|
Elbiler i Danmark 7 Teknologiske udviklingsperspektiver7.1 Hybridbiler De californiske krav til bilfabrikkerne om at udvikle, markedsføre og sælge ”Zero Emissions Vehicles” (ZEV), svarende til en bestemt andel af det samlede årlige nybilsalg, har været en drivende kraft bag bilfabrikkernes udvikling af helt eller delvis elektriske køretøjer. Kravene var i en række år udformet, så de reelt kun kunne opfyldes af elbiler med batterier eller fuel celler. For nogle år siden blev reglerne efter pres fra bilfabrikkerne modificeret, så også hybridbiler og andre meget lidt forurenende biler (ULEV) kunne bidrage til at opnå de såkaldte ”credits”. Bilfabrikkerne skal betale 5.000 $ for hver manglende ”credit”. Der er udformet et differentieret system, hvor de forskellige typer af ZEV og andre helt eller delvis elektriske biler opnår ”credits” i forhold til, hvilke typer myndighederne ønsker at fremme, og hvor dyr teknologien er i dag. Således tildeles brintdrevne fuel celle elbiler (H2 FCV) meget høj ”credit” frem til 2008, hvorefter den falder til et niveau, der svarer til de såkaldte ”Full Function” (FF) elbiler, dvs. elbiler der har en rækkevidde på mere end 100 miles. Også hybridbiler som Toyota Prius kan nu opnå ”credit”, selv om denne ”credit” er væsentligt mindre end for en batteridrevet FF elbil. Men der er åbnet op for en udvikling af de såkaldte Plug-In hybridbiler (PHEV), der har en batterikapacitet, så de kan oplades fra nettet og køre mindst 10 miles i ren eldrift. Og kreditten stiger med stigende rækkevidde i eldrift. Dette kan vise sig at blive en interessant udviklingsmulighed, da den vil kunne finde sted som en løbende udvikling af de nuværende hybridbiler i takt med udviklingen i batteriteknologien. En kommende satsning på plug-in hybridbiler vil kunne betyde masseproduktion og dermed billiggørelse af nøglekomponenter som avancerede elmotorer og batterier, der samtidig vil muliggøre en mere konkurrencedygtig produktion af avancerede batteridrevne elbiler. Disse har en langt enklere konstruktion end hybridbiler og vil derfor kunne produceres billigere. Prototyper af batteridrevne elbiler med kendt avanceret teknologi viser, at der i dag ikke er reelle tekniske begrænsninger i den ydeevne, der kan opnås med en batteridrevet elbil. 7.1 HybridbilerMarkedet for hybridbiler har indtil i dag været domineret af to bilfabrikker, Toyota og Honda. Toyota introducerede sin første hybridbil Toyota Prius i Japan i 1997. Det er en bil i mellemklassen, der både har en forbrændingsmotor og en elmotor. I starten af 2004 lancerede Toyota næste generation Toyota Prius II, der er meget efterspurgt og alene i første kvartal blev solgt i mere end 25.000 eksemplarer. Toyota har i dag solgt i mere end 275.000 af disse biler, fortrinsvis i Japan og USA. 
Honda lancerede først hybridbilen Honda Insight, der er en lille to-personers bil, der mere sigter på et nichemarked. Den har et meget lavt benzinforbrug, men er solgt i langt færre eksemplarer end Toyota Prius. Honda har senere introduceret en hybridversion af Honda Civic, der i dag udgør næsten halvdelen af salget af hybridbiler i USA. Senest i 2005 har Honda introduceret en hybridversion af den noget større Honda Accord. En række lande giver i en introduktionsperiode særlige fordele til køberne af hybridbiler for at fremme introduktionen af ny innovativ teknologi. I dag satser de fleste bilfabrikker på at udvikle forskellige former for hybridbiler, og mange af de store bilfabrikker som Ford, General Motors og Daimler-Chrysler vil introducere hybridbiler på markedet i 2005 og de nærmeste år. Toyota har annonceret, at man fra 2012 vil sælge hybridversioner af alle fabrikkens bilmodeller. Ikke mindst i USA er markedet for hybridbiler stærkt stigende. Der sælges i dag flere hybridbiler end dieselbiler på det amerikanske marked. 7.2 Plug-In hybridbilerDer markedsføres ikke i dag plug-in hybridbiler, der opfylder de californiske krav om 10 miles ZEV-rækkevidde, som ren elbil. Den udgave af Toyota Prius II, der markedsføres i Europa og Japan, har en særlig knap for ZEV-mode, som muliggør, at bilen kan køre 1 km rent elektrisk. En længere rækkevidde vil forudsætte udbygning af batterikapaciteten med den type batterier, der anvendes i batteridrevne elbiler. Det er teknisk en meget enkel udbygning, og en beslutning om produktion og markedsføring af en sådan plug-in hybridbil vil formentlig primært bero på en vurdering af omkostninger og holdbarhed af de mulige batterityper. 