Slut med fossilbilen? Sådan bliver elbilen klimakonge

Men for at forstå, hvor elbilen står i klimaregnskabet i dag, og hvad der skal til, for at den indfrier sit grønne potentiale, tænder vi først en CO₂-lommeregner.

Batterier letter klimaaftrykket

Elbilen kører på strøm, og der er ingen udstødning. Alligevel raser der en hidsig debat om elbilernes reelle klimavenlighed sammenlignet med fossilbiler. Grunden er batterierne, der i dag fremstilles af en række metaller, som det ganske rigtigt belaster klimaet at udvinde. Men hvor meget?

To af de mest populære biler i hver sin kategori er en Tesla 3 og en Volkswagen Passat.

Uden batteriet koster produktionen af Passaten og Teslaen omtrent det samme, ca. ti tons CO₂. Med batteriet kommer Teslaen til gengæld op på samlet ca. 19 tons.

Her fører fossilbilen altså stadig i klimaregnskabet. Men der er nye, renere batterityper på vej.

Allerede nu bruger flere producenter litium-jernfosfat-batterier, som eliminerer behovet for kobolt, der i vid udstrækning bliver udvundet ved hjælp af fossile energikilder og derfor udleder store mængder CO₂.

Samtidig arbejder forskere på såkaldte litium-svovl-batterier, som vil gøre det muligt at reducere batteriernes vægt og størrelse betydeligt, så udledningen fra produktionen mindskes.

Men det store gennembrud ville være helt at erstatte det relativt klimatunge litium med et andet stof – og her kan almindeligt bordsalt faktisk være et bud.

Forskere ved USA’s Department of Energy har testet et batteri, hvor natrium-ioner – ligesom dem, vi kender fra natriumklorid eller bordsalt – i stedet for litium-ioner flytter sig fra den ene pol af batteriet til den anden og dermed får strømmen til at løbe.

Forsøget viste, at natrium er tæt på at kunne indgå i batterier med samme energitæthed som litium. Samtidig er natrium potentielt mere langtidsholdbart og modstandsdygtigt over for varme, så batterier ikke kan selvantænde, hvilket ellers har vist sig som en væsentlig udfordring for elbiler.

Hvis det først lykkes at erstatte litium med lettilgængelige stoffer som salt, åbnes døren for en ny generation af elbiler, der ruller ud fra fabrikken uden et større klimaaftryk end fossilbilerne.

Elmotor vinder på effektivitet

Elbilen udleder stort set ingen CO₂, mens den kører, men strømmen, den bruger, skal produceres og distribueres.

Det er altså vigtigt, hvor strømmen stammer fra. Hvis strømmen til en Tesla 3 kommer fra et ældre, kulfyret kraftværk, forårsager produktionen af én kilowatt-time en udledning, som svarer til ca. ét kilo CO₂. Hvis strømmen derimod stammer fra vind- eller vandkraft, udledes der i dag omtrent 11-12 gram CO₂ pr. kilowatt-time, bilen forbruger.

Det er omtrent 1/30 af den mængde CO₂, en Volkswagen Passat udleder pr. kilowatt-times energi til motoren. I takt med at verdens energiproduktion skifter til vedvarende kilder som vand, vind og sol, bliver elbilen altså mere og mere klimavenlig i det samlede regnskab.

En del af en elbils klimabelastning skyldes strøm, der går tabt på vej fra kilden ud til bilen. Men nu er ingeniørerne ved at udvikle nye ladeteknologier, som mindsker energitabet så meget som muligt.

De hurtigste ladere i dag fungerer vha. en separat enhed, der omformer strøm fra nettet til 480 V, som selve ladeenheden sender over i bilen. Tilsammen vejer enhederne typisk over et ton, og omtrent syv procent af energien går i gennemsnit tabt under opladning. Men forskere ved North Carolina State University i USA er ved at udvikle ladeteknologien medium-voltage fast charging (MVFC), som samler, omformer og oplader i én enhed på blot 100 kilo, hvor kun 2,5 procent af energien tabes i form af varme.

