Logga in på Dagens Nyheter

Här kan du som DN-kund logga in för obegränsad läsning av DN.se, e-DN och DN.Prio.

Med ett gratiskonto kan du följa skribenter och ämnen samt bokmärka artiklar.

DN Debatt

”Rena elbilar inte bästa alternativet för miljön”

Satsa på hybriden. De batterier som finns i dag är inte tillräckligt bra för att effektivt driva en bil enbart med el. I ett miljöperspektiv är det därför bättre att utveckla hybridbilen, som drivs med både el- och bensinmotor. Hybriden minskar koldioxidutsläppen medan en ren elbil skulle öka dem, skriver forskarna Dag Noréus och Johan Lindström.

Elbilen har varit en dröm sedan bilens barndom och den har alltid stupat på dåliga batterier. Problemet är att utvecklingen av elbilar som enbart drivs med batterier bromsar andra rimligare satsningar som totalt sett snabbare skulle ge minskade koldioxidutsläpp.

De laddbara batterierna är ännu inte tillräcklig bra och billiga för att vara rimliga alternativ. Forskningen har helt enkelt ännu inte nått fram till tillräckligt bra lösningar.

I stället bör vi satsa på hybridbilar som har både el- och bensinmotor. I dem krävs färre mindre batterier, vilket minskar behovet av sällsynta material. Dagens batterier klarar också den begränsade urladdningen i ett hybridfordon bättre.

Otaliga pressreleaser beskriver nya genombrott inom batteriutvecklingen. Men sanningen bakom är dystrare: Det tjugoåriga norska elbilsäventyret Think gick i konkurs förra året tillsammans med batteritillverkaren Ener1, som investerat i Think för att få en elbilskund. I juli gick batteriföretaget Valence Technology i konkurs efter 22 år.

Batteriföretaget A123 investerade i den amerikanska elbilstillverkaren Fisker för att få en elbilskund. Men när den amerikanska staten stoppade lånefinansieringen gick också A123 i konkurs.

Decenniers utveckling och miljarder i investerarkapital och skattemedel har inte gett något resultat. Men elbilar verkar ju så bra. De uppfanns 50 år före de bensindrivna. De är lättstartade, lättreglerade och tysta med snabb acceleration. De ger inga avgaser.

Vad är feltänkt?

Laddbara batterier kan jämföras med väder. Båda är kaotiska system. När batterier belastas uppstår oönskade, komplicerat kopplade och dåligt förstådda parasitreaktioner som får batteriet att spåra ur vid upprepade urladdningar. För att bromsa den kaotiska utvecklingen måste föroreningar och ojämnheter minimeras. Därför måste litiumbatterierna tillverkas i renrum av arbetare i skyddsdräkter. De extrema kvalitetskraven ger mycket höga kostnader.

Om batterier helt ska laddas upp och ur är det svårt att nå en lång livslängd. Efter några år med ett par laddningar i veckan upptäcker de flesta mobil- och datoranvändare att batteriet försämrats. Detta fastän mobilbatteriet bara består av en litiumcell som övervakas elektroniskt för bästa prestanda och säkerhet.

Den korta livslängden har liten betydelse då vi ofta byter modell. I elbilar kopplas många celler ihop. Alla ska vara lika, arbeta vid samma inte för höga temperatur och åldras lika för att gå i takt när batteriet laddas upp och ur. Det blir svårt att nå tio år.

Med början i de varma amerikanska delstaterna Arizona och Texas rapporterar ett hundratal ägare av elbilen Nissan Leaf redan försämrad batterikapacitet. Det stora elbussprojektet i Kinas huvudstad Peking bromsas för att batterierna bara klarade två till tre år och det blir för dyrt att byta så ofta.

I hybridbilen sparas uppemot hälften av bränslet genom att återvinna bromsenergin och undvika arbetsområden där förbränningsmotorn har låg verkningsgrad. Här belastas batteriet inte på samma sätt. Liksom ett startbatteri i en bil används batteriet en kort tid, varefter det laddas igen.

Trots dessa gynnsammare förutsättningar lyckades framgångsrika Toyota med nöd och näppe nå godtagbar livslängd på batteriet i sin hybridbil Prius. Man valde batteriet NiMH, vars kemi är enkel och robust. Prius utvecklades mer för att passa batteriets prestanda än tvärtom – och Toyota lärde sig att batterier faktiskt är rätt usla bilkomponenter.

I projekt mellan biltillverkare och batteri­entreprenörer verkar annars batteriets brister inte komma i dagen förrän det är för sent. En GM-ingenjör myntade uttrycket ’liar, liar, batterysupplier’ vilket visar på fordons- och batteriutvecklares svårighet att förstå varandra.

Prius popularitet förvånade Toyotas ingenjörer. Bensinpriset då bilen utvecklades gjorde inte att den skulle betala sig, trots ett avsiktligt lågt försäljningspris. Efterfrågan var stor men vinsten dålig. Leveranstiderna blev långa med hänvisning till batteribrist.

Men kunderna kom till bilhallarna ändå. Toyota blev världsledande. Inte på grund av antalet Prius som såldes, utan på grund av den ”gröna aura” som skapades. Konkurrenterna chockades och började intressera sig för elbilar. Möjligheten att få en grön aura lockar tyvärr också politiker att bidra med skattemedel och supermiljöbilspremier, en utveckling som leder in i en återvändsgränd.

En elbil kräver ett tio till tjugo gånger större och dyrare batteri än en hybrid. Dessa batterier skulle göra större nytta i tio till tjugo hybridbilar som tillsammans sparar fem till tio gånger mer bränsle än en enda elbil.

Förutom kvalitetsproblem har de flesta batterier ett högt koboltinnehåll för att få bra prestanda. Redan nu går hälften av all kobolt till batterier i laptopdatorer och mobiltelefoner. Hälften av all kobolt bryts, inte utan sociala konsekvenser, i Kongo, där hälften av världens koboltreserv finns.

Elbilar ökar koldioxidutsläppen, mest för att tillgången på batterier till hybrider begränsas. Men även vid kolkraftverken i den globala elproduktionen ökar utsläppen. Vatten-, vind- och solkraft som har den lägsta marginalkostnaden är alltid först in på elnätet. När de inte räcker för att ladda elbilarna startas kolkraften. Denna marginaleffekt gör i dag att en elbil släpper ut mer koldioxid än en hybrid.

Prius blev i år den tredje mest sålda bilen. Batteriet har minskats för att sänka kostnaden, ändå är det dubbelt så dyrt som förbränningsmotorn. Det är dumt att slösa dyra batterier i elbilar. De gör mer nytta i hybrider, som sparar fossilt bränsle samtidigt som vi utvecklar batteriet.

För att utveckla bränslesnålare fordon behövs utbildning i elektrokemi, som bättre belyser batteriers brister. Det hjälper även batterientreprenörer att undvika orealistiska drömmar. Grundforskning behövs för att förstå batteriers parasitreaktioner och finna tillgängligare material.

Grundforskning behövs också för att förbättra bränslecellen. Med en sådan i en hybrid får vi till sist den efterlängtade elbilen. Bränslecellen innehåller dyra material, men i liten mängd jämfört med elbilsbatteriet.

Dag Noréus, Professor i kemi, Stockholms universitet
Johan Lindström, Expertingenjör hybridsystemutveckling