Status for elektromobilitet i Norge – del 2

skrivet av Erik Figenbaum (TØI)

Elbilene er inne i en rivende teknologisk utvikling.

  • Rekkevidde fra 300 km og oppover er i ferd med å bli standard. Teknisk kan det bli mulig å nå 1000 km rekkevidde i henhold til offisiell rekkeviddetest.
  • Marginalkostnadene ved å installere større batteri når biler først er utstyrt med batteri er lave. Fremtidens biler vil derfor få forholdsvis store batteripakker. Bilprodusentene ser ut til å kostnadsoptimalisere rekkevidden til 400-600 km.
  • Lading blir raskere, både hjemme der 7 kW lader i bilen er i ferd med å bli standard, og hurtiglading som øker fra dagens 50 kW til 150 kW-350 kW.
  • Utvalget av modeller øker raskt. Flere bilmerker kommer med elbiler, og det kommer mellomstore biler og SUVer på markedet i løpet av 2018-2020. Dette er viktig for videre ekspansjon av markedet.
  • Kjøpspris per km rekkevidde går raskt nedover.

Å klare kravene til egenskaper for biler som brukes på de lange turene vil bli en større utfordring enn å lage biler som benyttes i daglig trafikk. Langtur med elbil har vært sjelden pga. kort rekkevidde og lang ladetid og høye tidskostnader for lading underveis, med unntak av Teslaer som har lang rekkevidde og raskere lading. Bilkundene har veldig ulike bruksmønstre og bilstørrelse er av betydning når husstandens medlemmer skal på langtur med bagasje og sportsutstyr. Bilstørrelse har derfor vært en av barrierene mot å bruke elbil på langtur. En del brukere har også behov for å trekke tilhengere. En annen barriere mot å ta elbilen på langtur er at det mangler lademuligheter underveis eller på destinasjonen.

  • En dieselbileier kan fylle tanken før avreise og gjennomføre hele reisen. Elbilister må fylle energi i løpet av en langtur, men kan ofte lade på destinasjonen.
  • Hurtigladere benyttes bare for å komme frem til destinasjonen der ladekostnaden er en ¼ av hurtigladerkostnaden per energienhet ladet. Uten lade-mulighet på destinasjonen øker ladebehovet underveis ytterligere.
  • 50 kW hurtigladere gir ca. 3-5 km rekkevidde per minutt lading til en pris på 2.5 kr som er ca. 0.5-0.8 kr/km, det vil si litt billigere enn for en dieselbilist. Utfordringen vil være at elbilisten påføres tidskostnader ved ladestoppene som gjør lange reiser totalt sett dyrere enn med bensin- og dieselbiler.
  • En gjennomsnittsbilist tar imidlertid pauser underveis som kan brukes til lading. 5 minutters pause med lading per time reisetid gir 15-25 km ekstra kjørelengde.
  • 150 kW ladere gir ca. 3 ganger raskere for biler som kan ta så rask lading. 5 min. pauselading per time gir da 45-75 km rekkevidde ladet per time reise.
  • 350 kW ladere kan gi 115-175 km rekkevidde per 5 minutt pauselading.
  • Gjennomsnittshastigheten på lange reiser i Norge er ca. 75 km/h. Når lading blir tilstrekkelig rask, er dermed ikke ladetid lenger utfordringen, men risikoen for ladekø og uforutsigbar total reisetid blir den gjenværende barrieren
  • Ladekø kan påføre elbilister store tidskostnader. Usikkerheten knyttet til kø er også en kostnad. Elbiler med kort rekkevidde kan bruke 2.5 timer på lading på en 500 km tur om vinteren, mer med ladekø. Det gjør lange turer svært utfordrende, og spørrundersøkelser viser da også at denne type turer gjennomføres sjelden.
  • Kombinasjonen av lang rekkevidde (500 km nominell) og rask lading kan gi tids- og energikostnader på lange reiser som er like de for en dieselbil.
  • Noen veier har svært stor variasjon mellom daglig trafikk og høytider, ferier og helger. Lange ladekøer kan oppstå på slike dager hvis alle biler skal bli elektriske. Det er uklart om det er mulig å unngå kaos på slike dager. Det vil avhenge av utviklingen i rekkevidde per elbil og hvordan de som kjører lengst tilpasser seg.
  • Ladekørisikoen kan reduseres dersom trafikken kan spres over flere dager.

Energi og tidskostnader vil for en gjennomsnittsbilist være lavere med en elbil enn med en dieselbil over ett års kjøring.

