IVL bjöd in till frukost – CO2 i fokus
Helena Berg
2020-01-22
Igår arrangerade IVL ett frukostseminarium i Göteborg. De presenterade bl a en ny och uppdaterad rapport om livscykelutsläpp av växthusgaser från batteriproduktion. 2017 presenterade IVL en rapport som fick stort medialt genomslag långt utanför landets gränser. Om du missade denna så var du antagligen på Mars eller inte läste nyheter… Rapporten byggde på kända litteraturdata från olika LCA-studier. Den nya rapporten går att ladda ner här.
Dagens nyhetsbrev är en sammanfattning av rapporten, bakgrundsinformation från IVL och frukostseminariet.
Litteraturstudier grunder
Den nya rapporten är precis som en förra en litteraturstudie av kända data från livscykelanalyser (LCA). Det är alltså inga nya LCA-studier som gjorts av IVL, men väl av andra. Bland annat har Argonne National Lab i USA besökt fabriker, framför allt i Kina, för att studera energiåtgången och räknat på hur olika processteg påverkar utsläppen. Det finns olika sätt att se på miljökonsekvenserna i en LCA-studie. Det man valt är kilogram CO2-ekvivalenter per kWh batterikapacitet.
En stor förändring från tidigare rapport är att man nu fått data för storskalig produktion; tidigare data var mycket från småskaliga lab- eller pilotanläggningar. En annan viktig aspekt som nu finns tydligare är elmixens betydelse. I den förra rapporten var till största delen av alla studier baserade på en asiatisk elmix; nu finns scenariot helt grön el med. När IVL räknat har de även utökat livslängden för batterierna i elbilen – från 8 år till 14 år.
Katodmaterialet största källan
Egentligen har inte Li-jonbatteriproduktionen ändrats på något radikalt sätt sedan 2017, utan det är bättre data som finns tillgängliga. För många processteg är dock ännu oklart hur de påverkar miljön då många cell- och batteritillverkare hemlighåller data. Det finns två huvudområden som har stor inverkan på miljökonsekvenserna – produktionen av katodmaterialet (ca. 37 %) och användning av renrum/torrum vid cellproduktionen (nästan 19 %). Det är inte ovanligt att produktionen sker i mycket ren luft (ISO 14644-1 klass 6 eller 7) med en luftfuktighet på mindre än 1 % och detta vid en daggpunkt på -35 – -40 °C. Detta kostar energi.
Förra rapporten pekade på ca. 150-200 kg CO2-ekvivalenter per kWh batteripack och där återvinningen står för 15 av dessa. Med de uppdaterade data som nu presenteras är mellan 60-80 % lägre. Men ytterligare sänkning kan göras. Resultaten som nu presenterats visar på att det är möjligt att sänka CO2-utsläppen ytterligare genom att använda en CO2-fri elmix. Om man inte tar med återvinningsledet kan man komma mer till lite drygt 60 kg CO2-ekvivalenter per kWh batteripack. Än är denna siffra mer hypotetisk än verklig då ingen batterifabrik än så länge använder helt CO2-fri energi i alla processteg
I ett batteripack finns en hel del elektronik, som står för knappt 10 % av miljöbelastningen sett i kg CO2-ekvivalenter per kWh batteripack. Elektronik och miljöpåverkan är ett område där det dock råder stora luckor i LCA-data och är generellt för all elektronik, inte bara för batteripack.
Data i linje med EUs generella LCA-data och Ni spelar roll
EU vill att det ska bli lättare att ta fram miljödata för olika produkter och har skapat en referensdatabas som är typ medelvärden av olika produktionssteg. Så även för batterier. Så för att få en känsla för hur relevanta de nya data som räknats fram har IVL gjort en referensstudie där alla data baseras på EUs Product Environmental Footprint Category Rules (PEFCR) – ett försök att standardisera livscykelanalyser för olika produkter med hjälp av produktkategoriregler (PCR) – dvs inte lika detaljerade data som de som kommer från Argonne National Laboratory etc.. Utifrån dessa data har IVL räknat ’baklänges’ för att få en bild över rimligheten i sina data. Med baklängesräkningen skulle man hamna på 77 kg CO2-ekvivalenter per kWh batteripack.
De flesta LCA-data som finns i litteraturen rör Li-jonceller med NMC-kemi (nickel-, mangan- och koboltbaserad katod). Detta är inte en specifik kemi utan förhållandet mellan de olika metallerna i katoden kan variera. De flesta LCA-data härrör från NMC111, dvs. lika stor mängd av alla tre metallerna. Både forskningen och produktutvecklingen går mot mer nickelrika NMC-varianter. Om NMC811 (dvs. 80 % Ni) skulle energiåtgången vid produktenen sänkas med 7 % enligt rapporten.
Forskning behövs
Det finns fortfarande behov av ytterligare data. Alla produktionssteg är inte samma för alla fabriker, likaså varierar LCA-data för gruvbrytning. Det är helt förståeligt att cell- och batteritillverkare hemlighåller hur de gör vissa steg, men om vi ska få en mer rättvisande bild över batteri- och elbilsproduktion behövs data. Och det gäller även data för elektronikproduktion som måste bli bättre och mer transparanta. Ett annat område är återvinningen där mycket är hemligt i dagsläget och svårt att få tillgång på rättvisande data. Till stor utsträckning sker återvinning av Li-jonbatterier inom EU i pilotskala och data därifrån kan vara missvisande. IVL efterfrågar även ett standardiserat sätt för datainsamling, till exempel genom att använda produktkategorireglerna som tagits fram av Europeiska kommissionen (PEFCR). Dessutom behövs mer information om metallförsörjningskedjorna samt bättre spårbarhet, så att hållbar produktion kan uppnås och garanteras.
Egna kommentarer
På sikt vore det intressant om man kan få till en miljödeklaration på alla bilar – inte bara för elbilar. När görs motsvarande genomlysning av en bensinbil där bränslet för 14 år tas med? Kanske redan finns, men vore intressant att lägga till i debatten…
Studien berör bara NMC-varianter av Li-jonbatterier och enbart för personbilar. Går att utöka till andra kemier och andra transportslag. Järnbaserade varianter som LFP vore intressant, men som IVL påpekar – finns det ett ekonomiskt intresse/värde i att återvinna dessa? För tunga fordon bearbetas vanligtvis cellmaterialen på annat sätt och man optimerar både de aktiva materialen och elektroderna för att klara högre effektuttag. Dessa steg kan då påverka energianvändningen vid produktionen, men personligen har jag inte någon information om detta.