Slutet för fossilbilen? Så blir elbilen klimatkung

Men för att förstå var elbilen står klimatmässigt i dag och vad som krävs för att den ska infria sin gröna potential ska vi räkna på dess utsläpp av koldioxid.

Batterier med lägre klimatavtryck

Elbilen drivs av elektricitet, vilket innebär att den inte släpper ut några avgaser. Trots det rasar en debatt om elbilarnas verkliga klimatnytta i jämförelse med fossilbilar. Anledningen till det är batterierna, som i dag tillverkas av flera olika metaller, vars utvinning belastar klimatet. Men hur mycket talar vi om?

Två av de populäraste bilarna i vardera kategori är Tesla Model 3 och Volkswagen Passat.

Utan batteriet orsakar produktionen av Passaten och Teslan ungefär lika stora utsläpp, cirka tio ton koldioxid. Med batteriet kommer dock Teslan upp i cirka 19 ton.

I det här skedet leder alltså fossilbilen fortfarande klimatmässigt. Nya, renare batterityper är emellertid på väg.

Redan nu använder flera tillverkare litiumjärnfosfatbatterier, i vilka kobolt inte används, ett grundämne som huvudsakligen utvinns med hjälp av fossila energikällor och medför stora koldioxidutsläpp.

Samtidigt arbetar forskare med utveckling av så kallade litiumsvavelbatterier, som kommer att göra det möjligt att ytterligare få ner batteriernas vikt och storlek och på så vis minska utsläppen vid tillverkningen.

Det stora genombrottet skulle emellertid vara att helt och hållet ersätta det klimatbelastande litiumet med ett annat ämne, och då kan faktiskt helt vanligt bordssalt vara en kandidat.

Forskare vid det amerikanska energiministeriet har testat ett batteri där natriumjoner – som dem vi känner till från natriumklorid, vanligt bordssalt – i stället för litiumjoner rör sig från batteriets ena pol till den andra och på så vis genererar el.

Försöket visade att natrium snart kommer att kunna ingå i batterier med samma energitäthet som litium. Natrium är dessutom potentiellt mer hållbart över tid och motståndskraftigt mot värme, så att batteriet inte kan självantända, vilket har visat sig vara någonting som kan drabba elbilar.

Om man lyckas ersätta litium med lättillgängliga ämnen som salt öppnas dörren för en ny generation elbilar, som skulle rulla ut ur fabriken utan ett större klimatavtryck än fossilbilarna.

Elmotorn är effektivare

Elbilen släpper knappt ut någon koldioxid alls under körningen, men elen som den använder behöver produceras och distribueras.

Det är följaktligen viktigt varifrån elen kommer. Om elen till en Tesla Model 3 kommer från ett äldre, koleldat kraftverk orsakar produktionen av en enda kilowattimme ett utsläpp som motsvarar cirka ett kilo koldioxid. Om elen i stället kommer från vind- eller vattenkraft släpps det i dag ut elva–tolv gram koldioxid per kilowattimme som bilen förbrukar.

Det är ungefär en trettiondel av den mängd koldioxid som en Volkswagen Passat släpper ut per kilowattimmes energi till motorn. I takt med att världens energiproduktion går över till hållbara energikällor som vatten, vind och sol blir alltså elbilen alltmer klimatvänlig i den totala räkenskapen.

En del av en elbils klimatbelastning utgörs av el som går förlorad längs vägen, från källan till bilen. Nu håller dock ingenjörerna på att utveckla ny laddningsteknik som ska minimera energiförlusten.

Dagens snabbaste laddare har en separat enhet som omvandlar el från nätet till 480 volt, som själva laddningsenheten överför till bilen. Tillsammans väger dessa enheter vanligen över ett ton, och vid laddningen går i genomsnitt cirka sju procent av energin förlorad. Forskare vid North Carolina State University i USA är emellertid i färd med att utveckla laddningstekniken medium-voltage fast charging (MVFC), som samlar, omvandlar och laddar i en enhet som inte väger mer än 100 kilo och där endast 2,5 procent av energin går förlorad i form av värme.

När elen väl har kommit in i elbilen råder det inga tvivel om elbilens förtjänster. Elmotorn är extremt effektiv, bland annat för att den har få rörliga delar jämfört med en förbränningsmotor. Hela 94 procent av den energi som motorn använder går direkt till att driva hjulen. Det innebär att endast sex procent går förlorad i form av värme. En Volkswagen Passat förlorar hela 60 procent av energin i dieseln som den förbränner.

När en elbil rullar på vägen slår den kort sagt redan i dag vilken fossilbil som helst när det gäller det totala koldioxidutsläppet.

Men vad händer när elbilen är utsliten och batteriet inte orkar mer? Låt oss ta en titt på klimaträkenskapens sista del.

Batterier återvinns i allt större omfattning

När bilarna har kört i några år drar elbilen ifrån sin fossila kusin alltmer.

Efter tio års användning och 20 000 mils körning är det totala koldioxidutsläppet från Passaten 44 ton, medan den för Teslan är 29 ton, drygt 33 procent mindre.

Den här beräkningen skulle dessutom sannolikt se väldigt annorlunda ut för en elbil som rullar ut ur fabriken i år. Hållbar energi är på kraftig tillväxt och utsläppen från elproduktion kommer att minska i takt med att uttjänta kolkraftverk ersätts av vindkraftverk och solceller.

Även på en annan öm punkt för elbilen, återanvändning, talar utvecklingen för elbilen. Batteriet och dess dyrbara metaller hamnar nämligen inte bara på soptippen, som många påstår.

Faktum är att mycket kan återvinnas. Litiumet i ett gammalt batteri kan till exempel utvinnas och användas på nytt. Ingenjörer mal batterier till småbitar, separerar litiumet från andra metaller på ett skakbord och löser upp det i vatten, som därefter filtreras bort. Slutprodukten blir ett pulver, litiumkarbonat, som kan användas i ett nytt batteri.

Enligt experter vid den amerikanska ideella organisationen Union of Concerned Scientists kan ett elbilsbatteri i dag återanvändas till 80 procent av sin ursprungliga kapacitet. Det innebär att ett nytt batteri med 100 kilowattimmars kapacitet sammanlagt kan leverera 80 kilowattimmar efter att ha använts i en elbil.

Forskare vid Worcester Polytechnic Institute i USA har nyligen utarbetat en metod där de isolerar ämnena i batteriets katod. Därefter tillsätter de noga uppmätta mängder av metaller för att hitta rätt förhållande ämnena emellan. Resultatet är batterier som i vissa fall faktiskt är effektivare än vanliga batterier på marknaden.

När metoder som denna får genomslag på marknaden kommer elbilen att ta ett stort steg mot att uppfylla sin gröna potential.

Framtiden ser dock ännu grönare ut – för varför inte återanvända hela bilen? Den tanken har en grupp studenter vid Eindhovens tekniska universitet i Nederländerna förverkligat i bilen Luca, som har tillverkats av enbart återanvänt material. Karossen består av lin och plast som samlats in i havet.

Interiören består av återanvänt hushållsavfall, medan utsidan har tillverkats av hårdplast från bland annat tv-apparater och vitvaror.

Bilen drivs av sex batterier som har tagits från skrotade bilar. Till och med färgen kommer från tidigare använt material.

Ett argument mot elbilar har länge varit att de är svåra att producera och skrota. Det ligger fortfarande en del i det påståendet, men utvecklingen går bara i en riktning: mot klimatvänliga batterier och fullständig återanvändning.

Och när vi når dit kan vi definitivt kalla elbilen för vägens obestridda klimatkung.