Hydrogen eller batteri – hva er fremtiden for elektrisk transport?

Og – hvordan skal samfunnet planlegge strømforsyning til fremtidens elektriske bilpark? For å kunne svare på det, har vi i SINTEF kartlagt trendene innen lavutslippstransport i Norge.

For å planlegge effektiv strømforsyning og ladeinfrastruktur for transportsektoren må vi forstå hvordan bilparken utvikler seg. Vi må også danne oss et bilde av når, hvor og hvor ofte vi har behov for å lade. Foreløpige funn tyder på at mulighet for hurtiglading er avgjørende for å elektrifisere hele småbilparken. Andre faktorer som påvirker overgangen til elektrisk transport er skatter og avgifter, kjørevaner, bosted og eierstrukturer for bilene.

Forbudt å kjøpe ny fossilbil etter 2025

Veitrafikk står for 17 prosent av de totale klimagassutslippene i Norge, og mer enn halvparten av utslippene fra transportsektoren. Bare i 2019 slapp veitrafikken ut åtte millioner tonn CO₂. For å klare å redusere utslippene med femti prosent innen 2030, blir det forbudt å kjøpe nye fossildrevne personbiler og varebiler fra 2025. Det er også et mål om nullvekst i personbilparken.

Både klimapolitikk og avgiftspolitikk ser ut til å ha stor betydning for bilkjøp og kjørevaner. Norge er verdenskjent for sin elbilpolitikk, og ingen andre land har en høyere andel elektriske kjøretøy per innbygger. Selv om noen av de gunstige økonomiske ordningene er redusert eller avviklet, er det lite som tyder på at elbil-trenden vil snu. Og med økt politisk oppmerksomhet på økonomiske insentiver også for el-varebiler, kan de følge etter.

Større batterier – lenger rekkevidde

Det blir stadig billigere å produsere batterier, og elbilene får større batteripakker og lengre rekkevidde. Den nyeste utgaven av Tesla Model S har 20 prosent lengre rekkevidde enn forgjengeren som kom to år tidligere, selv om begge har batterikapasitet på 100 kWh. Tesla S ble lansert for første gang i 2012, og hadde da en batterikapasitet på 40 kWh og rekkevidde på 224 km. Den nyeste utgaven har en rekkevidde på opptil 647 km. Norges mest kjøpte bil i 2020, Audi E-tron, har en rekkevidde på 436 km.

Hva med hydrogenbilen?

En annen lavutslippsløsning er hydrogenelektriske biler. Hydrogenbiler har lengre rekkevidde enn batteribilene, og trenger ikke lange pauser for å lade. Men, det er færre bilmerker å velge mellom og det finnes i dag bare én hydrogenfyllestasjon for personbiler i Norge.

Hydrogen-SUVen Hyundai Nexo har samme rekkevidde som Tesla Model S, og koster omtrent det samme som en Audi E-tron. Drivstoffkostnadene er imidlertid høyere, på nivå med moderne dieselbiler.

Utbredelsen av hydrogen- og batterielektriske kjøretøy vil avhenge av teknologiutviklingen for både batterier og for hydrogenteknologi, men anslag viser at hydrogenkjøretøy også i fremtiden vil utgjøre en liten andel av personbilparken, sammenliknet med batteri-elektriske kjøretøy.

Men, batterier veier mer enn brenselceller, og tunge kjøretøy vil kreve store, tunge batterier som må lades ofte. Det gjør hydrogen bedre egnet som drivstoff for langtransport, tungtransport, sjøtransport og eventuelt fly og romfart.

Hydrogen kan også spille en større rolle globalt. Og det kan skje raskt, fordi alle land har press på seg for å gjøre transportsektoren fossilfri, og, til forskjell fra i Norge, er elektrisitet fra fornybare kilder sjelden vare på verdensbasis.

Det er verdt å merke seg at hydrogenbiler bare er utslippsfrie hvis hydrogenet produseres gjennom elektrolyse fra fornybar elektrisitet. Hydrogen kan også produseres fra naturgass, som bare vil være et lavutslipp-alternativ hvis CO₂-fangst og -lagring er på plass. Utslippet fra hydrogendrevne biler er imidlertid bare vanndamp.

Biodrivstoff for de «vanskeligste» transportformene

Biogass og biodrivstoff er andre lavutslipp-alternativer innen transport. Ifølge framskrivninger for energimarkedet kan biodrivstoff ta størst andel i de transportformene som er vanskeligst å gjøre helt utslippsfrie, som luftfart. Biomasse er imidlertid en knapp ressurs, og for mange land har det vist seg vanskelig å oppnå klimamålene samtidig som at biomasseressursene utnyttes bærekraftig.

Les også: Hva slags sykkelvei kan få flere til å sykle året rundt?

Mer bildeling og sykling

I byområder vil nullvekstmålet i personbilparken oppnås ved mer offentlig transport, sykling og gåing. Etter hvert som folk blir mer miljøbevisste, og det blir dyrere og vanskeligere å kjøre og parkere i bysentra, ser vi også en økt interesse for bildeling.

I distriktene er det vanskeligere å erstatte bilen, og folk vil fortsatt eie sin egen bil. Vi kan imidlertid forvente en endring i bilparken også der ettersom batteriteknologien utvikler seg.

Så, hva bringer framtiden?

Vi kan lage prognoser for fremtidens småbilpark basert på historiske data, for eksempel statistikk om førstegangsregistrering, vraking mot pant, utvikling i bilparken og økonomiske faktorer. Imidlertid tar slike framskrivinger ikke høyde for omveltende endringer, som nye forretningsmodeller, atferdsendringer og ny teknologi.

I prosjektet Fuchar utvikler vi ett referansescenario basert på historiske data, og ett scenario basert på fremtidsvisjoner som inkluderer nye forretningsmodeller, for eksempel bildeling, holdningsendringer, mer offentlig transport, sykling og fotgjengere, samt ny teknologi som batteribytte og autonome kjøretøy.

Batteribytte kan være spesielt aktuelt for nyttekjøretøy som kjører korte turer, for eksempel budbiler og taxier. Man slipper ladepauser, og man kan leie, ikke eie den dyreste delen av kjøretøyet, nemlig batteriet.

Men det finnes noen barrierer som må overkommes før batteribytte eventuelt blir vanlig. I dag har bilmerkene forskjellige batteristandarder, og bilene er ikke utformet med tanke på at batteriet skal tas ut ofte. Videre krever batteribytte infrastruktur med stasjoner der du enkelt kan bytte batteri. Batterier har forskjellig ytelse, avhengig av hvor mange ganger de har blitt ladet, dette bør inkluderes i leieprisen, men dette krever igjen at denne informasjonen knyttes til hvert enkelt batteri, oppdateres og kan deles kontinuerlig.

Autonome kjøretøy har vært en snakkis i mange år, og er et hett tema i forskningen. Nå har koronaepidemien gjort teknologien enda mer relevant; med selvkjørende taxier kan man unngå smitterisikoen ved å sitte i samme bil. Utviklingen av sensorteknologi går raskt, og vi forventer at autonomi på nivå 5 (ikke behov for ratt) vil utgjøre 10 prosent av småbilsegmentet i 2030 og 30 prosent i 2040.

Les mer om forskningen: https://www.sintef.no/projectweb/fuchar/