Når strømmen først er kommet ind i elbilen, er der ingen tvivl om elbilens meritter. Dens motor er ekstremt effektiv, blandt andet fordi den sammenlignet med en forbrændingsmotor har meget få bevægelige dele. Hele 94 procent af energien, motoren bruger, går således direkte til fart i hjulene. Det vil altså sige, at seks procent går tabt i form af varme. En Volkswagen Passat taber hele 60 procent af energien i den diesel, den forbrænder.

Når en elbil ruller på vejen, slår den kort fortalt allerede i dag enhver fossilbil på samlet CO₂-udledning.

Men hvad så, når elbilen er slidt op, og batteriet ikke kan mere? Lad os se nærmere på den sidste del af klimaregnskabet.

Batterier bliver genanvendt mere og mere

Når bilerne har kørt i nogle år, trækker elbilen mere og mere fra sin fossile fætter.

Efter ti års brug og 200.000 km’s kørsel er den samlede CO2-udledning fra Passaten 44 tons, mens den for Teslaen er 29 tons – en besparelse på godt 33 procent.

Og regnestykket vil formentlig se radikalt anderledes ud for en elbil, der ruller ud af fabrikken i år. Vedvarende energi er i kraftig vækst, og udledningen fra elproduktion vil falde, efterhånden som vindmøller og solceller erstatter udtjente kulkraftværker.

Selv på et andet ømt punkt for elbilen, genanvendelse, går udviklingen kun i elbilens favør. Batteriet med dets dyrebare metaller ryger nemlig ikke bare på lossepladsen, som fordommen lyder.

Faktisk kan mange dele genbruges; for eksempel kan litium udvindes fra et gammelt batteri og bruges igen. Ingeniører kværner batterier til småstykker, sorterer litium fra andre metaller på et rystebord, opløser det i vand, som bliver filtreret og til sidst ender som pulveret litium-karbonat, som kan bruges i et nyt batteri.

Ifølge eksperter ved den amerikanske NGO Union of Concerned Scientists kan et elbilbatteri i dag genanvendes med 80 procent af den oprindelige kapacitet. Det vil altså sige, at et batteri, som fra ny har en kapacitet på 100 kilowatt-timer, samlet set vil kunne levere 80 kilowatt-timer, efter at det har udtjent sit arbejde i en elbil.

Forskere ved Worcester Polytechnic Institute i USA har for nylig opfundet en metode, hvor de isolerer stofferne i batteriets såkaldte katode. Herefter tilsætter de nøje afmålte mængder af de rette metaller for at ramme de rette forhold stofferne imellem. Resultatet er batterier, som i nogle tilfælde faktisk er mere effektive end almindelige batterier, der er på markedet.

Når metoder som denne slår igennem på markedet, vil elbilen tage et stort skridt mod at opfylde sit grønne potentiale.

Fremtiden ser dog endnu grønnere ud – for hvorfor ikke genanvende hele bilen? Den tanke har studerende ved Eindhovens tekniske universitet i Holland gjort til virkelighed med bilen Luca, hvor alt er fremstillet af genbrugsmateriale. Karrosseriet består af hørplantemateriale og plastik indsamlet i havet.

Interiøret består af genanvendt husholdningsaffald, mens det ydre er fremstillet af hård plastik fra for eksempel fjernsyn og hvidevarer.

Seks batterier indsamlet fra skrottede biler driver bilen frem. Selv farven stammer fra brugte materialer, ikke maling.

Et argument mod elbiler har længe været, at de var tunge at producere og skrotte. Det er der endnu en vis sandhed i, men udviklingen går kun én vej: mod klimavenlige batterier og fuld genanvendelse.

Og når vi når dertil, kan vi kalde elbilen for vejens ubestridte klimakonge.