Our website does not support Internet Explorer.

To get the best experience on our website and of our content, please use a more modern browser like Edge, Chrome, Safari or similar.

Elbilen ligger långt bak i klimatracet

Elbilar har rykte om sig att vara klimatsmarta, men studier av elbilens hela livslängd – från produktion till körning och skrotning – visar att de faktiskt ligger efter. Bensin- och ­dieselbilar har ett klart ­försprång.

EL Engineering ltd.

Bilen rör sig nästan ljudlöst på vägen innan den snabbt accelererar. Avsaknaden av avgaser ger föraren ett rent klimat­samvete.

Så låter ofta säljsnacket för elfordon, och enligt många experter vinner elbilen också klimatracet på vägarna i konkurrens med bensin-, ­diesel- och hybridbilar.

Flera forskare har dock tittat närmare på hur klimat­räkenskapen egentligen ser ut när alla faktorer tas med i beräkningen. Det ger ett lite annorlunda resultat.

En av dessa forskare är ingenjören James Dixon, som till vardags arbetar på Environmental Change Institute vid Oxford University i England.

Han har studerat olika fordonstypers totala utsläpp av koldioxid i förhållande till hela livslängden, en så kallad livscykelanalys, som omfattar allt från tillverkning till körning och skrotning.

Den visar – något förvånande – att de gamla hederliga bensin- och dieselbilarna faktiskt är det mest miljövänliga valet innan de kommer ut på vägarna.

Gröna fabriker på väg

Enligt James Dixon varierar resultatet av livscykelanalysen rejält från modell till modell, även bland elbilarna.

Hans beräkningar visar att en rad olika faktorer – bland annat storleken på batteriet och huruvida elen som används vid laddningen kommer från gröna eller svarta energikällor – påverkar de totala koldioxidutsläppen.

Vilket slutresultatet än blir har elbilarna det gemensamt att produktionen av dem medför betydligt större utsläpp av koldioxid än exempelvis bensinbilar.

Siffror från den brittiska organisationen Low Carbon Vehicle Partnership visar att produktionen av en elbil i genomsnitt medför utsläpp på närmare nio ton koldioxid, medan motsvarande siffra för bensinbilar är cirka 5,5 ton.

© ken ikeda madsen / Shutterstock

Elbilens väg från ­fabrik till skrot

Elbilar ligger efter i koldioxidräkenskapen redan ­innan de lämnar fabriken, men de hämtar in det på vägarna. Hur lång tid det tar beror på om batteriet ­laddas med grön eller svart energi.

  • Batteriet är en klimatbov

    Eftersom det krävs stora mängder ­energi för att tillverka batteriet har elbilar ungefär dubbelt så stort klimatavtryck som fossildrivna bilar redan innan bilen lämnar fabriken. Beräkningar visar att cirka
    40 procent av elbilars koldioxidförbrukning kommer från batteriproduktion, medan exempelvis 20-25 procent kommer från stål och aluminium.

  • Grön eller svart el blir avgörande

    Det sämre utgångsläget tas igen under ­körningen. Hur snabbt det går beror på om elen som används för att ladda batteriet kommer från hållbara energikällor eller från kolkraft. Enligt den tyska bilägarorganisationen Adacs ­beräkning hinner elbilen ifatt bensinbilen efter 3 750 mil med grön el och efter 12 750 mil på svart el.

  • Material återanvänds

    Efter cirka 20 000 mil på vägarna är bilarna skrotfärdiga. Vid det laget har elbilen passerat dieselbilen med cirka fem ton ­mindre koldioxid-avtryck. Plast, metall och glas återanvänds från de olika bilarna, men utöver det arbetar forskarna med att kunna återanvända det mesta av kopparn, kobolten och litiumet i elbilarnas batterier.

Den höga siffran för elbilen beror framför allt på batteripaketet, som består av litiumjon-batterier. De innehåller råämnen som koppar, kobolt och nickel, som måste blandas för att kunna leda ström.

