Dette er en meningstekst. Meningene er forfatterens egne.
Elbilen ekspanderer raskt. Nylig besluttet EU at biler med forbrenningsmotorer skal være faset ut innen 2035. Kan denne ambisjonen innfris? Det viser seg at dette dels krever økt og endret strømproduksjon og dels en enestående ekspansjon av gruvedrift. Vi gransker elbilene i to artikler, og dette er den første.
I de siste årene har det vært snakket mye om overgangen til elbiler. Tesla har vokst til å bli verdens høyest vurderte bilprodusent, og Elon Musk har ofte blitt tildelt rollen som personen som skal virkeliggjøre visjonen om en fossilfri fremtid.
Det pågår en rask ekspansjon av elbil-parken i verden, og Nord-Europa er en av regionene som har hatt raskest tilvekst. I 2021 tok EU en beslutning om utfasing av forbrenningsmotorer innen 2035 innen unionen. Dette vil altså kreve at den helt dominerende teknikken for transport, landeveistrafikk med fossilt brensel som energikilde, fases ut og erstattes på bare 14 år. Denne ambisjonen om et gigantisk teknologisk skifte på rekordtid, trenger en granskning.
Omtrent 12 prosent av de globale utslippene av karbondioksid kommer fra biler. Hvis det er mulig å fase ut det fossile brenselet fra transportsektoren og erstatte den med energi fra kilder med mindre negativ påvirkning på miljø og klima til en rimelig kostnad, hadde det ikke vært uviktig. Som du vet, sitter imidlertid djevelen ofte i detaljene, noe som krever en mer grundig granskning.
Elbiler kan bety redusert utslipp i bymiljøer av for eksempel nitrogenoksider med bedre luftkvalitet som resultat. Dette innebærer også minsket utslipp av kulldioksid under drift, men kulldioksid er ikke giftig. Ønsket om å minske utslippene av karbondioksid handler om fryktede effekter på klimaet, ikke på lokal luftkvalitet.
Hvis elbilen skal erstatte dagens bilpark, kreves det at noen faktorer oppfylles. For det første må prisene være rimelige. For det andre kreves det at det er tilstrekkelig tilgang på de materialene som kreves for å bygge dem. Til slutt er det ønskelig at klima- og miljøegenskapene er bedre enn for dagens biler. Disse faktorene er ikke uavhengige, men er ofte knyttet til hverandre. For eksempel vil prisene bli urimelig dyre hvis det blir mangel på materiell som kreves for å bygge dem, ifølge loven om tilgang og etterspørsel.
Enkelt oppsummert kan det sies at det handler om en overgang fra væsker og gasser til faste stoffer, spesielt metaller. Hittil har biler blitt drevet av væsker, oftest fossilt brensel eller i noen tilfeller av gasser. De store utfordringene som dramatisk økt bruk av metaller innebærer, vil bli behandlet i neste artikkel i serien.
Det kan i først omgang se ut til å være en enkel overgang fra en type kjøretøy til et annen. Det kan se ut som en mindre forandring ved å lade et kjøretøy med strøm sammenlignet med å fylle dem med diesel eller bensin. Når vi ser nærmere på forandringen, er den likevel svært kompleks.
Hele Tysklands strømforbruk i dag vil være nødvendig bare for å lade alle personbilene.
For å gå over til elektrisk drift, må strømproduksjonen øke dramatisk. Det vil bli behov for store mengder strøm, ikke bare for å kjøre elbiler, men også for å produsere batteriene. I Europa vil det være behov for 500 TWh strøm per år bare for å lade personbiler. Dette tilsvarer nesten hele Tysklands strømforbruk i dag. En annen sammenligning er at det kreves rundt 50 store, moderne kjernereaktorer, og det tilsvarer hele Frankrikes atomkraftproduksjon. Dette gjelder samlet strøm i løpet av året. I tillegg vil lade-kapasiteten dobles i områder med kaldt klima. For i tillegg å lade lastebiler og busser med strøm, vil det være nødvendig med enda mer kapasitet.