7.3 Elbiler med brændselscellerBrændselsceller til transportformål er i dag på et så tidligt udviklingstrin, at det er meget vanskeligt og ligger uden for rammerne af denne rapport at vurdere hvilken levetid, effektivitet og fremstillingspris, der vil kunne nås om 10 –15 år. Det er stadig genstand for forskning, hvorledes en elbil med brændselsceller mest hensigtsmæssigt kan udformes. Muligheden for at kunne regenerere bremseenergien og behovet for en høj maksimaleffekt i biler ved acceleration og kørsel op ad bakke taler for, at elbilen principielt vil være en batteridrevet elbil med en brændselscelle som ”range extender”. Balancen mellem batterikapacitet og brændselscellekapacitet vil helt komme til at afhænge af den kommende udvikling i priser, effektivitet og levetid for disse komponenter. Det er dog en væsentlig problemstilling, at det samlede energiforbrug for en systemopbygning med brændselsceller, hvor brinten fremstilles ved elektrolyse, er 2 – 3 gange højere end et system, hvor elbilen forsynes fra lithium-ion batterier. 7.4 Avancerede batteridrevne elbilerDer er allerede demonstreret prototyper af batteridrevne elbiler med avanceret teknologi, som viser, at der i dag ikke er reelle tekniske begrænsninger i den ydeevne, der kan opnås med en batteridrevne elbiler. Eksempler på dette er en række projekter, der er gennemført i Japan på Keio universitetet, der har et særligt laboratorium for elbiler. Man har her i samarbejde med mere end 30 japanske firmaer udviklet meget avancerede elbiler, der bygger på konstruktionsprincipper, som udnytter og optimerer de særlige muligheder og krav, der er forbundet med teknologien i en batteridrevet elbil. Nøglekomponenten bag den høje ydeevne er de lithium-ion batterier, der i dag er tilgængelige. Det nyeste eksempel er det såkaldte Eliica-projekt, der kort skal beskrives i det følgende. Eliica står for Electric Lithium-Ion battery Car.
Billede af Eliica. Eliica fremstår som en meget usædvanlig bil i Rolls Royce størrelse med tandem-hjul. Hvert af de 8 hjul er forsynet med en indbygget kraftig elmotor. Bilen bygger på en række konstruktionsprincipper, der gennem en årrække er udviklet i tidligere projekter:
Principperne kan benyttes til køretøjer i mange forskellige størrelser og anvendelser, fra mini elbiler til busser eller varebiler. Principperne er velegnede til masseproduktion og vil derigennem kunne billiggøres. Den elektroniske styring af hjulene gør også konstruktionen meget velegnet til at indbygge automatiske kørefunktioner. Der er f.eks. udviklet programmer til automatisk parallelparkering. Eliica er bygget i to versioner, der i det ydre er ens og begge vejer ca. 2.400 kg. Den ene er optimeret til høj hastighed og satte i 2004 hastighedsrekord med næsten 400 km/t på en bane i Italien. Den anden, der er optimeret til høj acceleration, kan accelerere med 0.8 G. Dette betyder, at den 2.400 kg tunge bil kan accelerere fra 0 – 100 km/t på 4 sekunder. De meget effektive komponenter betyder, at bilen ved 100 km/t har en rækkevidde på 320 km. Målt i forhold til stikkontakten betyder dette et elforbrug på mindre end 200 Wh/km, hvilket er lavere end forbruget for de nuværende Citroën og Th!nk elbiler ved en hastighed på 80 km/t. Hvis de samme konstruktionsprincipper anvendes på en mindre ekstrem bil, f.eks. en mindre og lettere bil til 4 personer, vil energiforbruget pr. km kunne halveres. I et tidligere projekt arbejdede man med at udvikle en ”range extender” i form af en 10 kW brændselscelle, der skulle kunne forlænge bilens rækkevidde til 600 km. Efter nærmere analyser viste dette projekt at være uforholdsmæssigt kompliceret og dyrt, og projektet blev stillet i bero til fordel for udvikling af lynladesystemer, der på minutter kan oplade batterierne. Baggrunden herfor har været, at bilerne i langt de fleste tilfælde mere hensigtsmæssigt og billigere vil kunne oplades hjemme om natten fra den almindelige stikkontakt og til lave nattakster. Ved lange ture vil der med begrænsede omkostninger kunne opstilles lynladestationer på motorvejenes serviceanlæg. Eliica kan oplades fra 0 til 70 % kapacitet på mellem 10 og 30 minutter, afhængigt af batterikapaciteten.
|