I synnerhet tillverkningen av den ena av battericellernas två elektroder, minuspolen (eller katoden), kräver stora mängder el.

Processen går till så att nickel, mangan och kobolt värms upp till över tusen grader i drygt tolv timmar, detta för att materialen ska omvandlas och binda till ett pulver som används i katoden.

Denna metod, kalcinering, är huvudorsaken till att produktionen av elbilar medför stora koldioxidutsläpp. Volkswagen bedömer till exempel att batterierna utgör cirka 40 procent av koldioxid­utsläppen vid produktionen av deras elbilar.

© EL Engineering ltd.

Elbil

Elfordon har bara en växel, ­accelererar snabbt och är i princip ljudlösa.

Fördelar: Inga avgaser.
Nackdelar: Produktionen av batteriet skadar klimatet och miljön. Det tar lång tid att ladda batteriet

Enligt planerna ska nya batterifabriker som Teslas Gigafactory i Nevada, USA, kunna framställa litiumjonbatterier till elbilar drivna av el från hållbara energikällor, allt för att produktionens koldioxidutsläpp ska nå ner till noll.

Men innan den klimatvänliga produktionen av elbilsbatterier kan ske i stor skala tvingas elbilsägarna acceptera att deras fordon har ett sämre utgångsläge i klimat­räkenskapen än diesel- och bensin-bilar.

Samtidigt går utvinningen av materialen till elbilarnas batterier ofta hårt åt miljön. Ett exempel på det är litium, som utvinns i stora vattenreservoarer i Kina och Sydamerika i en process som kräver enorma mängder vatten.

Enligt professor Jeff Dahn vid institutionen för kemi vid Dalhousie University i Kanada behövs normalt över sju kilo litium till en elbil, och forskarna uppskattar att det går åt närmare två miljoner liter vatten för varje kilo litium som utvinns.

Elbilen vinner i det långa loppet

Ju längre en elbil kör, desto mer tippar räkenskapen över i elbilens favör. Bensin­bilar är byggda och fungerar på ett helt annat sätt än elbilar.

I den klassiska förbränningsmotorn blandas bensin med luft i en förgasare innan den sugs in i cylindrarna. Där utsätts blandningen för tryck och an­tänds av en gnista från ett tändstift.

Den explosion av energi som uppstår får motorns axel att rotera. En förbränningsmotor måste därmed öka energiutvecklingen innan den kan leverera maximalt.

I en elbil lagras elektrisk energi i batteripaket och får motorns axel att vridas genom elektromagnetisk kraft.

En elbil utvinner elen direkt och har därmed mer energi från första början.

© EL Engineering ltd.

Bensinbil

Fossildrivna bilar har en ­förbränningsmotor som måste ­växlas upp för att kunna köra fort.

Fördelar: Snabb tankning. Bättre räckvidd. Större urval.

Nackdelar: Släpper ut koldioxid och förorenar på vägarna. Bullrar mer.

Eftersom ett elfordon inte släpper ut någon koldioxid vid körningen är det bara en tidsfråga innan fossilbilens koldioxid­avtryck överstiger elbilens koldioxidavtryck.

Forskarna kan dock inte ange det exakta antalet kilometer då detta sker. Professor Jeremy Michalek, som är chef för Vehicle Electrification Group vid Carnegie Mellon University i USA, har forskat på de faktorer som påverkar elbilars klimaträkenskaper vid körning och jämfört dem med hybrid-, bensin- och dieselbilar.

Gruppens resultat visar att körmönster, regional elproduktion, klimat och bilens utformning är faktorer som påverkar klimatavtrycket.

Lägst utsläpp av koldioxid uppnås om elbilarna kör i en stad i ett milt klimat med antingen ingen eller bara lite kol i elproduktionen.

Svart el ökar klimatavtrycket

År 2019 publicerade den tyska bilägarorganisationen Adac en studie som visade att elbilarnas klimatvänlighet i hög grad beror på hur elen produceras.

