Erfarenheter från batteribytesverksamhet i Kina

Skrivet av Stefan Pettersson och Johan Wedlin

Omställningen från fossilbränsledrift till hållbara alternativ som eldrift kräver någon form av laddinfrastruktur. Debatten pågår i Sverige och det diskuteras exempelvis allt från normalladdning till snabbladdning, olika kontaktdon, laddning stillastående eller under körning, konduktiv eller induktiva tekniker etc. Men en teknik och möjlighet det är ganska tyst om sedan konkursen av Better Place [1] är batteribyten, dvs. i stället för att ladda upp sitt batteri när det sitter fast monterat i fordonet så byts detta i stället ut mot ett annat fulladdat sådant. Ni som har missat filmen där Tesla hinner genomföra batteribyten på två av sina elbilar på samma tid som en bensinslukande Audi tankas kan ägna några minuter åt att se deras film [2].

I samband med ett besök i Shanghai i slutet av mars besökte vi företaget Shanghai Dianba New Energy Technology [3] som bedriver batteribyten för elbussar i Shanghai. Ett tidigare besök med en stor delegation förra året gav en del insikter, men när vi denna gång endast var två personer på besök fick vi en specialvisning samt ta del av en hel del av de siffror som hade samlats in under den tid som verksamheten pågått.

Dianba New Energy startade 2001 med idén att genomföra batteribyten för tunga fordon. Första batteribytesstationen sattes upp 2005 och 2008 bytte man batterier till 50 bussar i Peking i samband med Olympiska Spelen. I dagsläget har Dianba 12 stationer i drift runt om i Kina. Sedan världsutställningen 2010 i Shanghai har man opererat en batteribytesstation i ett närliggande område. Med 8 separata batteribytesplatser kan denna station serva 120 stycken elbussar, bland annat från Volvo Bussar. Varje buss har 10-12 batterilådor, med hälften 5 eller 6 stycken monterade på varje sida av bussen. Själva batteribytet är delvis automatiserat men kräver en hel del manuellt handpåläggningsarbete. Vid vårt besök strulade det naturligtvis och då tog batteribytet också lite längre tid.

Sedan starten i maj 2010 har Shanghaistationen på fyra år samlat in följande intressanta statistik:

• Mer än 244 000 batteribyten har genomförts.
• 120 bussar totalt i drift.
• Den totala förbrukade energin som laddats är hittills över 15 GWh (motsvarar ungefär årsenergiproduktionen från ett-två vindkraftverk), eller 126 kWh i genomsnitt per buss.
• Bussarna går i snitt 100 km per laddning, vilket alltså ger energiförbrukningen 1,26 kWh/km.
• Ett batteribyte tar mellan 5 och 12 minuter, i genomsnitt 8 minuter.
• Laddtiden för ett batteri är ungefär 1,5 timmar.
• Priset för laddelen är 6 kr/kWh för bussarna, vilket ger ungefär 7,50 kr/km.
• Priset för laddelen är 3,50 kr/kWh för personbilar.

För Dianba så är verksamheten numera lönsam. Sedan State Grid (Kinas och världens största elbolag [4]) släppt in privata investerare i batteribytesbranschen [5] så ser det ljusare ut för denna bransch i Kina. Detta gör att Dianba New Energy vågar arbeta fram en ny lösning och utveckla sin batteribytesteknik. Generation 2 kommer ha en högre grad av automatisering och kräva mindre manuellt handpåläggningsarbete. Stationerna kommer ta mindre plats – bredden som batteribytesroboten och batteriracken upptar är i dagsläget 19 meter och det skall ner till 10,5 meter. Även batterilådans storlek skall minskas.. Målsättningen är att genomsnittstiden för batteribyte skall ner till under 5 minuter. Batterierna är även tänkta att bilda energilager i ett smart grid där en viss lönsamhet kan skönjas. Dianba tittar också på laddstationer för personbilar, och de har en station i Shanghai (denna fick vi dock inte tillfälle att se denna gång).