  • Gjennomsnittsbilisten kjører kort de fleste av årets dager (83% av dagene er kjørelengden under 80 km), og vil kunne lade uten tidsbruk hjemme (tar noen sekunder å plugge inn for å lade), og til svært lave km kostnader.
  • Lave energi- og tidskostnader i daglig trafikk kompenserer for de økte tidskostnadene på langturer, selv for eiere av elbiler med kort rekkevidde.
  • Innsparingene er store nok til å finansiere leiebil i noen dager i året for å dekke de lengste turene for eiere av elbiler med halvlang rekkevidde.
  • For eiere av elbiler med kort rekkevidde kan det være lønnsomt å leie bil på de lange turene fordi redusert tidskostnad kan dekke leiebil kostnad.
  • Kombinasjonen lang rekkevidde og rask lading gjør at lange reiser kan ha (med lite ladekø) like lave tids- og energikostnader som dieselbilbruk. Energikostnads-besparelsene på dagligreiser gjør da at eierne får betydelig lavere årlige gjennomsnittlige tids- og energikostnader enn dieselbileiere.

Eiere av elbiler med begrenset rekkevidde står altså overfor en avveining mellom lave daglige energikostnader og betydelig lenger og mer uforutsigbar reisetid på lange reiser. Usikkerheten vil være spesielt stor på utfartsdager. Hittil har denne problemstillingen ikke vært kritisk. De fleste elbiler eies i dag av flerbilshusholdninger som enkelt kan bytte bil internt, og bruke den andre bilen på langtur. Hvis alle biler skal bli elektriske er det ingen biler å bytte med. Hvordan bileiere vil tilpasse seg da er et åpent spørsmål. Aksepterer de økt tidsbruk og usikkerhet på langturer, tilpasser de bilbruken på annet vis, f.eks. ved å leie eller låne bil, eller må utfordringene løses ved at elbilene får tilstrekkelig rekkevidde, og infrastrukturen blir bedre utbygd? Er det mulig å bygge ut infrastruktur på en slik måte at trafikktoppene kan dekkes? Hvordan kan en gradvis endring av insentiver og politikk påvirke utfallet? Hvordan påvirkes mulighetsrommet av andre bilteknologier som ladbare hybridbiler og brenselcellebiler. Dette er spørsmål som det skal forskes videre på i ELAN.

skrivet av Erik Figenbaum (TØI)

Elbilene er inne i en rivende teknologisk utvikling.

  • Rekkevidde fra 300 km og oppover er i ferd med å bli standard. Teknisk kan det bli mulig å nå 1000 km rekkevidde i henhold til offisiell rekkeviddetest.
  • Marginalkostnadene ved å installere større batteri når biler først er utstyrt med batteri er lave. Fremtidens biler vil derfor få forholdsvis store batteripakker. Bilprodusentene ser ut til å kostnadsoptimalisere rekkevidden til 400-600 km.
  • Lading blir raskere, både hjemme der 7 kW lader i bilen er i ferd med å bli standard, og hurtiglading som øker fra dagens 50 kW til 150 kW-350 kW.
  • Utvalget av modeller øker raskt. Flere bilmerker kommer med elbiler, og det kommer mellomstore biler og SUVer på markedet i løpet av 2018-2020. Dette er viktig for videre ekspansjon av markedet.
  • Kjøpspris per km rekkevidde går raskt nedover.

Å klare kravene til egenskaper for biler som brukes på de lange turene vil bli en større utfordring enn å lage biler som benyttes i daglig trafikk. Langtur med elbil har vært sjelden pga. kort rekkevidde og lang ladetid og høye tidskostnader for lading underveis, med unntak av Teslaer som har lang rekkevidde og raskere lading. Bilkundene har veldig ulike bruksmønstre og bilstørrelse er av betydning når husstandens medlemmer skal på langtur med bagasje og sportsutstyr. Bilstørrelse har derfor vært en av barrierene mot å bruke elbil på langtur. En del brukere har også behov for å trekke tilhengere. En annen barriere mot å ta elbilen på langtur er at det mangler lademuligheter underveis eller på destinasjonen.

