Er elbilen en miljøbløff?

Batteriteknologien blir stadig bedre og dermed øker rekkevidden for elbiler stadig. Det betyr at elbilen i økende grad vil kunne konkurrere med diesel- og bensinbiler.

I fremtiden vil energiproduksjon fra hydrogen kunne gjøre sitt inntog i elbilene og løse rekkeviddeproblematikken. Samtidig er det lite trolig at man kan gjøre bensin- og dieselbiler særlig mer effektive enn de er i dag, selv om vi fremdeles klarer å presse ned karbondioksidutslippet noe blant annet ved å lage motorer med turbo og mindre slagvolum.

Det er kanskje ikke så vanskelig å forestille seg at stempelmotoren rett og slett utkonkurreres.

Høres kanskje kjent ut, men det store bildet er langt mer komplekst.

Artikkelen er publisert i samarbeid med Vi Menn. Den sto opprinnelig  på trykk i Vi Menn Bil uke 17 2017. Du finner alle bladene på vimennpluss.no.

Mindre CO2 og NOx

Norge er verdensledende på elbiler, med det høyeste antallet i verden per innbygger, og vi er ikke alene om lokkemidler for å lokke kjøpere til å handle elektriske biler.

Det er ventet at andelen elbiler vil nå to prosent innen år 2020 og 16 til 42 prosent innen 2050, avhengig av prisutviklingen på olje og batterier.

Miljøvennlig, mener mange. En statsfinansiert miljøbløff, mener andre.

Hvem har egentlig rett?

Et mye diskutert tema er om utslippet av karbondioksid (CO2) faktisk vil reduseres ved en overgang til elektriske biler.

En japansk studie publisert i The international journal of life cycle assessment i 2000 konkluderte med at elbiler fører til redusert utslipp av karbondioksid, og en studie fra Norges teknisk-vitenskapelige universitet (NTNU) fra 2013 publisert i Journal of industrial ecology fant ut at potensialet for global oppvarming reduseres med 20-24 og 10-14 prosent i forhold til henholdsvis bensin- og dieselbiler hvis bilene vrakes etter 150.000 kjørte kilometer og lades fra europeiske strømnett.

Dersom bilene ruller og går i gjennomsnittlig 200.000 kilometer reduseres potensialet til global oppvarming med 27-29 og 17-20 prosent ved bruk av elbiler sammenlignet med henholdsvis bensin- og dieselbiler.

I Norge er praktisk talt all energi fornybar, men andre steder i verden forbrenner man for eksempel kull for å generere energi. Slik energiproduksjon avgir mange ulike giftige gasser og partikler, som for eksempel nitrogenoksider.

Kraftverkene er imidlertid vanligvis plassert utenfor byer hvor færre lunger puster inn luften. I en utredning for Colorado i USA, hvor kullkraft er den suverent største energikilden, fant man ut at påvirkningen fra nitrogenoksider totalt sett vil bli lavere hvis elbiler hadde utgjort 30 prosent av bilparken.

Dersom vi tar i bruk biodrivstoff vil partikkelutslippet bli vesentlig mindre, men å bruke matjord og ikke minst avskoget regnskog til å produsere drivstoff i stor skala er ikke problemfritt. Tvert imot er det mye som tyder på at konvensjonell produksjonen av biodrivstoff ikke er bærekraftig. Å produsere for eksempel raps for biodrivstoff krever enorme jordbruksarealer.

Du vil stadig oftere få høre om «avansert biodrivstoff», også kalt «fremtidens biodrivstoff». Det dreier seg om å fremstille biobrensel av rester og avfall, fra næringsmiddelindustri, landbruk eller skogbruk.

Elbilproduksjonen forurenser

For at vi skal kunne kjøre elbiler, må bilene først produseres. Utslippene av CO2-ekvivalenter forbundet med produksjonen av elbiler er dobbelt så høye som for diesel- og bensinbiler ifølge studien fra NTNU, noe som først og fremst skyldes batteriproduksjonen.

Dette betyr at du i praksis slipper ut totalt 206 gram CO2-ekvivalenter per kilometer dersom du vraker bilen etter 150.000 kilometer, eller 165 gram per kilometer dersom bilen varer i 250.000 kilometer.

Tallene for bensindrevne biler er omlag 213 gram per kilometer for førstnevnte levetid eller 265 gram per kilometer for sistnevnte.

Hvis 50.000 biler i Norge hadde vært elbiler som ble ladet på en europeisk strømmiks, ville utslippet blitt to millioner tonn i løpet av bilens levetid på 250.000 kilometer, eller 133.000 tonn i året dersom bilistene kjører så mye som 16.000 kilometer per år.

Dette er mindre enn et hypotetisk utslipp fra 50.000 bensindrevne biler, som utgjør 3,3 millioner tonn i løpet av den samme levetiden eller 220.000 tonn i året.

Til sammenligning slipper cruiseskiptrafikken langs norskekysten ut 356.000 tonn karbondioksid årlig, ifølge et estimat fra 2005.

