OMEV Podd 8: Bilåtervinning

Chalmersforskaren Maria Ljunggren Söderman berättar om hur dagens bilåtervinningssystem fungerar och vilka trender som finns i dagens poddavsnitt. Vi har också en diskussion om elfordon och återvinning.
H84A4949
 
Argumentet för elfordon är ofta baserat på en önskan att minsta utsläpp av växthusgaser, men ett annat hållbarhetsproblem är tillgång till resurser som t ex knappa metaller.

Fortsätt läsa OMEV Podd 8: Bilåtervinning

Rapport om utsläpp från tunga dieselfordon samt de nya standarder för CO2 och tunga fordon i USA

Sammanfattning av rapport om kostnaden för att reducera emissioner för tunga fordon

skrivet av Martin Borgqvist (SP)

Utsläpp från tunga dieselfordon

Tunga dieseldrivna fordon stod 2010 för ca 80 % av globala utsläpp av kväveoxider (NOx) och partiklar (PM, även kallat sot) från vägtransporter. Dessa utsläpp orsakar hälsoproblem och bidrar till växthuseffekten. NOx bildas vid förbränning då kvävgas (N2) i luften oxideras vid hög förbränningstemperatur i motorn. PM bildas vid ofullständig förbränning i dieselmotorn. Även kolväten (HC) och kolmonoxid (CO) bildas vid ofullständig förbränning. Utsläppskraven tunga dieselfordon definieras i standarder, i Europa för närvarande Euro IV och i USA US 2010. Tidigare utsläppsstandarder är Euro I, II, III, IV samt V, respektive US 2004 och US 2007. På flera andra fordonsmarknader används ekvivalenta standarder till de som används i Europa och USA. Fortsätt läsa Rapport om utsläpp från tunga dieselfordon samt de nya standarder för CO2 och tunga fordon i USA

400 ingenjörer till Volvo Cars, Kinas krav på nya elbilstillverkare samt frostiga relationer Sydkorea och Kina

Igår beskrev Helena hur Kina håller på att lätta på sin JV-krav för elfordonsbranschen, samt att de stora sydkoreanska batteritillverkarna inte får sina celler certifierade i Kina. Det innebär att elfordon med deras celler inte får subventioner i Kina.

En del av förklaringen kan vara att relationen mellan Sydkorea och Kina är frostiga. Anledningen är bl a att Sydkorea tillsammans med USA vill installera ett anti-missil system i Sydkorea (THAAD) för att skydda sig mot Nordkoreas missiler. Kina anser att systemet är ett hot mot deras säkerhet och har valt att vara negativ till planerna [1-4].

Volvo Cars släppte igår nyheten att de ska rekrytera 400 ingenjörer bl a till deras arbete med elektrifiering.

Samt Kina planerar att begränsa antal nya elbilstillverkare i Kina. Fortsätt läsa 400 ingenjörer till Volvo Cars, Kinas krav på nya elbilstillverkare samt frostiga relationer Sydkorea och Kina

Kinas batterikrav – en boost av inhemsk cellproduktion?

skrivet av Helena Berg

Världens största batterimarknad börjar bli en stor utmaning för världens största batteriproducenter. Nu skrider Kina till verket med ännu två sätt att få fart på produktionen av både elfordon och batterier.

Kina är världens mest expansiva marknad för elfordon. Ifjol tillverkades 380.000 New Energy Vehicles (NEVs) i Kina. 2013 var denna siffra ’bara’ 17.000… [1]. Staten Kina pumpar in enorma mängder subventioner för att få fart för att nå målet med fem miljoner NEVs år 2020. Förra året uppgick subventionerna till ungefär 90 miljarder yuan (>110 miljarder kr) som gick till fordonstillverkare, elbilsköpare, batteritillverkare, utvecklare av laddstationer, m.fl. [1]. Fortsätt läsa Kinas batterikrav – en boost av inhemsk cellproduktion?

Scania lanserar nytt lastbilsprogram, samt en rapport om utvecklingen av autonoma lastbilar

Scania lanserar nytt lastbilsprogram, samt en rapport om utvecklingen av autonoma lastbilar

skrivet av Martin Borgqvist (SP)

Den 23 augusti lanserade Scania sitt nya lastbilsprogram [1] som är resultatet av 10 års utvecklingsarbete, 20 miljarder kr i utvecklingskostnader och mer än 1 miljon körda mil av provning och tester. Kärnan i det nya lastbilsprogrammet är att kunna erbjuda varje kund en helt optimal lösning baserat på deras transportuppdrag, genom förbättrad prestanda samt tjänster.

