Elbilsbatterier – nya innovationer till fördel för miljön

Bilmarknaden blir alltmer elektrifierad. Det är till stor del bra eftersom det kan bidra till mindre fossila utsläpp, men elbilsbatterierna är fortfarande problematiska. Positivt är att det är en innovativ marknad där det just nu händer mycket som är positivt ur miljöhänseende.

SMB har tidigare beskrivit det pågående skiftet från bilar med förbränningsmotor när allt fler bilar drivs på el. Flera bilmärken har gått ut med att de nu satsar på elbilar och enligt Dagens Industri var 9,6 procent av Sveriges alla nyregistrerade bilar rena elbilar 2020 och 22,6 procent var laddhybrider, vilket är mer än en fördubbling mot året innan. 

På organisationen Bil Sweden tror man att försäljningen av elbilar kommer fortsätta öka i Sverige och att 80 procent av alla bilar i Sverige kommer att gå på el om tio år. De tror också att fler kommer att köpa elbilar de kommande åren när det blir lättare att ladda dem och priset är lägre.

Den stora fördelen för miljön med skiftet från förbränningsmotor till eldrift är att elbilar orsakar mindre klimatpåverkan än bilar som drivs av fossila bränslen. Enligt Naturskyddsföreningen minskar Sveriges klimatpåverkande utsläpp för varje bil som byts ut mot ett laddbart fordon, men samtidigt menar de att exakt hur mycket utsläppen minskar beror på hur elen framställts. Men helt miljövänliga är de självklart inte, det är alltid bättre för miljön att exempelvis gå eller cykla. Dessutom är elbilarnas batterier fortfarande bekymmersamma.

Elbilars batterier – varför är de ett problem?

Batterier påverkar miljön på olika sätt. Naturskyddsföreningen tar upp problematiken med litiumjonbatterier som är den vanligaste batteritypen för elfordon idag. De skriver att först och främst krävs flera typer av metaller för att tillverka batterierna, bland annat litium, koppar, aluminium och kobolt.

Bland dessa metaller har det diskuterats extra mycket om kobolt. Till exempel var utvinningen av denna ett huvudskäl till att elbilars batterier kallades blodsbatterier i en uppmärksammad artikel i Aftonbladet. I artikeln beskrevs hur utvinningen påverkade såväl människors välmående som miljön negativt.

Förutom att utvinningen av metallerna kan innebära sociala och miljömässiga problem finns ytterligare ett problem och det är att flera av metallerna är sällsynta. Naturskyddsföreningen hänvisar till Christian Ekberg, professor i industriell materialåtervinning vid Chalmers tekniska högskola, när de skriver om problematiken. Han menar att det idag inte finns tillräckliga resurser att ersätta alla bensinfordon med batteridrivna fordon.

Naturskyddsföreningen beskriver sedan situationen så här:

För att en storskalig användning av elbilar ska bli hållbar, parallellt med att lokala batterilager i energisystemet växer, krävs därför teknikutveckling. Forskning pågår både på hur man ska kunna återvinna litiumet i uttjänta batterier mer effektivt och på nya batteritekniker, utan sällsynta metaller, som kan ta över i framtiden. Som vid all utvinning av råvaror är det viktigt att ta stor hänsyn till både miljö och människor under hela processen. Exempelvis kan brytningen av litium ha stor lokal miljöpåverkan, precis som all annan gruvbrytning. Trots detta, är elbilen fortfarande ett bättre alternativ än fossilbilen, för den som är beroende av att kunna köra bil. Men att elbilar ensamt skulle lösa transportsektorns miljöproblem är tyvärr naivt att tro, vi behöver även minska transportberoendet. 

Utöver problematiken kring metallerna som krävs för att producera batterierna orsakar tillverkningen klimatpåverkande utsläpp. Enligt en analys utförd av IVL Svenska Miljöinstitutet landar de vanligaste bilbatteriernas genomsnittliga utsläpp på 61 till 106 kilo koldioxid för varje kilowattimme som batteriet kan lagra.

I en tidigare analys kom IVL fram till högre siffror, men i den nyare studien tog man även hänsyn till att största andelen av koldioxidutsläppen kommer från elen som används vid tillverkningen. Utifrån det minskar elbilsbatteriers påverkan när förnybar energi används vid tillverkningen istället för fossila energikällor.

Intensiv teknikutveckling bidrar till nya batterityper

Precis som Naturskyddsföreningen efterlyser pågår en intensiv teknikutveckling med syftet att få fram batterier med längre räckvidd, lägre pris, bättre hållbarhet och lägre miljöpåverkan. Det här har gjort att batterierna redan har förbättrats och att deras miljöpåverkan minskat.

Positivt är att den intensiva teknikutvecklingen fortsätter, bara det här året har flera nya spännande innovationer och projekt presenterats eller vidareutvecklats. Ett stort fokus verkar vara att ersätta sällsynta, eller på andra sätt problematiska, metaller.

Det här kan bland annat exemplifieras med en av årets mest uppmärksammade innovationer från kinesiska CATL som lanserat sina första natriumjonbatterier. Batteriet ska fungera helt utan nickel, kobolt eller litium. Företaget levererar bland annat till Volvo, Mercedes och Tesla. Produktionen beräknas vara igång 2023.

Ett annat exempel är det amerikanska företaget Form Energy som utvecklar ett batteri där litium ersatts av järn i stället för litium. Det här ska enligt företaget minska risken för att råmaterialbrist uppstår vid tillverkning av stora mängder batterier och dessutom få ner kostnaden för att lagra el till en tiondel av vad det kostar idag. En pilotanläggning planeras stå klar 2023.

