Framtidens vägfordon kommer att drivas med elektricitet. Det tycks vara en allmänt vedertagen åsikt. Hög verkningsgrad i drivsystemet och i det närmaste inga utsläpp i närmiljön, är några av de ofta påpekade fördelarna, förutom tyst drift.

Elektriska vägfordon kommer sannolikt att bli vanligare framöver. För fordon på spår är eldrift som bekant vanligt sedan mycket länge. Men medan spårtrafiken oftast får den elektriska energin kontinuerligt tillförd via en kontaktledning, kommer vägtrafikens elfordon att till stor del att bära med den elektriska energin i batterier ombord. Bränsleceller nämns ibland som alternativ, men batterier tycks vara huvudspåret.

Vad betyder det för miljön i stort att det blir fler batteridrivna vägfordon framöver, med allt större batterier för att klara kraven på tillräcklig körsträcka? Att dessa fordon i princip är utsläppsfria vid färd är gott och väl, men hur är det med miljöbelastningen i stadiet dessförinnan, således vid själva tillverkningen?
För tillverkning av en elbil ingår produktion av ett batteri, som är mycket energikrävande, vilket ger höga utsläpp av växthusgaser. Detta visas i en i medierna uppmärksammad studie avseende miljöbelastning av litiumjonbatterier för mindre fordon, framtagen av IVL Svenska Miljöinstitutet på uppdrag av Energimyndigheten och Trafikverket, presenterad i maj i år.
Användningen av batterier, således själva körningen, ingår däremot inte i denna studie,som har initierats och finansierats av Energimyndigheten och Trafikverket.
Studien har genomförts av Lisbeth Dahllöf och Mia Romare, forskare på IVL Svenska Miljöinstitutet.

De undersökta batterityperna är sådana som används för lätta fordon, men i undersökningen ingick även att ta reda på hur miljöpåverkan förändras i samband med att större batterier tillverkas. Det kan varas sådana storlekar som är aktuella för exempelvis elbussar.
Studien baseras på litteraturundersökningar och intervjuer. Syftet har inte varit att producera nya, egna data. Ett antal tidigare undersökningar inom ämnesområdet har således granskats. Dessa är dock av varierande omfattning och tydlighet, vilket gör att resultaten ger ganska stor spridning.

Dock kan IVL:s studie fastslå att vid dagens batteritillverkning får man räkna med utsläpp av 150–200 kg koldioxidekvivalenter per kilowattimme (kWh) i det färdiga batteriet. Energiåtgång för att producera ett batteri är omkring 350–650 megajoule (MJ) per kWh. Talen varierar även beroende på aktuell batterityp. I studien inkluderas katoder av litiumjärnfosfat (LFO), litium-nickel-mangan-kobolt-oxid (NMC) och litiummanganoxid (LMO), ihop med grafitanod.

Batteritillverkning och miljöbelastning:
Av Thomas Johansson Dags att miljödeklarera fordonsbatterier! En ny svensk studie över litiumjonbatteriers livscykel ur ett miljöperspektiv avslöjar att energiåtgången vid tillverkning är mycket hög och att koldioxidbelastningen därför kan vara synnerligen påtaglig
Återvinning förekommer nästan inte alls.

Energieffektivare tillverkning, utan fossil-el, och återvinning värdnamnet är några rekommendationer.
Just tillverkningen av katoder ger höga utsläpp av växthusgaser, framhålls i studien. Detta kan kanske förklaras med den komplicerade sammansättningen av olika material. Studien antar att batteritypen NMC i ökad utsträckning kommer att bli den dominerande batteritypen under överskådlig tid.

En elbil med ett 100 kWh-batteri har således släppt ut 15–20 ton koldioxid innan den ens har startat. Beräkningarna baseras på 50 till 70 procent fossil andel i den elkraft som används vid batteritillverkningen. I en krönika den 3 juni i år i Dagens Nyheter skriver motorjournalisten Lasse Swärd att tillverkning av ett 100 kWh-batteri motsvarar 15 000–20 000 mils körning med en Volvo V60 D2 diesel.
– För framtiden är det viktigt att produktionen av elfordons-batterier sker så energisnålt som möjligt och med tillförsel av el utan eller med små koldioxidutsläpp, säger Mia Romare. Anledningen till att energiåtgången är hög vid batteritillverkning är bland annat de mycket höga kraven på ren produktionsmiljö, och därtill generellt den komplicerade processen.

Ett litiumjonbatteri för fordonsdrift består av en mängd mindre celler som sammanbyggs till moduler vilka monteras i själva batterihöljet (container), som även innehåller elektronik för batteristyrningen (Battery Maganagement System, BMS) och utrustning för kylning (och ibland även för uppvärmning).
I studien framgår att det är själva batteritillverkningen – inklusive celltillverkningen – som är mest belastande avseende växthusgasutsläpp.
Gruvdriften, som ser till att råmaterialen blir tillgängliga, och följande upparbetning av dessa, påverkar inte i samma omfattning.
Batteritillverkning är således energikrävande vilket innebär hög förbrukning av elektricitet. Hur denna produceras är avgörande
för miljöbelastningen.
I länder med hög fossilandel vid elproduktion är batteritill-verkning starkt koldioxidutsläppande.
Här nämner utredningen Kina, Indien och Polen som länder med hög fossilandel, medan Sverige har en förhållandevis liten
andel.
Om man byter till produktion med helt vattenkraftbaserad elektricitet skulle utsläpp av växthusgaser minska med 60 procent, framgår i studien.