Med el från hundra procent hållbar energi (grön el) blir elbilen klimatvänligare än en motsvarande dieseldriven bil redan efter 4 050 mil på vägarna, medan det först sker efter 21 900 mil om elen produceras med en stor andel kol (svart el).

För bensinbilar är siffrorna 3 750 respektive 12 750 mil. Därmed är det inte helt lätt att svara på frågan om elbilar är klimatvänliga, men det blir något enklare om det begränsas till EU-länderna.

”Baserat på analyser av utsläpp är svaret i allmänhet ja”, säger James Dixon, som under­stryker att beräkningen av bilens tillverkning, däribland batteriet, inte ingår.

Hans beräkningar får stöd av forskning som gjordes vid EU-kommissionens forskningscentrum år 2018. Den visar att utsläppen av växthusgaser från elbilar har minskat med i genomsnitt 50–60 procent i EU:s 27 medlemsländer jämfört med fossildrivna bilar.

Är det då en Hyundai Ioniq, en Nissan Leaf eller någon annan elbil som är klimatvänligast att köpa år 2020? Eftersom det är så många faktorer som påverkar det totala koldioxidutsläppet kan forskarna fortfarande inte ge något entydigt svar på den frågan.

Nissan Leafs demonstrationsmodell visar elbilens ljudlösa motor och batterier.

© nissan

Enligt professorn och maskiningenjören Jeremy Michalek påverkas klimaträkenskapen i hög grad av vad som sker när tusentals elbilar ansluts till laddningsstationerna.

Det går nämligen inte att öka produktionen av sol- eller vindenergi för att ge mer el till elbilar på samma sätt som det går att öka ett kolkraftverks elproduktion.

Det finns med and­ra ord gränser för hur mycket energi varje vindkraftverk kan utvinna ur vinden.

Därför kräver en helt igenom grön el tekniker för att lagra överskottsel från sol och vind, så att den kan användas vid andra tidpunkter. Den tekniken finns ännu inte.

Förbättringar av tekniken bakom litiumjonbatterierna kan dock vara på gång, vilket kommer att ge batteriet både längre räckvidd och livslängd.

Ett av de mest hoppingivande försöken är att tillföra kisel, som används i datorchip, till batteriets andra elektrod (anoden) som i dag oftast framställs av kol.

BMW samarbetar med företaget Sila Nano om att tillverka litiumjonbatterier med kiselanoder. Det kan enligt Sila Nano öka kapaciteten med minst 20 procent, eftersom kisel binder större mängder litiumjoner än kol och därmed ökar batteriets kapacitet.

Enligt Sila Nano kräver kiselmaterialet inga större föränd­ringar av produktionen av batterierna då det tillsätts i samband med den normala framställningen av anoden.

Samtidigt kan anoden göras mindre, vilket innebär att det går fortare att ladda batteriet.

Bilar ska laddas på tio minuter

Batterierna i redan existerande elbilar kan också göras mer miljövänliga genom att man ökar återanvändningen av de olika materialen i dem.

Med tanke på att det i dag inte finns särskilt många skrot­färdiga elbilar är återvinningen för dyr. Med en förväntad livslängd på åtta–tio år dröjer det dock inte länge förrän det kan löna sig att återvinna exempelvis litium ur gamla batterier.

Forskare vid Norges teknisk-naturvetenskapliga universitet i Trondheim planerar att återvinna allt litium i elbilsbatterier genom metoden hydro­metallurgi.

I detta syfte ska man bygga en anläggning år 2027, som förutom litium även kan återvinna annat i elbilsbatterier, till exempel nickel och kobolt.

Dessutom arbetar flera batteritillverkare med att uppfinna katodmaterial som helt eller delvis kan ersätta kobolt för att minimera använd­ningen av det grå, silverglänsande grund­ämnet i batteriproduktionen.