Egen analys

Vid ett tidigare besök i Kina och hos State Grid för ungefär ett och ett halvt år sedan var det mycket tydligt att batteribyten ansågs vara lösningen för att förse elbilar med el. De flesta biltillverkarna i Kina skakade på huvudet och menade att detta inte kommer att ske, bl.a. eftersom batterierna har olika storlek och former och att detta är en dyr och viktig komponent där erhållna kunskaper inte vill delas med andra. En standardisering av batterilådan blidkade inte heller biltillverkarna.

När elbilsförsäljningen inte följer plan i Kina så har State Grid ändrat strategi. På en direkt fråga i samband med vårt senaste besök i början på april hur de ser på batteribyten så gavs svaret att det är bara en av flera möjligheter. Nu öppnas upp för flera privata alternativ för elbilar och det finns förhoppning om att marknaden skall lösa problemet. Självklart kommer detta inte ske. Enligt Dianba kostar idag laddelen 3,50 kr/kWh för personbilar. Även om denna kostnad är lägre än motsvarande diesel- eller bensinpris så är detta troligen inte tillräckligt stort för att få folk att rusa och köpa elbil och genomföra batteribyten. Förbrukningen för en elbil varierar förstås men en Tesla Model S drar ungefär 1,8 kWh/mil, vilket ger ett pris på drygt 1 kr/mil om den tankas med el för 0,60 kr/kWh, vilket är det ungefärliga elpriset i Kina [6], respektive drygt 6 kr/mil om den laddas med batteribytarel för 3,50 kr/kWh. Jämförelsevis kanske en Tesla skulle kostat 10 kr/mil om det var en dieselbil.

På den tunga sidan är drivkrafterna annorlunda, där nog Shanghai stad får betala för batteribyteskalaset. Ingen har säkert missat att flera storstäder i Kina lider av kraftig smog. Siffrorna vi fick indikerar en elmilskostnad för bussen på 75 kronor, vilket skall jämföras med motsvarande dieselkostnader som är lägre. Enligt [5] är priset runt 10 kr/liter och en dieselbuss drar grovt ungefär 5 liter/mil vilket ger ett dieselpris på runt 50 kr/mil. På sikt sjunker säkert laddelpriset för bussarna vilket kanske ökar Shanghais stads intresse ytterligare att införa batteribyten på fler busslinjer. I sammanhanget kan även nämnas att fler elektrifieringslösningar testas, som t.ex. pantograflösningar där bussar laddas vid vissa hållplatser. Det finns också trådbussar på vissa linjer. Trots att prisskillnaden mellan fossilbränsledrift och eldrift är större för personbilar än bussar så körs en buss betydligt längre sträckor vilket gör att totalkalkylen för (dyrare) inköp och (lägre) drift snabbare når en tidpunkt inte alltför långt bort när elbussar kan lönar sig.

Kommer vi få se batteribyten i Sverige? På lätta sidan är det inte troligt, i alla fall inte i närtid. Konkursen av Better Place har väl inte direkt skapat ett större intresse utan snarare gett belackarna vatten på sin kvarn och det finns inte en finansiär som skulle våga gå in och göra en satsning.

På tunga bussidan däremot finns det potentiellt en lönsamhet redan nu. Siffror för byggnation etc. går att inhämta från Kina och det går att göra en ganska detaljerad uppskattning om vad det skulle kosta och upprätta en demonstration kring detta i Sverige och eventuellt påvisa när lönsamhet sker. Det vore intressant att pröva tekniken i svenska städer för att se vilka förutsättningar som skulle krävas här, hur batteribyten påverkar trafikflödet etc. Något att göras som en förstudie inom ramarna för Göteborg/ElectriCity [7] kanske? I kombination med ett smart grid energilager som delas med en elektrifierad Älvsnabben kan Göteborg lägga sig i framkant inom elektrifierade smarta fordonslösningar.

Källor

[1] Better Place wikipedia

[2] Tesla Motors batteribyte

[3] E-bus

[4] State Grid wikipedia

[5] State Grid Invites Private Investors to Build Charging Stations for E-Cars. Caixin. 14 mars 2014. länk

[5] Statistik om bussbranschen. Transportgruppen. Mars 2013. länk

[6] Average electricity prices around the world: $/kWh. länk

[7] Unik testarena skapas i Göteborg. VGR. 17 juni 2013. länk