är höftade i artikeln men slutsatsen att projektet inte alls är omöjligt utan högst genomförbar är densamma.

  • Axel Svensson

    Frågan är om det krävs så många vindkraftverk eller extra elproduktion. Om alla bilar var elbilar skulle vi inte behöva raffinera bensin/diesel i den mängd som vi gör idag och där kommer vi då spara en hel del el (kanske 50% eller mer av elbilarnas förbrukning). Vore intressant att få reda på elkonsumtionen av våra raffinaderier i förhållandet till producerad liter fossilbränsle. Inte helt enkel beräkning dock eftersom det inte enbart blir bensin och diesel vid raffineringen, dessutom så går det åt el även efter att bensin/diesel har producerats.

    • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

      Det går åt ca 6 kWh energi för att framställa en gallon (3.8L) bensin, men endast 0.2 kWh av dem är elektrisk energi.
      http://teslaclubsweden.se/bensinmyten/

      • Axel Svensson

        OK, inte så särskilt mycket el alltså och även ifall det går åt el till transport från raffinaderiet till mackarna och sedan till pumparna kan detta nog jämföras med laddförlusterna för elen. Visserligen skulle man kunna låta de andra 5,8 kWh energi producera el vilket hade gett kanske ytterligare 2 kWh el per gallon men då förloras samtidigt en del av miljönyttan samt att beroendet av fossilbränslen kvarstår om än i mindre skala.

  • Helene

    Nu finns det redan fler laddplatser än Superchargers t.o.m i Ödeshög där det finns gratisladdare i Centrum som vi använt på väg till Gbg. Även på fler platser längs vägen ex. Jönköping och Ulricehamn. Eftersom fler fabrikanter producerar elbilar som vår Zoe, så behöver det inte ta alltför lång tid att nå målet med ett fossilfritt bilåkande. Dessutom om alla som skaffar elbil investerar i solceller antingen på eget tak eller på annan plats så blir elförsörjningen inga problem. Sverige är unikt i det att vi har de tre renaste energikällorna sol, vind och vatten där vattenkraften är batteriet för sol och vindenergin. Om infrastrukturen för detta byggs upp så klarar vi oss galant utan fossila bränslen och kärnkraft.

  • G F

    Revidera 20 vindkraftsnurror till 30. Enligt sidan du hänvisar till levererar de ca 9 000MWh / år i genomsnitt. Det blir 24MWh per dygn, så det behövs 30st för att klara 727MWh.(generator effekt 3MW är irrelevant, utfallet är…)
    Intressant fakta där var att 2015 gav vindkraften i genomsnitt 45 200MWh per dygn!
    Det räcker till för att elektrifiera samtliga transporter i Sverige med enbart vindkraft.

  • Dan

    20 vindkraftverk tycker jag är missvisande. Det är vad som behövs för att klara av laddningen i Ödeshög, men det behövs även laddning när man kommer fram. Så för att elektrifiera all biltrafik mellan Stockholm och Göteborg så skulle det snarare behövas 40 vindkraftverk. (Höftat utan beräkning)

    Det hade varit intressant med en uträkning baserad på alla bilar i Sverige. Om det inte finns statistik på antal körda mil så antal bilar gånger 1500 mil gånger 2 kWh typ.

    • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll
      • Dan

        Tack! Snabbt jobbat. :)

    • http://www.vindkraftsportalen.se Globalthinker

      Som sagt tidigare i tråden så har artikelförfattaren glömt bort kapacitetsfaktorn. 54 st krävs.

      • Dan

        Det var inte kapacitetsfaktorn jag syftade på. Med den så går det från 54 till 108 (med samma höftning).

  • http://www.vindkraftsportalen.se Globalthinker

    Tänk på att kapacitetsfaktorn för landbaserad vindkraft är ca 0.3 på land, så det skulle behövas 60 vindkraftverk á 3 MW maxeffekt.

    • taliz

      Uhm.. Nej. Nu är det sent men förhoppningsvis kan jag räkna ändå…
      20st 3MW möllor ger, om de skulle gå på 100% effektivitet(givetvis högst osannolikt, men ändå) totalt 1440MWh (24×60) på ett dygn.
      Delar vi det på 3 får vi 480.
      727 delat på 480 = 1,5
      1,5 gånger 20 = 30

      Dvs 30 möllor skulle räcka om de skulle gå på 30% effektivitet.

      Allt detta är ju förstås vilda fantasier. Men intressant ändå.
      I verkligheten skulle förstås något mer stabilt behövas som komplement. Batterilagring och solceller tex.

      • http://www.vindkraftsportalen.se Globalthinker

        Varför räkna med energi när effekt räcker? Artikeln säger att det krävs 60 MW effekt. Vindkraftverk på land har en kapacitetsfaktor på 0.3. Ekvationen är lätt. Om x är antalet vindkraftverk, och deras effekt är 3 MW och kapacitetsfaktorn är 0.3 så:

        X st * 3 MW * 0.3 = 60 MW
        X = 60 / (30 * 0.3)
        X = 54 st

        Vi kan blanda in tid här om du vill och multiplicera båda sidor med samma tidsfaktor, påverkar inte antalet.

  • Mocke

    Om man skall ta det realistiskt, så får man räkna på vad modell 3 och bilar i den kostnadsklassen klarar av att ladda. (säg att de har runt 25-40 kwh batteri, de kanske också ”bara” klara av att laddas i 50 kw i timmen.
    Vad kommer hända då (eg blir det väl en fördubbling av antalet stationer och ställen) (nu tänker jag på leaf ioniq et.c.) (brasklapp då jag ej satt mig in i beräkningen)

  • Martin Enström

    Skulle vara intressant att ta reda på hur långt varje bil som passerar på E4 vid Ödeshög i snitt kör. Det är ju bara de som kör över en viss sträcka förbi där och dessutom råkar ha ett lagom laddstopp att stanna vid just där. Tror inte det är i närheten av så många som hälften av alla bilar som passerar. Majoriteten pendlar säkert där en sträcka på mindre än 10 mil. Alla dessa kan man räkna bort som exempel. All trafik mellan Norrköping och Borås. Sedan är det regional yrkestrafik osv. Läste i en konsekvensanalys av förbifart Stockholm att endast 10 privatbilister om dagen av de som passerar E4/E20 på Essingeleden har både start och mål utanför Stockholms län.

  • http://rasmus.krats.se/RasmusKaj Rasmus Kaj

    Kanske en ögonöppare: Eftersom de flesta av de där bilarna idag inte är elbilar så bränner vi 280 000 liter bensin om dagen på bara sträckan Stockholm – Göteborg (diesel omräknat till motsvarande mängd bensin). Bara på personbilarna. Och det är oräknat det som går åt när tankbilar kör ut bensinen till mackarna, och alla andra tidigare led i kedjan.

  • LJacobson

    Sverige har ett elöverskott, så en stor mängd nya vindkraftverk skulle antagligen inte behövas. År 2015 var nettoexporten av el 23 TWh, år 2014 var den 15 TWh. Större delen gick till Finland.Se http://www.energimyndigheten.se/nyhetsarkiv/2016/2015-var-ett-ar-med-stor-elproduktion-och-rekordstor-export-av-el/