Batterier och laddinfra: en rättvisande livscykelanalys behöver båda

Att livscykelanalys (LCA) är ett hett ämne har nog inte undgått någon som pysslar med elfordon och speciellt batterier till dessa. Förra veckan presenterade Mats Zackrisson på RISE en avhandling i ämnet där miljöaspekterna för ett traktionsbatteri diskuteras baserat på ett flertal batterikoncept: dagens Li-jonbatterier så väl som morgondagens Li-baserade koncept. Ni som vill läsa avhandlingen i sin helhet kan ladda ner från KTHs hemsida (länk).

Dagens omEV är en sammanfattning av de slutsatser och rekommendationer Mats presenterade.

60 ± 10 kWh energi går åt för varje kWh battericell som produceras

Som alla analyser är indata helt avgörande för resultatet. När det kommer till batteriproduktion är det många led som vara med för att en LCA ska bli relevant för att kunna jämföra studier, koncept, produktion och produkter. Och det är just i batteriproduktionen det råder flest frågetecken kring energi- och resursåtgång. Om det finns data att tillgå är de ofta inte för storskalig cellproduktion, eller härrör från någon annan batteriteknologi. Företagen sitter på all data som sällan publiceras. Givetvis gäller detta för alla industriella delar längs värdekedjan. Slutsatsen som Mats drar är att det går åt motsvarande 60±10 kWh elektricitet för varje kWh battericell som produceras vid storskalig produktion. De områden inom cellproduktion som är extra energiintensiva är elektrodproduktion (både anod och katod), renrumsförutsättningarna kring sammansättning av cellerna och formeringssteget innan cellerna testas och skeppas till kund.

Laddinfrastrukturen måste beaktas i ett systemperspektiv

Att enbart studera battericeller eller batteripack är ofta inte tillräckligt för att säga något om miljönyttan (eller onyttan). Allt måste ses i ett bredare perspektiv och fordonet ska inkluderas. Och det som spelar roll för LCA-analyserna är fordonets hela användningsfas: laddningar och urladdningar. Antalet cykler är inte primärt av intresse utan att fordonet ska klara av de antal km som varje fordon är tänkt användas oberoende om drivlinan är ’fossil’ eller ’elektrisk’. Som fordonstillverkare är dock antalet cykler mer intressant för att veta om batteriet för bytas ut eller om det klarar fordonets livslängd. Därför blir laddningen central och laddinfrastrukturens miljöpåverkan bör inkluderas i studierna. Med ett fordon som förväntas köras mer än 200.000 km över dess livstid blir verkningsgraden för laddning oerhört utslagsgivande och även den parametern måste beaktas vid en LCA-analys.

Räkna inte bara på klimatpåverkan, räkna på fler aspekter

Att göra en miljökonsekvensanalys kräver flera nivåer av insatser och där LCA är en pusselbit. Det är bra att betrakta batteriet i flera funktionella enheter när man gör en LCA-analys och två som trycks extra på är antalet km som fordonet körs samt antalet kWh som levererats/använts under fordonets hela körsträcka/livstid. Vissa akademiska LCA-analyser av batterier stannar ofta vid att jämföra batteriets energiinnehåll och/eller batterivikt. Men dessa parametrar spelar mindre roll för en långsiktig och hållbar utvärdering av batterier till elfordon.

En aspekt som skulle bredda förståelsen är att inkludera en kemisk riskanalys. Många gånger behöver man göra en kemisk riskanalys av legala skäl och det kan vara extra svårt när det rör sig om ny teknologi där det inte finns miljödata (t.ex. energianvändning i produktion, emissionsdata eller materialåtgång) i alla väsentliga steg.

Mats presenterar en rankinglista över de påverkansfaktorer som bör inkluderas i en LCA:

1. Klimatpåverkan (inte specifikt elfordon, utan gäller alla drivlinor)
2. Resursanvändningen (utarmningen av sällsynta ämnen) och detta behöver ses i ett kortsiktigt och ett långsiktigt perspektiv
3. Partikelutsläpp från däck och bromsar (gäller alla typer av fordon och drivlinor)
4. Försurningsapekter (förbränning av fossila bränslen till elproduktion eller framdrivning av fordon)
5. Ozonbilandet (förbränning av fossila bränslen till elproduktion eller framdrivning av fordon)
6. Övergödning (förbränning av fossila bränslen till elproduktion eller framdrivning av fordon)

Sammanfattande rekommendationer är att det inte går att studera ett enskilt batterikoncept ur ett miljöperspektiv utan fordonet och laddinfrastrukturen måste inkluderas, samt att inte bara klimatpåverkan studeras. Givetvis ingår hela kedjan från ’gruva till återvinning’ av alla ingående material. För att nå hit krävs ett bredare engagemang från olika aktörer och yrkesgrupper, samt att alla hjälps åt att förbättra produktens påverkan.

Sist och inte minst – Grattis Mats till en fin avhandling och ett ypperligt försvar.