Batterier udgør grundlaget for udfasning af fossile brændstoffer til biler, men de bygger egentlig på en teknologi, som går 200 år tilbage. Det første elektriske batteri blev opfundet i 1800 af Alessandro Volta, teknologien blev videreudviklet og forbedret, og i 1985 blev det første lithium-ion-batteri udviklet og lanceret til kommerciel brug i 1991.
Lithium-ion gjorde det muligt at lagre mere energi på mindre plads og med lavere vægt, mens batteriet fik længere levetid.
Hvordan fungerer et batteri?
Den centrale del af batteriet er cellerne. Disse celler består af en katode (+), en anode (-), elektrolytvæske og en separator. Når lithium-ionerne vandrer fra (+) til (-) og tilbage igen, leverer de elektricitet og genoplader batteriet. Disse individuelle celler samles så i et modul, og flere moduler med følere og en styreenhed udgør en batterienhed. Batterienhederne anvendes så til at drive biler.
Er batterier bæredygtige? Hvilken miljøindvirkning har de mineraler, de anvender?
Batteriproducenter måler deres miljøindvirkning fra udvinding af mineraler og behandling til produktion af celle og batteri. De mineraler, der anvendes, er primært lithium, nikkel, kobolt og mangan. Disse mineraler anses ikke som knappe ressourcer og er tilgængelige til masseproduktionen af elektriske batterier. Udvinding og behandling af disse mineraler er underlagt global kontrol, så producenterne er meget omhyggelige med, hvordan de agerer.
Alt fra indvirkningen på jordbund, biodiversitet, vand og affald samt sundhed og sikkerhed, arbejdskraft og menneskerettigheder står i centrum for deres ageren. Det er værd at bemærke, at 70% af CO2-aftrykket for en battericelle ligger i produktionen af den, og batteriproducenter arbejder på at skabe gigafabrikker tæt på bilproduktionsanlæggene samt på at anvende mere miljørigtige kilder til produktionsenergi for at nedbringe de samlede udledninger.
Det store spørgsmål om batterier handler om rækkevidden.
Selvom der findes standardmål – kilometer pr. kilowatttime (km/kWh) er elbilens udgave af kilometer pr. liter (km/l) – er der mange faktorer, som påvirker rækkevidden, ikke mindst udetemperatur, biltype, aerodynamik og cellealder, selvom man kan forvente mindst 10 års levetid for en battericelle. En tommelfingerregel er, at jo højere kWh-tallet er, jo flere kilometer kan bilen køre på en enkelt opladning.
Livscyklus for et batteri
Batteripleje er afgørende, særligt i starten af levetiden, men kapaciteten og effekten vil falde med tiden afhængigt af pleje og brug. Hver batterienhed forventes at bevare sin opladnings-/afladningsevne i 160.000-320.000 km. Producenterne er så sikre på batteriets brug i trafikken, at de fleste elbiler leveres med en udvidet garanti på otte år eller 160.000 km, hvilket er bedre end alternativerne med forbrændingsmotor.
Der arbejdes på at udvikle cirkulære tilgange til batterier for at begrænse behovet for at udvinde naturressourcer, samt muligheder for reparatører, som vil blive udviklet over tid. Istandsættelse af batterier vil blive rentabelt med henblik på genanvendelse i biler eller til energilagring i private hjem, og nogle producenter har planer om at levere batterier til offentlige steder, eksempelvis planlægger Nissan at anvende brugte batterier til at levere reservestrøm til Amsterdam Arena. Når et batteri er udtjent, vil materialerne blive genanvendt i produktionen af nye batterier. Dette vil ske i stort omfang, da mange regeringer allerede lovgiver på området for at sikre, at det kommer til at ske.
Hvilke fremtidige udviklinger kan vi forvente?
Ved udgangen af årtiet vil antallet af lithium-ion-batterier stige markant, og takket være højere energitæthed end aktuelle batterier vil de blive lettere og få større rækkevidde. Priserne forventes at falde, men dette er usikkert, særligt hvad angår de nødvendige mineraler. Når gigafabrikkerne øger produktionen, vil stordriftsfordele tvinge priserne ned.
Lavere priser kombineret med statslig lovgivning og tilskyndelsesforanstaltninger vil drive et markant salg af elbiler. Flere elbiler betyder flere udfordringer, men også flere muligheder for eftermarkedet. Vil alle være klar?
Batterier forandrer verden… er du også klar til forandring?
