El-bilens framtid – muligheter og noen utfordringer

El bil  - Foto:Kilde: http://academie-de-touraine.com/Tome_25_files/067-092.pdf

Elektriske biler representerer en stor mulighet for bedre luftkvalitet, lavere klimagassutslipp og bedre energieffektivitet. Teknologien muliggjør oppnåelse av flere politiske målsetninger og utviklingen er både politisk og teknologisk drevet. Norge har en bilpolitikk som favoriserer el-bil og el-bilandelen i Norge er av den grunn langt høyere enn i alle andre land.

Tanken om å bruke elektrisk kraft til å drive biler går langt tilbake i tid men det store gjennombruddet har uteblitt. Franskmannen Gustave Trouvé demonstrerte allerede i 1881 en trehjulet el-bil. Det var likevel forbrenningsmotoren som vant fram og Karl Benz omtales ofte som den moderne bilens far. Men el-bilen har fått mye oppmerksomhet også i nyere tid. For eksempel var det stor optimisme rundt el-biler på 2000-tallet. USA og California var tidlig ute med reguleringer som støttet utviklingen. Hjemme i Norge ble el-bilen Think produsert. Dette var den første produserte bil i Norge siden Troll rullet ut fra fabrikkene i Telemark på 50-tallet. Optimismen for el-bil var stor men markedet og teknologien var ikke klar for el-biler i stor skala. Think gikk etterhvert konkurs, el-bilsatsinger internasjonalt ble lagt ned og satt på hold. Konspirasjonsteorier om at bil- og oljeindustrien stod bak el-bilens død, som i dokumentarfilmen Who killed the electric car fra 2006, fikk bein å gå på. Disse tankene er lite aktuelle i dag. Bilindustrien har i dag omfavnet el-bilteknologien i stor skala. Det internasjonale energibyrået - IEA - beskriver et teknologigjennombrudd for historiebøkene. Katie Melua sang om ni millioner sykler i Bejing. Det er ikke ni millioner elbiler i Bejing, men tror vi på IEAs rapport om el-biler er det ikke lenge igjen.

Antall el-biler i verden har de siste årene hatt en tilnærmet eksponentiell vekst. For noen få år siden var el-biler en kuriositet. I løpet av 2017 passerte antall registrerte el-biler 3 millioner og det årlige nybilsalget passerte 1 million el-biler. Veksten var på 56 % fra forrige år.

To tredeler av elbilene er rene batteridrevne personbiler og en tredel plug-in hybrider. Hydrogenbiler inngår også i definisjonen av el-bil, men utgjorde i 2017 bare omtrent 7 000 enheter. Halvparten av disse finnes i California mens resterende er i hovedsak i Japan, Frankrike og Tysland.

Omtrent 40 % av verdens elbiler er i Kina og i 2017 ble halvparten av alle nye el-biler solgt i det kinesiske markedet. Til sammenligning er Kinas andel av verdens brutto nasjonalbudsjett under 20 prosent. Det Kinesiske el-bilmarkedet er omtrent dobbelt så stort som det nest største (USA). 

Norge skiller seg fra alle andre land når det gjelder el-bilens gjennomslag i markedet. I rapporten er det estimert en el-bilandel i Norge på 6,4 %. Dette er langt over estimatet for andre land. Nærmest finner vi Nederland på 1,6% og Sverige på 1,0 %. Ved å se på ferske salgstall synes særegenheten å kunne forsterkes på kort sikt. I 2017 stod el-biler for omtrent 40 % av det norske nybilsalget. Tilsvarende tall for Sverige er 6 % og for alle andre markeder på under 5 %, med unntak av det islandske som hadde 12 % i 2017.

I rapporten beskrives to utviklingsløp for framtiden hvor fortsatt støttende politikk og kostnadsreduksjoner er driverne for en kraftig vekst i el-biler. I New Policy Scenario antas videreføring av eksisterende politikk og innføring av ny politikk som er konkret og som vurderes som sannsynlig å bli implementert. I dette scenarioet vil el-bilflåten nå 125 millioner biler i 2030. Det gir en 40-dobling i løpet av tolv år. Dersom den støttende politikken blir enda sterkere for blant annet å oppnå uttalte og forpliktede klima- og miljømål, er en mulig utvikling beskrevet i EV30@30 scenarioet, hvor flåten når 220 millioner biler i 2030, jf. figur nedenfor.

