Vätgasbil livscykelanalys

Mirai2

Förra veckans artikel om att Sverige inte har tillräckligt med el för att framställa vätgas till alla fordon om alla personbilar i landet skulle vara bränslecellsbilar gav upphov till en intressant fråga: hur ser livscykelanalysen ut för bränslecellsbilar? Ger de lägre utsläpp över deras livslängd jämfört med en elbil?

Toyota har under tyska testorganet TÜV-s överinseende gjort en detaljerad livscykelanalys av deras bränslecellsbil Toyota Mirai. Rapporten kan sammanfattas med bilden:

GV:bensinbil, HV:hybrid, NG:naturgas, RE:elektrolys, relativ skala där GV=1000

GV:bensinbil, HV:hybrid, NG:naturgas, RE:elektrolys, relativ skala där GV=1000

Av ovan graf framgår det att en Toyota Mirai släpper under sin livstid, inklusive tillverkning och skrotning, ut 60% av vad en motsvarande bensinbil gör om Mirai drivs av vätgas framställd från fossilt naturgas. Framställer man vätgasen via elektrolys av vatten och el från förnybara källor (vindkraft) blir utsläppen 32% av en bensinbils.

Vidare framgår det att Toyota Mirais tillverkning medför högre CO2 utsläpp än vanliga bilars. Vad kan det bero på? Mirai har ju inga stora batterier som kräver stora naturresurser att tillverka. Är det tillverkningen av bränslecellen som är så belastande? Nej, största delen av de ökade CO2 utsläppen under Toyota Mirais tillverkning kommer från ett annat, oväntat håll:

Mirai_material

GV:bensinbil, HV:hybrid, relativ skala där GV=1

Stapeln ”Precious metal” indikerar det platina och andra ädelmetaller som bränslecellen innehåller. Men största boven till de högre CO2 utsläppen under Toyota Mirais tillverkning är all kolfiber som bilen innehåller.

”Men vänta nu, Toyota Mirai har ingen kolfiberkaross” är det nu många som invänder. Nej, dess kaross är högst ordinär plåt – men vätgastankarna är gjorda av lager på lager av kolfiber!

Tillverkningen av vätgastanken i en vätgasbil är riktigt riktigt smutsigt. Men är det lika smutsigt som tillverkningen av batterierna till en elbil? Låt oss jämföra!

Testorganet TÜV har även gjort en liknande livscykelanalys på elbilen Mercedes B-klass electric. Även den bilen jämför de mot en motsvarande bensinbil:

Bklasse_co2

Eldrivna versionen av Mercedes B-Klasse Electric Drive släpper under sin livstid, inklusive tillverkning och skrotning, ut 76% av vad en motsvarande bensinbil gör om elversionen körs på europeisk elmix. Kör man på el från förnybara källor blir utsläppen 36% av en bensinbils. Beräkningen bygger på att bilarna körs 160,000 km under deras livstid.

Ställer man samman båda rapporterna får man följande resultat:

FCEV_BEV

I ovanstående graf har vi fört samman värdena från båda livscykelanalyserna. Mercedes siffror fick justeras något för körsträckan (deras analys byggde på 160,000 km, Toyotas på 150,000 km) och räknas om till samma relativa skala som Toyotas utredning, där fossilbilens totala utsläpp under dess livscykel är satt till 1000 och de andra bilarnas utsläpp är relativt detta.

Av bensinbilens totala CO2 utsläpp under sin livscykel sker 17.5% under dess tillverkning. Bränslecellsbilars tillverkning resulterar i 43% högre CO2 utsläpp än motsvarande bensinbils, framför allt på grund av deras vätgastank i kolfiber. Batterielbilars tillverkning resulterar i 84% högre CO2 utsläpp än motsvarande bensinbil, framför allt på grund av deras batterier.

Både vätgasbilar och elbilar släpper sedan ut mindre CO2 under sin livslängd än bensinbilar. Hur mycket mindre beror mycket på vad det är för drivmedel de drivs med. En vätgasbil som körs på vätgas framställd ur fossilt naturgas släpper ut 90% mer CO2 under sin livslängd än om den körs på vätgas framställd via spjälkning av vatten via elektrolys som drivs med el från förnybara källor. På samma sätt släpper en elbil ut 110% mer CO2 under sin livslängd om den körs på smutsig europeisk elmix jämfört med om den körs på el framställd av vattenkraft.

En stapel som inte visas i grafen ovan är varianten med elektrolysanläggningar som drivs inte med vindkraft utan europeisk elmix. Med sådan vätgas som bränsle skulle bränslecellsbilen släppa ut mer än 50% mer CO2 under sin livstid än en bensinbil! Då är det till och med bättre att driva bränslecellsbilen med vätgas framställd ur fossilt naturgas. Tillgången till stora mängder förnybart fossilfri el är avgörande både för el- och bränslecellsbilars utsläpp.

Anledningen du har läst denna artikel så här långt är dock jämförelsen mellan livscykelanalyserna på el- respektive bränslecellsbilar. Av vår sammanställning verkar det som att bränslecellsbilar har något lägre total CO2 utsläpp under sin livslängd än elbilar, men skillnaden är mindre än vad många tror. En bränslecellsbil som körs på vätgas framställd via elektrolys med förnybart el släpper under sin livstid ut 68.5% mindre CO2 än vad en motsvarande bensinbil skulle ha gjort – en elbil som körs på vattenkraft släpper ut 65% mindre. Elbilens nackdel av högre tillverkningsutsläpp kompenseras till en del av mindre elförbrukning under dess livslängd, men med så små utsläpp förnybara energikällor ger kan det inte kompenseras till fullo. Slutliga skillnaden är 3.5 procentenheter till bränslecellsbilens fördel.

En bränslecellsbil släpper ut 3.5 procentenheter mindre CO2 under sin totala livscykel än en elbil, om man jämför deras utsläpp mot en bensinbils totala livscykels-utsläpp.

Skillnaden finns alltså där men den är långt mindre än vad många skulle ha trott. Siffrorna i denna snabbjämförelse tål dock att diskuteras och vi utger inte oss för att vara ett ackrediterat testhus. Ta resultaten med en nypa salt. Vi hoppas att mer adekvata och riktiga jämförelser görs i framtiden mellan dessa båda framtidstekniker!

 


TCS två år sedan: EU-s CCS-direktiv

För två år sedan gick vi igenom direktiv 2014/94 som EU-s direktiv ”om utbyggnad av infrastrukturen för alternativa bränslen” heter. Av många kallad ”CCS-direktivet”. Kommer den sätta stopp för Tesla Motors Supercharger snabbladdare när den träder i kraft nästa år? Vi har lusläst direktivet för att hitta svaret.

 

Tagged , . Bookmark the permalink.