Batterier står sentralt i avkarboniseringen av bilmotorer, men i bunn og grunn er de basert på teknologi som strekker seg 200 år tilbake i tid. Det første elektriske batteriet ble oppfunnet i år 1800 by Alessandro Volta. Siden den gang har teknologien blitt videreutviklet og forbedret, og i 1985 ble det første litiumionbatteriet utviklet og kommersielt utnyttet i 1991.
Litiumioner gjorde det mulig å lagre mer energi på mindre plass og med lavere vekt, samtidig som batteriet fikk lengre levetid.
Hvordan fungerer et batteri?
Cellene er selve kjernen i batteriet, og cellene består av en katode (+), anode (-), elektrolyttvæske og en separator. Når litiumionene migrerer fra (+) til (-) og tilbake igjen, leverer de elektrisitet og lader batteriet. Disse enkeltcellene monteres så i en modul, og flere moduler med sensorer og en styreenhet utgjør en batteripakke. Batteripakkene brukes i sin tur til å forsyne kjøretøy med strøm.
Er batteriene bærekraftige og hvilken innvirkning har mineralene som benyttes i dem?
Batteriprodusenter måler miljøpåvirkningen fra utvinning og behandling av mineraler til produksjon av celler og batterier. Mineralene som benyttes er hovedsakelig litium, nikkel, kobolt og mangan. Disse mineralene anses ikke for å være knappe ressurser og er tilgjengelige for storskalaproduksjon av elektriske batterier. Det føres grundig kontroll med utvinningen og behandlingen av disse mineralene globalt, slik at produsentene er nøye med hvordan de opererer.
Alt fra påvirkning av jordsmonn, biologisk mangfold, vann, avfall samt helse og sikkerhet, arbeidskraft og menneskerettigheter er sentrale faktorer i dette arbeidet. Det er verdt å merke seg at 70 % av karbonavtrykket til en battericelle ligger i produksjonen, og batteriprodusenter satser på å bygge gigafabrikker nær bilproduksjonsanleggene for å redusere de totale utslippene og bruke mer miljøvennlige kilder for produksjonsenergi.
Det store spørsmålet knyttet til batterier er rekkevidde.
Selv om det finnes standardmål – kilometer per kilowattime (km per kWh) er elbilens ekvivalent til kilometer per liter (km/l) – er det en hel rekke forhold som påvirker rekkevidden, ikke minst utetemperatur, kjøretøytype, aerodynamikk samt cellenes alder. Du kan likevel forvente en levetid på minst 10 år for en battericelle. En tommelfingerregel er at jo høyere kWh-tallet er, desto flere kilometer vil bilen kunne tilbakelegge på én lading.
Batteriers livssyklus
Vedlikehold av batteriet er helt avgjørende, særlig på et tidlig stadium. Men kapasitet og effekt vil avta over tid, avhengig av vedlikehold og bruk. Alle batteripakker forventes å beholde sin lade- og utladingskapasitet i 160 000 til 320 000 km. Produsentene er så sikre på batteriets levetid i trafikken at de fleste elbiler kommer med en utvidet garanti på åtte år eller 160 000 km, som er bedre enn alternativene med forbrenningsmotor.
Det finnes sirkulære tilnærminger der det utvikles batterier for å begrense behovet for å utvinne naturressurser samt muligheter for bilverksteder som vil utvikle seg over tid. Rekondisjonerte batterier vil bli brukt om igjen i kjøretøy eller til energilagring i private hjem, og noen produsenter har planer om å levere batterier til offentlige rom. For eksempel planlegger Nissan å bruke pensjonerte elbilbatterier til å forsyne Amsterdam Arena med reservestrøm. Etter batteriets levetid gjenbrukes materialene i produksjonen av nye batterier. Dette vil skje i betydelig omfang ettersom myndighetene i mange land allerede har vedtatt lovbestemmelser for å sikre at dette blir gjort.
Hva kan vi forvente i fremtiden?
Ved utgangen av dette tiåret vil antallet litiumionbatterier øke betraktelig, med høyere energitetthet enn dagens batterier slik at de blir lettere og med økt rekkevidde. Prisene vil falle, men de er temmelig volatile, særlig for mineralene som trengs. Etter hvert som gigafabrikkene øker produksjonen, vil stordriftsfordelene tvinge prisene nedover.
Lavere priser, sammen med statlige lover og insentiver, vil føre til et betydelig salg av elbiler. Flere elbiler innebærer flere utfordringer, men også flere muligheter for ettermarkedet. Vil alle være klar for det?
Batterier endrer verden…er du også klar for endringer?