Dessuten vil det være behov for 28 TWh per år i Europa for å produsere de batteriene som trengs for de 10 millioner biler og to millioner tunge kjøretøy som lages i Europa hvert år. Dette tilsvarer en femtedel av Sveriges nåværende strømproduksjon.
Norge har en gunstig startposisjon. Vi har en av de høyeste strømproduksjoner per person i Europa og har en normalårsproduksjon på 155 TWh, mer enn det vi trenger. Behovet vårt i Norge er ujevnt fordelt gjennom året på grunn av det kalde klimaet. Når det gjelder elbiler, kreves det betydelig mer strøm i de kaldeste vinterukene fordi kjørelengden for elbiler reduseres kraftig.
De siste årene har vi opplevd strømmangel og mye høyere strømpriser enn tidligere. I desember 2022 var prisen på strøm på topp med mange ganger høyere priser enn gjennomsnittet i perioden 2015-2020. Det er ingen sterke grunner for å tro at strømprisene vil synke kraftig de kommende årene.
Mange land vil nesten klare å forsørge de fremtidige elbil-parkene dersom de kunne ha brukt overskuddet av strøm som de har i perioder gjennom døgnet og året når etterspørselen er lav og produksjonen høy. Virkeligheten er likevel ikke så enkel. For å kunne utnytte overskuddsstrømmen optimalt til elbil-parkene, kreves det store investeringer i intelligent styring av strømforbruket og ekspansjon i strømnettkapasiteten. I Norge kan vi imidlertid holde tilbake vann i dammene og på den måten spare strøm til tider der forbruket er maksimalt. Spørsmålet er om strømnettet har stor nok kapasitet.
I Sverige er dessuten strømoverskuddet allerede belånt flere ganger for et antall ulike satsninger på eksempelvis elektrifisering av industrien og hydrogenproduksjon. Dette gjør at svenske energiselskap i de nærmeste årene vil ha behov for å ekspandere både strømproduksjon og strømnett. Hvis planene om omfattende elektrifisering i industrien gjennomføres, handler det om minst en fordobling av strømproduksjonen. Dette kommer opp kort tid etter at en betydelig strømproduksjon er blitt nedlagt. Avhengig av hvordan og hvor hver ny strømproduksjon bygges, krever dette alt fra omfattende til enorme investeringer i strømnettet.
EU's ovenfor nevnte beslutning om å forby salg av nye bensin- og dieselbiler fra 2035, innebærer at overgangen de nærmeste årene vil akselerere, og land i unionen må gjennomføre store investeringer i alle deler av sine strømsystemer. Tyskland har bare halvparten så mye strøm per person som Sverige, og i de fleste andre europeiske landene er strømproduksjonen enda lavere.
Det handler ikke bare om det totale strømvolumet, men også om hvordan det produseres. I dag står fossilt brensel for rundt 60 prosent av strømproduksjonen i verden og cirka 40 prosent i hele Europa. Hvis det skal være meningsfullt å kjøre elbiler for å minske utslippene av karbondioksid, må den strømmen som anvendes, bli produsert med fossilvennlige metoder. Ellers flytter man bare utslippene fra bilen til strømproduksjonen.
En veritabel eksplosjon av investeringer og utbygging vil være nødvendig for å oppnå EU's ambisiøse mål. For tiden er mindre enn to prosent av alle biler i Europa elbiler, og betydelig færre lastebiler og busser har elektriske drivverk, mens cirka ti prosent av alle biler som lages i verden er el-drevne. Dette innebærer at både lading og batteriproduksjon må økes dramatisk de neste 20-30 årene. Samtidig som dette planlegges, rammes mange land og regioner av strømmangel som truer den økonomiske veksten og bedriftenes muligheter for å bygge opp de bilparkene og den infrastrukturen som kreves for å gjennomføre omstillingen.