Det är således miljömässigt ganska paradoxalt när i den allmänna debatten Kina ofta framhålls som ett föregångsland avseende
batteriteknik.
Skulle batteriproduktion kunna förläggas till länder med låg fossilandel i elektricitetsproduktionen vore mycket vunnet. Hittills har vid val av produktionsplats oftast arbetskrafts-kostnader fått avgöra, inte miljöfrågor.
I studien diskuteras möjligheten att rationalisera batteri-produktionen genom ökat inslag av automatisering, varigenom kostnad för mänsklig arbetskraft skulle minska, och detta argument för miljömässigt olämplig lokalisering av produktionsplats försvinna.

Obetydlig återvinning
Återvinning av litiumjonbatterier behandlas även i studien.
Detta kapitel innehåller en hel del överraskningar för den som inte är så insatt i batteriers livscykel.
När kapaciteten i ett fordonsbatteri har minskat till 80 procent av ursprunglig, anses det har tjänat ut för sitt ursprungliga syfte.
Eftersom volymerna av uttjänta litiumjonbatterier för fordonsdrift ännu är tämligen små, finns idag endast obetydlig återvinning.
Idag finns dessutom endast svaga ekonomiska incitament för återvinning av batterier, noteras i utredningen. Detta förstärks
av att priserna på nya batterier faktiskt sjunker.

För batterier av typen litiumjärnfosfat (LFP) som hittills använts flitigt av den kinesiske tillverkaren BYD (Build Your
Dreams) finns överhuvudtaget inget ekonomiskt incitament för batteriåtervinning, läser man i studien.
Det finns flera regelverk som styr återvinning av bland annat batterier, men de anser studien inte vara tillräckligt långtgående.
Dessa regler bör således skärpas.

Hanteringen av uttjänta batterier sker i flera steg, med inledande demontering vilket främst görs av säkerhetsskäl; även ett
uttjänt litiumjonbatteri innehåller en hel del energi som inte får släppas lös på ett okontrollerat sätt.
Resterna förbränns dock. Därvid kan en del metaller återvinnas, som nickel, kobolt och koppar, dock endast till lågförädlad
form.
Ska dessa återanvändas i nya batterier, måste de således åter förädlas, vilket förstås kräver energi.
Uppseendeväckande är att litium överhuvudtaget inte återvinns, annat än i en form som kan användas som tillsatsmedel i betong!
Det har ibland föreslagits att batterier som inte längre duger för fordonsdrift skulle kunna användas i stationära energilagrings-system, där kraven är beskedligare.
Då uppstår frågan vem som ska garantera kapacitet, säkerhet och hållbarhet för dylika begagnade batterier, noteras i studien.

De redovisade resultaten baseras på de förhållanden som råder
idag. Det hävdas ofta att det sker en ständig utveckling på batteriområdet vilket snabbt skulle kunna förändra situationen.
I studien diskuteras några eventuellt kommande nya batteritekniker, såsom litium-svavel, litium-luft och så kallade solid statebatterier, således med fast elektrolyt.
Batterierna innehåller som nämnts metaller som litium, kobolt
och nickel, förutom järn och aluminium.
I studien nämns att kobolt, och till viss del nickel, är relativt sällsynta i jordskorpan och därför kan bli bristvaror om de i stor omfattning ska ingå i batterier.
Kobolt utvinns till stor del i Kongo, vilket innebär att de bland
annat finns i områden som kontrolleras av militära styrkor

En viktig slutsats i studien är som nämnts att undvika fossilbaserad elektricitet.
En annan är att rationalisera tillverkningsprocesserna så att lägre
energiåtgång kan garanteras. En tredje är att minska ökningen av
miljöbelastning vid ökad batteristorlek genom en mer kompakt
konstruktion.
Vidare måste fordonstillverkarna ställa högre miljökrav på batterileverantörerna.
Kommande styrmedel bör ta hänsyn till utsläpp även i tillverkningsskedet.
Studien pekar vidare på behovet av att komplettera dagens koldioxidmärkning av fordon med data även för tillverkning och skrotning.
Att utvinning av råmaterialen innebär intensiv användning
av kemikalier, att råmaterialen är ändliga och att den är energikrävande, gör att återvinningen av batterier måste bli bättre.
– Elfordon har generellt stora fördelar jämfört med bensin- och
dieselfordon, speciellt när det gäller lokala utsläpp och bullernivåer.
Men det är också viktigt att minimera miljöpåverkan i produktionsledet, kommenterar Lisbeth Dahllöf.

Och batteribussar?
Studien inspirerar förvisso till fortsatta undersökningar.
Det vore exempelvis mycket intressant att i kommande studier
undersöka miljöpåverkan av tillverkning av batterier för tunga fordon, exempelvis för eldrivna stadsbussar, och addera denna miljöpåverkan till påverkan vid elkraftgenerering för den elström som används för laddning.
Detta ska sedan sättas i relation till dagliga körsträckor i stadstrafik och till antal transporterade passagerare.
Då skulle ett mått på totalt utsläpp av exempelvis koldioxid per
passagerarkilometer visa den batteridrivna stadsbussens verkliga
miljöegenskaper.

Batterier på taket till en batteribuss.
Fyra stycken litiumjonbatterier på sammanlagt 76 kWh, 640 V, vikt 1 408 kg. Batterierna hålls ständigt på runt 20–24 grader med hjälp av ett vattenbaserat system.
Tillverkning av litiumjonbatterier är idag mycket energikrävande och kan därmed orsaka stora utsläpp av koldioxid. Miljönyttan med batteridrivna elfordon kan därför ifrågasättas.
Thomas Johansson
chefredaktör för Modern Stadstrafik