Skrivet av Helena Berg
Den 3 februari anordnade IVL en workshop om LCA och batterier där ungefär 25 personer deltog från olika organisationer och med olika bakgrund kring batterier och LCA. Detta brev är en sammanfattning av presentationerna och diskussionerna som var under dagen.
Studien är en del av att skapa ett bredare perspektiv om livscykelanalys av elfordon och är en viktig pusselbit i att se över de regelverk som finns; en bättre underbyggd svensk (och internationell) miljöbilsdefinition. Användning av fordonen är en sak, men tillverkning, underhåll och skrotning av fordon och komponenter bör tas med i helhetensbilden. Även råvaror och bränslen bör finnas med.
Olika fordonstyper
När man ska studera olika batteriers miljöpåverkan bör man först ha i åtanke vilken typ av elektrifierat fordon som avses. En batteriteknik kan visa på stor miljöpåverkan i ett visst fordon, men i ett annat fordon på liten påverkan. Därför är det svårt att dra generella slutsatser. Även hur fordonen används och inom vilka marknader fordonen används spelar stor roll för slutresultatet.
LCA-studier kan vara ett verktyg att vägleda kunder till att välja bästa miljöalternativet för olika användning och marknad. Jessica Andreasson från Volvo Cars presenterade en Volvo-studie om hur miljöpåverkan av nya Volvo XC90 Plug-in skiljer sig mot en bensinvariant. Om man studerar den nordiska marknaden är en plug-invariant 50% mer miljövänligare i termer av CO2-utsläpp jämfört med bensinvarianten – en betydande fördel. Om man å andra sidan gör samma jämförelse för den kinesiska marknaden blir bilden omvänd – plug-invarianten släpper ut avsevärt mer CO2 än bensinvarianten. Förklaringen är en mycket smutsigare elmix i Kina än i Norden.
Vilka delsteg som man beaktar i studien bör man även förstå innan man drar några jämförande slutsatser. Ingår återvinning och skrotning, tillverkning av komponenter, eller är det bara användningsfasen som studerat? I studien av XC90 ingår råmaterialproduktion, fordons- och komponenttillverkning, användning, återvinning och skrotning. Även den totala körsträckan/användningen av fordonet spelar roll. I Volvos fall antar man en total körsträcka på 250.000 km innan skrotning. Nästa steg är att även få med föraren och körbeteendet i analyserna – en viktig men svår aspekt.
En livscykelanalys kan göras på många sätt och det finns fler miljöparametrar än CO2-utsäpp att studera: hälsoeffekter, användning av ändliga resurser, osv. Till exempel kan det vara svårt att beräkna påverkan på närmiljön i termer av tystare stadsmiljöer eller färre partiklar etc.
En studie som återkom under dagen var den studie som Ford presenterade ifjol. De har jämfört en Ford Focus BEV (24 kWh stort Li-jonbatteri) med en bensinvariant 1. De har kommit fram till att från ’vagga-till-ut-ur-bilfabriken’ släpper en BEV ut 39% mer växthusgaser än motsvarande bensinbil. Av det ökade utsläppet står cellerna för ungefär 45%. Men under hela bilens livstid då användningsfasen är inkluderad minskar det totala utsläppet av växthusgaser med 31-37%.
Olika batterier
Det finns inte idag ett batteri eller en batterityp som används i alla typer av elektrifierade fordon. I en start-stop/mikro-hybrid används främst blybatterier, i personbils-HEV dominerar NiMH-batterier och i fordon med sladd (dvs. PHEV och BEV) dominerar Li-jonbatterier. Personbilar och tunga fordon skiljer sig åt i energi- och effektbehov och resulterar i olika batterier. I ett större sammanhang måste även mindre fordon tas i beaktande när man ska studera t.ex. en stads fordonsanvändning – elcyklar och andra mindre fordon. Floran av batterier och kemier blir lätt stor. Jag (H. Berg) gav en bakgrundsbild över vilka batterier vi använder idag, hur de är uppbyggda, hur priser och tillgång på råmaterial ser ut, vilket ni har kunna läsa om i nyhetsbrevet under året.