En lastbil är en produktionsenhet, ju bättre anpassad den är för sin uppgift desto bättre för åkaren. Åkeribranschen har ett fokus på kostnader; inköpspris och rörliga kostnader är såklart centrala i det, men om bilen är optimerad för uppgiften spelar också in. Scania använder Total Operating Economy (TOE) som mått på ekonomin för en lastbilsslösning. TOE skiljer sig mot det traditionella TCO (som baseras på kostnader), genom att åkarens intäktssida vägs in, dvs. hur ett transportuppdrag ersätts (per vikt, tid, levererad mängd, körda mil etc.) påverkar kalkylen. Fortsätt läsa Scania lanserar nytt lastbilsprogram, samt en rapport om utvecklingen av autonoma lastbilar

Bevakning av European SOFC & SOE Forum

skrivet av Jan Froitzheim, Jan-Erik Svensson, Hannes Falk Windisch (Chalmers)

Europas största SOFC och SOEC konferens, European SOFC & SOE Forum, hölls första juliveckan i den Schweiziska staden Luzern. Med 290 bidrag från mer än 30 länder och sex kontinenter var denna konferens återigen mycket välbesökt. Närvarande från Sverige var Chalmers Tekniska Högskola, Högskolan Väst och AB Sandvik Materials Technology.

Konferensens huvudfokus har traditionellt sett varit SOFC men i år kunde man se att SOEC teknologin nästan var lika stor. Framförallt visades det ofta upp att man kunde köra sina stackar i båda lägena (reversibel SOFC). Ett viktigt uttryck är ”Power-to-Gas” där SOEC ses som ett mycket attraktivt sätt, att inte bara producera vätgas, utav även andra kolinnehållande gaser. Fortsätt läsa Bevakning av European SOFC & SOE Forum

Marknadsprognoser för batterier – hur ändras prognoserna?

skrivet av Helena Berg

Många säger sig veta vad som händer framöver med elbilsmarknaden så väl som med batterier. Kostnaderna ska sjunka, celler ska bli mer energitäta, säkrare material ska snart finnas, ett revolutionerande batterikoncept väntas runt hörnet, osv. Men hur står sig prognoserna? Idag gör vi en jämförelse kring marknads- och kostnadstrenderna som franska Avicenne presenterat 2013 och 2016.

Har det hänt något på tre år och stämmer prediktionerna?

Har batteribehovet i framtiden (dvs. 2025) ändrat sig?

Avicenne är vid sidan av Total Battery Consulting (dvs. Andermans företag och de som ligger bakom konferensserien AABC) de som har längst erfarenhet och bäst koll på att följa batterimarknaden. Avicenne är de som organiserar konferensen Batteries som årligen arrangeras i Nice under hösten.

Marknaden i GWh och US$

Den totala batterimarknaden 2015 var 360 GWh eller 65 miljarder US$. Bly-syrabatterier är den teknik som dominerar på marknaden – 80-90 % (i GWh räknat): startbatterier och industriella applikationer är de största tillämpningarna. Den totala batterimarknaden har sedan 2000 ökat med 33 % (i GWh räknat).

För övriga batteritekniker är det Li-jonbatterier som dominerar och marknaden har årligen ökat med 25 % sedan 1995 och är nu 60 GWh (motsvarande 16,7 miljarder US$). År 2000 var den totala Li-jonbatterimarknaden marknaden mindre än 2 GWh och där största delen användes i portabel elektronik.

Av dagens 60 GWh går ungefär hälften till elektronikprodukter som telefoner, datorer, surfplattor. Knappt en tredjedel av alla producerade Li-jonbatterier används i elfordon – där hälften enbart går till den kinesiska marknaden. Det bör noteras att Teslas Gigafactory än inte finns med i siffrorna.

För tre år sedan beräknade Avicenne att det 2025 säljs ca. 5,4 miljoner BEV och PHEV i världen. Nu uppgraderar man siffran till 7,6 miljoner xEV – där drygt 2,5 miljoner avser den kinesiska marknaden. Försäljningen av HEVs kommer fortfarande att dominera försäljningen år 2025 med ca. 3,2 miljoner sålda fordon.

Cellerna

Det är ju de aktiva materialen som används i cellerna som är av intresse för ett elfordons egenskaper: kostnad, prestanda, säkerhet, återvinning.