I Norge har vi i løpet av 2021 og 2022 opplevd svært merkbare prisstigninger på strøm som har ført til at strømregningen har blitt en belastning for hele vår økonomi. Mange familier har ikke råd til å varme opp hjemmene sine på den måten de er vant til, og strømregningen som er mangedoblet, gjør at folk må redusere annet forbruk til et minimum. Under slike forhold er det vanskelig å bytte bil i det hele tatt; det blir for mange utenkelig.
For å virkeliggjøre visjonene om elektromobilitet, kreves det mye mer enn elbiler, lastebiler og busser. Listen over investerings- og endringsbehov vil bli lang, og ingen har i dag full forståelse av alle endringene som kreves. Strømproduksjonen må øke, og strømnettet må bygges ut i tilsvarende størrelse. Infrastruktur for lading må bygges slik at alle kjøretøy kan lades hver dag, uansett sted.
Hvordan lader man for eksempel elbilene når fjellet er fullt av folk i vinter- og påskeferien?
Ett eksempel på dette er tilfeldige ansamlinger av mange personer, som ved rockefestivaler og store sportsarrangementer, vinter- og påskeferie. Hvordan ordner man elbil-lading for dette? Vi kan naturligvis avvise dette som at vi må tolerere at livsstilen vår endres i klimaets navn og derfor avstå fra slike fornøyelser, men likefullt er dette eksempler på kulturelle kollisjoner som kan oppstå ved denne samfunnsendringen.
Bilindustrien er sterkt berørt fordi det kreves mindre personell for å montere elbiler enn biler med forbrenningsmotor. På den andre siden trengs det mer personell i batterifabrikker og lignende. Hvis behovet for fossilt brensel faller bort, vil oljeindustrien av åpenbare grunner påvirkes dramatisk.
I media gis det ofte inntrykk av at overgangen til elbiler, hydrogenøkonomi og omstillingen til et mer bærekraftig samfunn bare er enkle endringer som vil skje nesten av seg selv. Det fremstilles bare som at vi enkelt kan bytte ut bensin og diesel med strøm. Samme sak gjelder for overgangen til hydrogenøkonomi. På overflaten trenger vi bare å innføre hydrogen som en energibærer og fase ut bruk av kull, olje og naturgass. Hva kan være enklere?
I mange deler av verden er det ambisiøse planer om å erstatte fossilt brensel for strømproduksjon med fornybar elektrisitet. I klartekst betyr dette for de fleste land sol- og vindkraft ettersom bare et fåtall land har naturlige forutsetninger for vannkraft. Siden mengden strøm varierer kraftig fra væravhengig kraft, er lagring av strøm ønskelig. Som en konsekvens av dette, satser mange land på batterier for lagring av strøm. Ettersom batterier er en mangelvare, betyr det igjen at batterier for elbiler konkurrerer med batterier til strømforsyning. I strategier for elektrifisering er det derfor rimelig å koble sammen sol, vind og batterier, forkortet til SWB i internasjonal litteratur.
Dette betyr at hvis elbiler skal utgjøre en reell forskjell når det gjelder utslipp av karbondioksid, rekker det ikke med selve bilen, men hele strømforsyningen må også være fossilfri. Siden drøyt 60 prosent av verdens strømproduksjon i dag gjøres med fossilt brensel, er dette en formidabel oppgave. Hvis det fossile brenselet skal erstattes med sol- og vindkraft, blir oppgaven enda vanskeligere fordi man da får den iboende konkurransen om batteriene mellom elbilene og strømforsyningen.
Dette problemet studeres mer inngående i den neste artikkelen i serien. Hvis utfordringene med å øke strømproduksjonen er enorme, er de likevel en stille vestavind sammenlignet med å produsere alle batteriene det er behov for.
Jan Blomgren, professor i anvendt kjernefysikk, forfatter og debattant
Kontakt forfatteren: [email protected]