  • En dieselbileier kan fylle tanken før avreise og gjennomføre hele reisen. Elbilister må fylle energi i løpet av en langtur, men kan ofte lade på destinasjonen.
  • Hurtigladere benyttes bare for å komme frem til destinasjonen der ladekostnaden er en ¼ av hurtigladerkostnaden per energienhet ladet. Uten lade-mulighet på destinasjonen øker ladebehovet underveis ytterligere.
  • 50 kW hurtigladere gir ca. 3-5 km rekkevidde per minutt lading til en pris på 2.5 kr som er ca. 0.5-0.8 kr/km, det vil si litt billigere enn for en dieselbilist. Utfordringen vil være at elbilisten påføres tidskostnader ved ladestoppene som gjør lange reiser totalt sett dyrere enn med bensin- og dieselbiler.
  • En gjennomsnittsbilist tar imidlertid pauser underveis som kan brukes til lading. 5 minutters pause med lading per time reisetid gir 15-25 km ekstra kjørelengde.
  • 150 kW ladere gir ca. 3 ganger raskere for biler som kan ta så rask lading. 5 min. pauselading per time gir da 45-75 km rekkevidde ladet per time reise.
  • 350 kW ladere kan gi 115-175 km rekkevidde per 5 minutt pauselading.
  • Gjennomsnittshastigheten på lange reiser i Norge er ca. 75 km/h. Når lading blir tilstrekkelig rask, er dermed ikke ladetid lenger utfordringen, men risikoen for ladekø og uforutsigbar total reisetid blir den gjenværende barrieren
  • Ladekø kan påføre elbilister store tidskostnader. Usikkerheten knyttet til kø er også en kostnad. Elbiler med kort rekkevidde kan bruke 2.5 timer på lading på en 500 km tur om vinteren, mer med ladekø. Det gjør lange turer svært utfordrende, og spørrundersøkelser viser da også at denne type turer gjennomføres sjelden.
  • Kombinasjonen av lang rekkevidde (500 km nominell) og rask lading kan gi tids- og energikostnader på lange reiser som er like de for en dieselbil.
  • Noen veier har svært stor variasjon mellom daglig trafikk og høytider, ferier og helger. Lange ladekøer kan oppstå på slike dager hvis alle biler skal bli elektriske. Det er uklart om det er mulig å unngå kaos på slike dager. Det vil avhenge av utviklingen i rekkevidde per elbil og hvordan de som kjører lengst tilpasser seg.
  • Ladekørisikoen kan reduseres dersom trafikken kan spres over flere dager.

Energi og tidskostnader vil for en gjennomsnittsbilist være lavere med en elbil enn med en dieselbil over ett års kjøring.

  • Gjennomsnittsbilisten kjører kort de fleste av årets dager (83% av dagene er kjørelengden under 80 km), og vil kunne lade uten tidsbruk hjemme (tar noen sekunder å plugge inn for å lade), og til svært lave km kostnader.
  • Lave energi- og tidskostnader i daglig trafikk kompenserer for de økte tidskostnadene på langturer, selv for eiere av elbiler med kort rekkevidde.
  • Innsparingene er store nok til å finansiere leiebil i noen dager i året for å dekke de lengste turene for eiere av elbiler med halvlang rekkevidde.
  • For eiere av elbiler med kort rekkevidde kan det være lønnsomt å leie bil på de lange turene fordi redusert tidskostnad kan dekke leiebil kostnad.
  • Kombinasjonen lang rekkevidde og rask lading gjør at lange reiser kan ha (med lite ladekø) like lave tids- og energikostnader som dieselbilbruk. Energikostnads-besparelsene på dagligreiser gjør da at eierne får betydelig lavere årlige gjennomsnittlige tids- og energikostnader enn dieselbileiere.

Eiere av elbiler med begrenset rekkevidde står altså overfor en avveining mellom lave daglige energikostnader og betydelig lenger og mer uforutsigbar reisetid på lange reiser. Usikkerheten vil være spesielt stor på utfartsdager. Hittil har denne problemstillingen ikke vært kritisk. De fleste elbiler eies i dag av flerbilshusholdninger som enkelt kan bytte bil internt, og bruke den andre bilen på langtur. Hvis alle biler skal bli elektriske er det ingen biler å bytte med. Hvordan bileiere vil tilpasse seg da er et åpent spørsmål. Aksepterer de økt tidsbruk og usikkerhet på langturer, tilpasser de bilbruken på annet vis, f.eks. ved å leie eller låne bil, eller må utfordringene løses ved at elbilene får tilstrekkelig rekkevidde, og infrastrukturen blir bedre utbygd? Er det mulig å bygge ut infrastruktur på en slik måte at trafikktoppene kan dekkes? Hvordan kan en gradvis endring av insentiver og politikk påvirke utfallet? Hvordan påvirkes mulighetsrommet av andre bilteknologier som ladbare hybridbiler og brenselcellebiler. Dette er spørsmål som det skal forskes videre på i ELAN.