Den amerikanska biltillverkaren General Motors har gått en annan väg och testar att använda aluminium i sina nya så kallade Ultiumbatterier. Fördelen med deras batterier ska bland annat vara att de har längre räckvidd och snabbare laddning. Produktionen beräknas vara igång 2024.

De tekniska innovationerna handlar dock inte bara om att byta ut metallerna utan även om konstruktionen av batterierna. Tesla presenterade till exempel redan 2020 en ny batterityp där battericellerna är den huvudsakliga innovationen. De mest betydande förbättringarna som Teslas innovation ska bidra till är att batterivikten och kostnaden sjunker. Viss produktion ska enligt plan vara igång 2021. 

Baserat på vad tillverkarna skriver i sin information om de nya batterityperna och vad som rapporterats i media verkar tyvärr inte miljö vara i främsta fokus för den pågående utvecklingen av elbilars batterier. Dock, bättre batterier kan göra elbilar mer attraktiva i jämförelse med fossila alternativ, vilket i sig är bra för strävan efter mindre klimatpåverkan från trafiken.

Nya batterifabriker i Sverige och Europa

Förutom att nya batterityper utvecklas växer det även fram nya batterifabriker, vilket kan kopplas till att fordonstrafiken blir alltmer elektrifierad och att behovet av elbilsbatterier ökar. I EU satsar man dessutom på att bli självförsörjande på elbilsbatterier och att det ska ha skett redan 2025, vilket är ett mål som är på väg att uppfyllas då det just nu byggs hela 38 nya batterifabriker i Europa. När fabrikerna står klara beräknas de kunna leverera batterier till 16,7 miljoner elbilar årligen.

Bland de nya fabrikerna återfinns Northvolts nya jättefabrik i Skellefteå. Enligt Tidningen Näringslivet ska Northvolt ha granskat flera alternativ innan Sverige och Skellefteå blev det slutgiltiga valet. Företagets huvudargumentet för att välja Skellefteå var tillgången på billig och grön el. 

Northvolt har också meddelat att de inlett ett nytt samarbete med Volvo och att ett gemensamt forsknings- och utvecklingscenter ska etableras i Sverige. Northvolt skriver följande:

Volvo Car Group har för avsikt att etablera ett joint venture med det ledande svenska batteriföretag Northvolt för att utveckla och producera mer hållbara batterier, skräddarsydda för att driva nästa generation av rena elektriska Volvo- och Polestarbilar. Som ett första steg för 50/50 joint venture, siktar Volvo Car Group och Northvolt på att inrätta ett forsknings- och utvecklingscenter i Sverige som ska starta verksamheten 2022.

Koboltbrytning i Sverige

Förutom att bygga batterifabrik vill även Northvolt återuppta den brytning av kobolt som pågick i Sverige på 1700- och 1800-talen, rapporterar Dagens Industri. Ett av argumenten är att brytningen skulle bli mer hållbar än den brytning som sker i andra länder. 

Det finns potential att på sikt få en geografiskt kompakt värdekedja. Det skulle vara bra för oss logistikmässigt, operationellt och miljömässigt, säger företagets kommunikationschef Jesper Wigardt till Dagens Industri.

Återvinning

Precis som Naturskyddsföreningen tar upp i sin skrivning om elbilars batterier finns behovet av förbättrad återvinning för att batterierna ska bli mer miljövänliga. Återvinning av elbilars batterier kan dock vara komplext. Enligt en rapport från Energimyndigheten skiljer sig elbilars batterier på flera sätt från andra batterier när det kommer till förutsättningarna för att återvinna batterierna. I rapporten står att de oftast har längre livslängd än andra batterier och att de i högre grad är inbyggda i utrustningen.

Dock verkar det också hända mycket just nu vad gäller återvinning av elbilars batterier. Exempelvis skrev Tesla om återvinning i sin årligt återkommande ”Konsekvensrapport”. Det första de pekade på var att batterierna bör ha lång livslängd eftersom ett batteri som fortfarande kan användas är bättre än ett som ska återvinnas. Sedan skrev de dock att alla batterier som inte längre kan användas ska återvinnas och att deras mål är att varje batterifabrik ska ha ett center för återvinning. 

Ett annat exempel är Volkswagen som öppnat en ny anläggning i tyska Salzgitter där uttjänta elbilsbatterier ska återvinnas. Där ska värdefulla råvaror som litium, nickel, mangan, kobolt, aluminium, koppar och plast tas tillvara på, och på längre sikt är målet en återvinningsgrad på upp till 90 procent.

Här i Sverige meddelade Stena Recycling tidigare i år att de investerar en kvarts miljard kronor i en ny återvinningsprocess för bilbatterier vid nya Stena Nordic Recycling Center i Halmstad. Satsningen ska enligt företaget göra det möjligt att återvinna 95 procent av ett litiumjonbatteri. Deras mål är att bli en ledande batteriåtervinnare i Europa. Till hösten planeras de första spadtagen. 

Vi ser en kraftig tillväxt i försäljningen av eldrivna fordon, där vi behöver möta våra kunders behov av att ta hand om uttjänta batterier på ett säkert och miljöriktigt sätt. Den här stora satsningen är en del i vår strategi där vi ska vara ledande på insamling och mekanisk bearbetning av litiumjonbatterier för att etablera ett cirkulärt kretslopp för batterier, säger Fredrik Pettersson, vd Stena Recycling Sverige.