Behovet av katodmaterial var år 2000 endast 5 kton – ifjol var behovet hela 140 kton.

Valet av katodmaterial har varit den största förändringen. År 2000 användes nästan uteslutande LCO (litium-koboltoxid), och som nu endast utgör 27 % av behovet – men har ändå ökat ca. 7 gånger sedan 2000… LCO används främst i konsumentprodukter och antagligen aldrig i fordonsbatterier.

De dominerande katodkemierna är idag NMC och LFP. NMC används till exempel i celler från Samsung och LG Chem, medan de celler som produceras av kinesiska tillverkare domineras av LFP. Bör noteras att sedan 2012 har andelen producerat LFP ökat från 8 % till 23 % och är snart lika vanlig som NMC.

Vilka material som kommer att användas framöver sias det även om. 2013 sa Avicenne att det skulle behövas 330 kton katodmaterial år 2025 och där 2/3 torde vara NMC. Nu har man uppdaterat behovet till 400 kton och där NMC kommer utgöra ungefär hälften – dvs. ungefär lika mycket i ton räknat. De anger inte hur de övriga katodkemierna utvecklas, men man kan ju anta att det är LFP som kommer att öka då NMC är mer eller mindre förbjudet att användas i Kina för elbussar (se länk). Några nya material eller koncept har de inte med i sina beräkningar, men de indikerar att katodmaterial som möjliggör cellspänningar >4,5 V kan nå marknaden innan 2025.

Anodmaterialet som dominerar Li-jonceller är grafit; antingen naturlig eller syntetisk (ca. 95 % av alla celler har grafitanoder). Sedan 2012 har behovet nästa fördubblats till >75 kton. Någon framtidsspaning verkar de inte vilja ge, men celler med LTO (litiumtitanat – i stort sett bara Toshiba som tillverkar) utgör en försummande andel.

Kostnadsutvecklingen

För att förutspå framtiden har Avicenne studerat ett antal faktorer: hur ser marknadstrenderna ut i stort (fordon, telefoner, etc.) och hur lätt tar konsumenter till sig ny teknik, vilka strategier har OEMerna, vilket är effektbehovet för olika scenaria (volym, vikt, kapacitet, driftstid, etc.). Även hur olika bolag investerar i batteriproduktion är under lupp.

Från 2009 till 2015 investerades det 10-12 miljarder US$ i Li-joncellproduktion. Enbart mellan 2011 och 2014 investerades det motsvarande >50 GWh.

Dessa investeringar kan räknas om i US$/kWh och motsvarade 2014 250 US$/kWh och 2017 kommer siffran vara motsvarande 150 US$/kWh. Kostnadstrenden är sjunkande då bl.a. Tesla investerar i gigantiska produktionsanläggningar. Förutom Tesla satsar BYD 1,2 miljarder US$ i batteriproduktion som ska vara färdig 2017.

Andra stora investerare är Panasonic (då utan deras satsningar i Gigafactory), Nissan Motor, Sony och LG Chem.

Avicenne uppskattar att batterimarknaden för xEV kommer öka 6x fram till 2025: till 120 GWh och där Kina kommer stå för 2/3. För tre år sedan sa man att behovet 2025 var enbart 50 GWh för xEV. Även om elbilar är en nischmarknad för fordonstillverkarna kommer detta batteribehov vara en enorm marknad för batteritillverkarna.

För fordonsindustrin är det intressant att följa hur kostnadstrenderna ändras från prognos till prognos. Hur långsiktiga planer kan man som fordonstillverkare göra baserat på Avicenne och andras prognoser? Alla kostnadsuppskattningar nedan avser kostnaden till OEM, dvs. inte priset för konsumenten.

Avicenne har utgått från en energioptimerad cell på 36 Ah med LMO/NMC-kemi. På cellnivå har deras uppskattningar för 2020 inte ändrats – 180-190 US$/kWh. Däremot trodde man 2012 att cellkostnaden år 2015 skulle vara 270 US$/kWh – verkligt utfall var nästan 10 % lägre.

Nytt för årets prognos är att man nu vågar sig på en uppskattning för 2025: 150 US$/kWh. En stor del av denna kostnadssänkning härrör från billigare material. Materialen i sig är inte förändrade utan det är tillverkningskostnaderna för de aktiva materialen som sjunker.

Även övriga packkomponenter samt packproduktion kommer minska till mindre än hälften: från 120 till 55 US$/kWh. Allt sammantaget anser Avicenne att ett batteripack år 2025 kommer att kosta ca. 210 US$/kWh.