Batteriet är värsta klimatboven

Kobolt, nickel, mangan och litium är några av de miljöskadliga ämnen som bland ­annat värms upp till cirka tusen grader för att få fram material till batterier. ­Processen bidrar till att elbilsbatterierna belastar klimatet.

ken ikeda madsen / Shutterstock

Råämnen omvandlas

Material som nickel, mangan och ­kobolt omvandlas till salter, som ­tillsätts till en bas. De fälls ut till ett material som torkas. Forskarna arbetar med att fasa ut framför allt kobolt ur denna ­produktion, men materialet används ­fortfarande vid ­framställning av litiumjon­batterier (som är vanligast i elbilar).

ken ikeda madsen / Shutterstock

Ugn värmer upp material

Nästa steg är en så kallad ­kalcineringsugn. Nickel, mangan och kobolt blandas med litiumkarbonat och fylls sedan på i brickor som transporteras genom en ugn. Blandningen värms upp till ­tusen grader i drygt tolv timmar, under vilka brickorna normalt passerar i två lager och tre–fyra stycken intill varandra. Resultatet blir litium-nickel-manganoxid.

ken ikeda madsen / Shutterstock

Blandning blir till tunn gröt

Litium-nickel-manganoxid blandas med så kallad kimrök, som är en bra ledare. Det förs över på kopparfolie (den negativa elektroden) och aluminiumfolie (den positiva elektroden) på stora rullar och i ett mycket tunt lager genom att en kniv dras över det. Därefter torkas det vid 100–120 grader.

ken ikeda madsen / Shutterstock

Cellerna monteras

Elektroderna skärs sedan ut i lagom stora delar, antingen i långa band (till cylindriska batterier) eller i form av ark som staplas på varandra. Elektrolyter hälls på. Därefter förseglas batterierna och ­kontrolleras genom att de laddas och laddas ur flera gånger. Energin används smart på så sätt att energin som används vid laddning kommer från andra celler som laddats ur.

ken ikeda madsen / Shutterstock

Elbilarna kan även anpassas till att laddas vid tidpunkter på dygnet då det är låg belastning, enligt James Dixon.

I Storbritannien står en bil normalt parkerad 96 procent av tiden, vilket gör det möjligt att utnyttja sol- och vindenergi på ett bättre sätt.

Laddningen av elbilarna kan göras mer flexibel genom att man flyttar efterfrågan på el till tidpunkter då det finns ett överskott från hållbara energikällor som vind och sol.

Då kan elbilarna bidra till att utnyttja den typen av energikällor på ett bättre sätt. Laddningen är en annan nackdel med elbilarna. Medan en bensin- eller diesel­bil kan tankas på ett kick tar det enligt den danska elbilsföreningen FDEL cirka en halvtimme att ladda en elbil för 30 mils körning.

Men det håller på att förändras. Forskare vid Penn State University i USA har utvecklat en metod som gör att det bara tar tio minuter att ladda batteriet för drygt 40 mils körning.

Därmed är det potentiellt inte bara elbilarnas snabba acceleration som framöver kommer att göra det intressant att investera i dessa tystgående och batteridrivna fordon.

Läs också:

Batterier

MYT ELLER FAKTA: Är elbilar VERKLIGEN bättre för miljön?

4 minuter
Tesla Model 3
Teknik

Tesla gör elbilen tillgänglig för alla

0 minuter
Bilar

Ny teknik revolutionerar elbilen

2 minuter

Logga in

Ogiltig e-postadress
Lösenord behövs
Visa Dölj

Redan prenumerant? Prenumererar du redan på tidningen? Klicka här

Ny användare? Få åtkomst nu!

Nollställ lösenord.

Skriv in din e-postadress, så skickar vi anvisningar om hur du återställer ditt lösenord.
Ogiltig e-postadress

Kontrollera din e-post

Vi har skickat ett e-postmeddelande till med instruktioner om hur du återställer ditt lösenord. Kontrollera ditt skräppostfilter om meddelandet inte har kommit.

Uppge nytt lösenord.

Skriv in ett nytt lösenord. Lösenordet måste ha minst 6 tecken. När du har upprättat ditt lösenord blir du ombedd att logga in.

Lösenord behövs
Visa Dölj