Vilken batterityp och kemi som finns i cellerna, hur cellerna valts med ett givet fordon i åtanke, och hur man använder batteriet spelar roll för fordonets totala miljöpåverkan. Men även hur man återvinner batterierna. Ofta bortser man i design- och konstruktionsstadiet av batteripacket från frågorna kring hur man ska plocka isär batteriet för att underlätta för återvinning. Även hur cellerna är tillverkade, vilka processer och material, har stor påverkan.
Data behövs
Lisbeth Dahllöf från IVL presenterade konkret mer om studien som nu genomförs. Den ska vara klar i slutet av april, så det som nu presenterades av en lägesrapport, samt fungerade som underlag för diskussioner under workshopen. Detta är en första fas och behandlar nästan uteslutande datainsamling och litteraturstudier. Ett antal studier som gjorts genom åren presenterades där olika parametrar studerats: elmix, fordonstyp, användning, körmönster, osv.
En brist i alla studier är bristen på primärdata. Många grunddata är gamla och refererar till produktionsmetoder som inte är relevanta idag. Det finns heller inte mycket data att utgå ifrån, vilket gör att många studier refererar till samma utgångsdata. En stor brist är att data för batteriåtervinning saknas till stor del, vilket gör att man kan få missvisande resultat. Därför är en viktig aspekt av studien att försöka förstå vad som skiljer de olika studierna som finns i litteraturen och vilka grunddata som använts.
Det var just data, eller bristen på data, som var den centrala frågan under workshopen. Här är det viktigt att industrin hjälper till att säkerställa att studierna baseras på trovärdiga och relevanta data. Många statligt finansierade projekt kring miljöstudier bygger på att ta fram data, som kan ha stora felmarginaler jämfört med verkliga storskaliga processer. Det som saknas är medel för att förvalta miljödata – ett bibliotek som bör underhållas och uppdateras för att vara av intresse att använda. Vidare finns idag inget standardiserat regelverk för hur man räknar LCA för batteri. Ett förslag som kom upp var att tag fram något liknande RED (som används för förnyelsebara drivmedel) fast för batterier. I RED finns schablonsiffror som kan användas för vidare studier.
Elbilsmarknaden är svår att bedöma, men miljöprestanda torde få större påverkan och påverka fordonets miljöklassning. LCA-studier kan få betydelse för åt vilket håll fordons- och batteritillverkarna riktar sitt intresse framöver i termer av kemier, batteridesign och fordonsoptimering. För att få en mer rättvisande bild bör materialdatabaser även innehålla leverantörsdata för andra grundämnen än bara de som regleras av lagkrav.
Hur stor andel av batteriernas CO2-utsläpp ska tillskrivas fordonet? Det var en av frågorna som diskuterades under dagen. Än finns det inte någon marknad för begagnade BEVs eller batterier, och alltså får hela CO2-utsläppet för batteriet tillskrivas fordonet. De flesta personbilstillverkare konstruerar batterier som ska hålla lika länge som bilen. För tunga fordon kan batteribyte tänkas göras då de används på ett helt annat sätt än en personbil. Därför är det idag rimligt att tillskriva fordonet de utsläpp som orsakas av batteriet. Hur detta ändras om andrahandsanvändning blir aktuellt i större skala måste diskuteras.
Det ligger i allas intresse att LCA-studierna använder rätt utgångsdata för att premier och styrmedel ska kunna användas på ett rättvisande sätt. Exempelvis kan styrmedel riktas så att rätt fordon används beroende på var i landet man bor, samt att förhindra att styrmedel bara premierar batterifordon med långa körsträckor. Påverkar batteriets vikt att bilen behöver byggas på annat sätt och på så sätt gör bilen tyngre och med en högre miljöbelastning?
Om du har frågor eller data som du tror IVL behöver så får du gärna kontakta Lisbeth Dahllöf (lisbeth.dahllof(at)ivl.se).
[1] Ford, LG Chem team reports 1st cradle-to-gate LCA for mass-produced battery pack in commercial BEV; cell manufacturing key GHG contributor. Green Car Congress. 29 juni 2016. länk