Avicennes prognostiserade för tre år sedan att ett pack år 2015 skulle kosta 410 US$/kWh. Nu vet vi att den siffran var ca. 10 % lägre (370 US$/kWh). 2012 kostade motsvarande pack ca. 600 US$/kWh.

Anderman och Total Battery Consulting har nyligen publicerat en rapport om xEV-marknaden. En gratisversion med de mest intressanta data maskerade kan man ladda ner här. De har ett annat tidsperspektiv än Avicenne. År 2018 kommer en energioptimerad cell på 37 Ah att kosta motsvarande 195 US$/kWh, och ett motsvarande pack ca. 250 US$/kWh – alltså väl i linje med vad Avicenne prognostiserar.

Egna kommentarer

Många siffror blir det och procent hit och dit. Sammanfattningsvis kan vi kanske säga att packkostnaden har sjunkigt med 40 % mellan 2012 och 2015. Och ytterligare 45 % kan vi vänta oss fram till 2025.

10 % lägre packkostnad 2015 för celler och pack än vad Avicenne uppskattade tre år tidigare. Kan vi uppskatta kostnaderna med bättre precision? Antagligen inte.

Packkostnaden är inte linjär mot kWh. Att gå mot fordon med större pack i termer av kWh torde leda till lägre kostnader.

Gigafactory kommer med största sannolikhet göra att batterikostnaderna sjunker, men om investeringarna uppgår till 150 US$/kWh verkar en packkostnad på drygt 200 US$/kWh inte helt orimligt.

Kina är klart dominerande när det gäller Li-jonbatterier till fordon – använder lika många GWh som resten av världen tillsammans.

Att NMC kommer dominera är ganska givet. Man kan tro att NCA borde utgöra en större andel med tanke på Tesla och Gigafactory. Dock är det nästan uteslutande Tesla som använder sig av NCA-baserade celler för fordon.

Investeringskostnaderna kommer givetvis att avspeglas i packkostnaden för elfordon. Om inte Gigafactory och BYDs satsningar i cellproduktion används fullt ut är det troligt att packkostnaden kommer ligga kvar på dagens nivåer.

Att prognostisera kostnaderna för en specifik cell eller ett specifikt pack från en specifik tillverkare kan vara enklare, men vem vill dela data i så fall? Att göra tillförlitliga generella prognoser är svårt. Antar att vi måste acceptera felmarginal på 10 %.

Hur väl prognoserna för 2025 stämmer får framtiden utvisa – vill vi se lägre kostnader är det bara att köpa elbilar så att marknaden verkligen tar fart.

Kommissionens nya strategi för utsläppssnål rörlighet

skrivet av Magnus Karlström

Strategin innehåller kanske inga skarpa förslag, men den pekar på vad kommissionen kommer att lägga förslag om [1-3].

Ett urval av förslag som kommer:

– Nya CO2 utsläppsnormer för personbilar och lätta lastbilar.

– Normer för koldioxidutsläpp för tunga fordon.

– Stöd till EU-produktion av batterier till fordon.

– De har redan en samrådsprocess för de nya normerna för personbilar [7] och hur de ska arbeta vidare med tunga fordon [8]. Fortsätt läsa Kommissionens nya strategi för utsläppssnål rörlighet

Rapport om framtidens mobilitet

skrivet av Martin Borgqvist (SP)

Innan sommaren skrev vi om biltillverkare och mobilitetsföretag och om samarbeten mellan dessa. För de som är intresserad av mobilitet som tjänst och nya mobilitetslösningar skulle jag vilja tipsa om nyhetsbrevet Smart Mobility [1]. I deras specialnummer från 28 juni i år [2] så har de gjort en väldigt trevlig sammanställning av de olika samarbeten som finns mellan biltillverkare och mobilitetsföretag. Fortsätt läsa Rapport om framtidens mobilitet

Ny bok från IEA om elfordon samt tips på event hösten 2016

El- och Hybridfordonsgruppen inom IEA har nu kommit ut med den årliga bok avseende teknikutveckling och introduktion av elfordon i de olika medlemsländerna. Här kommer en länk till rapporten.

Innehållsförteckningen visar vilka arbetsgrupper som finns uppstartade inom samarbetet och finns något intresse från någon svensk part att delta i något av dessa grupper så rekommenderas att kontakta Peter Kasche.

Vad händer under hösten 2016

Fortsätt läsa Ny bok från IEA om elfordon samt tips på event hösten 2016