Christina Bu, generalsekretær i Norsk elbilforening, mener det er rom for forbedring med tanke på utslippet av karbondioksid. For eksempel kan det være mulig å produsere batteriene i Norge basert på elektrisk energi.

– Tesla satser nå på batterifabrikk basert på fornybar energi, og flere elbilprodusenter tenker i samme baner nå, sier Bu.

Batteriproduksjonen medfører en rekke problemer, inkludert utslipp av giftstoffer, overgjødsling av vannsystemer og betydelige inngrep og utslipp i gruvedriften for å skaffe til veie kobber og nikkel.

Og jo større batteri, desto større CO2-utslipp før bilen kommer på veien.

– Gruvedrift er ikke uproblematisk, men batteriene kan få et nytt liv som energilager. Dette er det nå kjempesatsing på. Brukte batterier er etterspurt i dag, slår Bu fast.

Like mye svevestøv fra veien

Dieselbiler er kjent for å slippe ut mer nitrogenoksider (NOx) enn bensinbiler, mens elbiler ikke slipper ut nitrogenoksider.

Denne avgassen kan forårsake blant annet bronkitt og astmaanfall. Av alle dødsfall forårsaket av luftforurensning, er halvparten knyttet til trafikkforurensning.

Det er derfor lett å tenke seg at elbilene har positive helseeffekter. Svevestøvet fra dekkene og veibanen slipper man likevel ikke unna.

Siden elbiler veier omtrent 24 prosent mer enn tilsvarende diesel- og bensinbiler, vil elbiler og ladbare hybridbiler trolig øke slitasjen på veiene.

Bu påpeker at kjøpere av elbiler velger mindre biler.

– Mens nordmenn generelt kjøper mellomstore til store familiebiler, er 80 prosent av elbilene av mindre bilklasser, sier Bu, men understreker at dette først og fremst gjelder i Norge og ikke nedover i Europa hvor de fleste velger mindre bilmodeller.

En fire år gammel studie fra International Energy Agency konkluderer med at svevestøvet totalt vil holde seg på samme nivå ved en overgang til elbiler. I denne studien er det lagt til grunn at svevestøvet fra veien øker lineært med bilens vekt, men dette har ikke blitt undersøkt i detalj.

Ståle Frydenlund, kommunikasjonsrådgiver i Norsk elbilforening, mener at et kjøretøy skal veie ganske mye før den ekstra vekten har noen betydning, og en Tesla veier for eksempel bare et halvt tonn mer enn en Passat.

– Med stadig større energitetthet per battericelle, vil også vekten holdes nede mens batteriytelsen øker. Den nye BMW i3 har fått økt ytelsen med 50 prosent uten at batteriets formfaktor er forandret. Vektøkningen er bare 43 kilo. Den nye e-Golfen har 30 prosent økt ytelse uten at batteriets formfaktor har blitt endret og uten av vekten har økt betydelig, forklarer Frydenlund.

At energien til elbilen leveres via strømnettet fører med seg flere fordeler.

Studier viser at redusert bruk av petroleumsbasert drivstoff gjør at det koster mindre å frakte energien. Infrastrukturen som frakter elektrisiteten eksisterer nemlig i all hovedsak fra før, og det er dyrere å transportere drivstoff omkring.

I tillegg blir det lettere å håndtere og beskatte utslippene når energien og forurensningen kommer fra sentraliserte elkraftverk, i stedet for at utslippene kommer fra over en milliard eksosrør rundt omkring i verden.

Mange utfordringer

Fordelene knyttet til det grønne skiftet i bilparken er mange, men utfordringene er kanskje også overraskende mange og ikke ubetydelige.

Når du kjøper en elbil har du allerede bidratt til store utslipp fra produksjonslinjen spesielt av batteriene, både når det gjelder karbondioksid, skadelige gasser og giftig avrenning med ekstra næringsstoffer som bidrar til overgjødsling.

I fremtiden kan man tenke seg at bedre deponisystemer, bedre håndtering av flottasjonsprosessene i utvinningen av kobber og nikkel og at bedre rensesystemer vil bøte på noe av dette. Men i skrivende stund er den storstilte produksjonen av batterier problematisk.

Elbilen fører også til krav om høyere elektrisitetsproduksjon, men det anses i det store bildet som en bedre klimaløsning enn petroleumsbiler.

Problemet med elektrisk energi er at den er vanskelig å lagre. I Norge kan vi til en viss grad lagre vann som kan gi energi bak demninger, men i all hovedsak må energien produseres samtidig som den brukes.

Når alle i nabolaget ditt kommer hjem klokken 16.30, setter bilen på lading, tar en varm dusj og setter stekeovnen og komfyren på for å tilberede middagen, må kraftproduksjonen tilpasses denne tiden av døgnet hvor forbruker er høyest.

Det har blitt gjort mange studier på smarte systemer som skal utjevne energibruken. Såkalte «smart grids» kan bidra til å løse problemet ved hjelp av en kontrollboks som vet hvor mye energi som brukes til enhver tid, enten lokalt i huset ditt eller over en større skala. Dersom man programmerer bilene til å lades når lite annen energi forbrukes, kan man redusere maksimum strømforbruk.