 

Batterikostnadene er den største grunnen i dag til at el-biler er dyrere å produsere enn tradisjonelle biler med forbrenningsmotor. Kostnadene har gått kraftig ned i takt med utvikling og erfaring med lithium-ion batterier. I følge rapporten er kostnaden i dag for et batteri i størrelsen 20 – 75 kWh i intervallet 155 – 360 USD/kWh. Størrelsen på batteriet og produksjonsskalaen er avgjørende for hvor i intervallet prisen ligger.

Pågående forskning og utvikling på blant annet kjemi, lagringskapasitet og ladehastighet ventes å gi ytterligere kostnadsreduksjoner. I tillegg ventes store gevinster ved standardiseringer og storskalaproduksjon. Alt dette vil bedre el-bilens konkurransekraft overfor tradisjonelle biler. I rapporten presenteres en analyse av el-bilens konkurranseevne, jf. figuren til venstre. Analysen viser at batterikostnadene må ned fra dagens nivå eller at en må ha et stort kjørebehov for at el-bilen skal være konkurransedyktig uten støtteordninger. I analysen er det ikke tatt hensyn til støtteordninger som for eksempel avgiftsfritak og reduserte bomavgifter.

Begge scenarioene som beskrives i rapporten tilsier økt etterspørsel etter materialer og råvarer som er nødvendige for å produsere bilene. Det pekes på at tilgang på kobolt og lithium som brukes i batteriene kan bli en utfordring. Selv dersom en lykkes i å betydelig redusere batterienes koboltintensitet, antas tilgangen på råvaren å kunne bli et hinder for å redusere kostnadene på batteriene.

Behovet for ladestasjoner følger antall elbiler i omløp og det er forventet en omfattende utbygging av ladestasjoner i tiden framover. Behovet for offentlig tilgjengelige ladestasjoner varierer antagelig en del fra land til land og hvor lett det er å lade i hjemmet. Anbefalinger fra EU sier at det bør være en offentlig tilgjengelig ladestasjon for hver tiende bil. I Norge i dag er det nesten dobbelt så mange biler per ladestasjon.

Klima- og miljøgevinstene av el-biler er et diskutert tema. Når det gjelder lokal miljøpåvirkning og luftkvalitet har el-bilen åpenbare fortrinn ved lav støy og ingen utslipp. El-biler gir en klimagassgevinst ved at de er vesentlig mer energieffektive i forhold til tradisjonelle biler. Det er likevel klimagasser forbundet med el-biler gjennom strømproduksjonen. Høy karbonintensitet i kraftproduksjonen gir høye klimagassutslipp og motsatt dersom kraften kommer fra fornybare kilder.

I rapporten vises det til studier (well to wheel) i 2015 for Europa hvor elektriske biler hadde henholdsvis 50 % og 40 % lavere klimagassutslipp enn bensin- og dieselbiler. Tas det hensyn til produksjonen av bilene blir klimagassreduksjonen på om lag 30 %. Gevinsten vil være lavere i USA og Japan hvor kraftgenereringen er mer karbonintensiv, og den kan bli negativ i land som har den mest karbonintensive kraftproduksjonen.

I rapporten er det gjort forsøk på å beregne klimagassgevinster i de to el-bil scenarioene. I analysen vises hva utslippen ville vært dersom el-bilene hadde vært tradisjonelle biler. Deretter vises utslippene som implisitt kommer fra el-bilene gjennom kraftproduksjon. Denne er vist i to profiler, en med antagelser om dekarborisering av kraftsektoren og en uten dekarbonisering, jf. figur nedenfor.  Antagelser om fremtidig dekarbonisering av kraftproduksjonen blir derfor sentralt i analysen. Her er det valgt antagelser fra IEAs World Energy Outlooks. For New Policy Scenarioet for el-bil ligger tilsvarende scenario for kraftproduksjon til grunn og for EV30@30 ligger WEOs Sustainable Development Scenario til grunn.