Redaktøren i Norsk elbilforening mener dette er et viktig område.

– Elbilene kan i praksis brukes til å utjevne belastningen på strømnettet ved å lades når det er god kapasitet tilgjengelig, sier Frydenlund.

I en studie av hybridbiler som kan lades fra strømnettet, fant man at dersom disse utgjorde 30 prosent av bilparken ville det kreve 1,5 ganger mer energi ved høyeste belastning.

Forskerne fant ut at det kan reduseres med 26 til 30 prosent ved en kontrollboks av den lokale varianten og ytterligere fire prosent dersom denne boksen også kunne kommunisert med omverdenen over internett.

Fossilt brennstoff

Å kjøre elbil i land som har nesten bare fossilt drevet elektrisitetsproduksjon er ikke nødvendigvis er noen god idé per i dag.

Hvor ren elbilen er, når vi holder den energikrevende produksjonen utenfor, vil i stor grad avhenge av kilden til strømmen. Dersom elbilen lades på en nordisk miks, kan regnestykket bli positivt.

Ifølge rapporten «Er norsk strøm «skitten»?» utarbeidet av ADAPT Consulting for Norsk Industri var den norske kraftproduksjonen på på 146 TWh i 2012, hvorav 99 prosent var fra fornybare kilder.

Det norske forbruket utgjorde samme år 128 TWh. Netto eksport utgjorde 18TWh. Strøm til norske elbiler er dermed i all hovedsak ren, selv om noe av ladingen på enkelte tidspunkter i løpet av året, som perioder om natten på vinteren, ikke er helt ren.

Men ifølge den såkalte varedeklarasjonen for 2015 fra Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) var 75 prosent av strømforbruket i Norge i 2015 fra fossil produksjon og atomkraft. Det rimer dårlig. Eller?

Forskjellen på opprinnelsen til kraft som er produsert i Norge (98 prosent fornybart) og kraft som er brukt i Norge (75 prosent fossil/kjernekraft) kommer av at strømmen ikke kan spores fysisk.

Norge er med i et europeisk sporingssystem basert på opprinnelsesgarantier. Dette skal gjør det mulig å «fordele» den fornybare kraften mellom kraftleverandører. Opprinnelsesgarantier forutsetter at all strøm flyter fritt i Europa. Fysikkens lover tilsier derimot at du får strømmen din fra nærmeste kraftverk. Kjøp av garantier endrer ikke på dette.

Det mangler ikke på kritiske røster når det gjelder opprinnelsesgarantier. Stein Lier-Hansen, administrerende direktør i Norsk Industri, har kalt det en «skrivebordsøvelse».

– Uansett opprinnelsesgaranti eller ikke, så er det fysikken som avgjør hvor kraften faktisk kommer fra, sier han til nettstedet europower.com.

Handel med opprinnelsesgarantier er først og fremst et finansielt marked. Formålet er gi kraftprodusenter en merinntekt og stimulere til økt fornybar kraftproduksjon.

Positive til elektrifisering

Hvis en produsent eller leverandør sier at elbilene deres er miljøvennlige, så er altså det en sannhet med modifikasjoner. Miljøfordelene ved å gå over til elbiler finnes, og mye tyder på at en global overgang til elbiler virkelig er mer miljøvennlig enn å fortsette å kjøre diesel- og bensinbiler.

En overgang til en elektrifisert bilpark innebærer likevel miljøutfordringer, men det synes å være potensiale til å gjøre elbilene enda mer miljøvennlige.

– Kun nullutslippsbiler i 2050

Importørene er også åpen for økt andel elbiler i Norge.

– Nybilsalget i 2025 er vanskelig å forutsi, og avhenger av teknologisk utvikling og avgiftssystemets utvikling. Norge kan ikke forby biler som er typegodkjent i Europa, men endringer i avgiftssystemet kan gjøre bilene mindre attraktive å kjøpe, forklarer Erik Andresen, direktør i Bilimportørenes Landsforening.

Han mener Norge må gå i takt med Europa, og at vi her til lands vanskelig kan ha helt andre målsettinger fordi bilprodusentene forholder seg til Europas og ikke Norges klimamål når de produserer biler.

– Den europeiske målsettingen er at nye biler solgt i 2021 skal ned til et gjennomsnittlig utslipp på 95 gram karbondioksid per kilometer, mens vi i Norge har en målsetting på 85 gram i 2020. Her er vi rimelig i takt med Europa, sier direktøren, som mener elektrisitet og etter hvert hydrogen vil være drivkraften bak lavere utslipp.

Andresen tror imidlertid at bensin- og dieselbiler vil være salgbare i lang tid fremover.

– Det vil skje utvikling på teknologisiden i alle type biler, men elektrifisering kommer helt klart til å øke i omgang og rekkevidden vil forbedres betydelig. Det vil gi en naturlig utvikling til en høyere andel ladbare biler, spår Andresen.

Vi skrur klokken enda lenger fremover. Vil det forsatt være salg av diesel- eller bensinbiler i 2050? Andresen er sikker i sin spådom.

– Nei, da er vi nok over på kun nullutslippsbiler for lenge siden.