Er elbiler egentlig miljøvennlige?

Fra tid til annen fremsettes det påstander i media som i større eller mindre grad antyder at elbilen ikke er miljøvennlig. Grønn Bil har tatt for seg noen av de mest typiske, kritiske spørsmålene og forsøkt å gi balanserte svar.

Artikkelen er først og fremst ment som en referanseartikkel som kan brukes i debatter, og er derfor ganske omfattende. I Elbilforeningen er vi takknemlige for at problematikken blir så bredt og godt belyst. Så ta dere også tid til å lese hele.

Følgende spørsmål diskuteres i denne artikkelen:

• Fra et miljømessig ståsted, hva er egentlig poenget med elbiler?
• Jeg har lest at elbilen slipper ut mer CO₂ enn en bil med forbrenningsmotor. Er dette riktig?
• Jeg har hørt at opprinnelsesgarantisystemet gjør at vi selger vannkraften vår til Europa og bruker kullkraft her hjemme. Hvordan påvirker det utslippene fra elbilen min i Norge?
• Er all marginal kraftproduksjon kull? Vil overgang til elbil i Norge bety økt produksjon av kullkraft i Europa?
• Dette var mye informasjon på en gang. Kort oppsummert: Hva er utslippene fra en norsk elbil?

Fra et miljømessig ståsted, hva er egentlig poenget med elbiler?

Det miljømessige poenget med elbiler er å redusere utslipp – både lokalt og globalt.

En elbil flytter utslipp fra bil til kraftverk. Dermed slipper den ikke ut noe der den kjører. Dette gir mindre lokal forurensning og mindre støy i byene og langs veiene våre, noe som kommer alle som bor og oppholder seg der til gode – ikke bare elbilistene. Elbiler gir betydelige lokale miljøgevinster, noe som i sin tur også gir helsegevinster.

Elbilens utslipp vil avhenge av kraftsystemet. I Norge er kraftproduksjonen tilnærmet 100% fornybar, og utslippene fra en elbil vil være tilnærmet lik null – selv om vi er tilkoblet det nordiske og europeiske kraftsystemet fysisk, gjennom overføringskabler, og finansielt, gjennom kraftmarkedet. Mer om dette temaet lenger ned.

Ved å sentralisere utslipp fra flere millioner biler ved noen få kraftverk, muliggjør man rensing av utslippene fra bilparken gjennom karbonfangst og lagring ved kraftverk.

I Europa har man et karbonmarked kalt ETS , som setter et tak for utslipp av klimagasser. Ved å flytte utslipp fra bil til kraftverk, oppnår man også å flytte utslipp fra transportsektoren, som ikke er kvotepliktig, inn i energisektoren, som er kvotepliktig. Dette bidrar til økt etterspørsel etter utslippskvoter, noe som normalt sett bør føre til økt kvotepris – og dermed reduserte utslipp.

Jeg har lest at elbilen slipper ut mer CO₂ enn en bil med forbrenningsmotor. Er dette riktig?

CO₂-utslippene fra en elbil avhenger av kraftsystemet. Det finnes mange måter å beregne utslipp på. Det er altså ikke noe entydig svar på dette spørsmålet.

Først noen begreper: Det skilles mellom utslipp «Tank to Wheel» – altså utslippene fra selve bilen under kjøring – og utslipp «Well to Wheel» – altså alle utslipp fra produksjon av energi til forbruk av energi i bilen. I tillegg foretas det livssyklusanalyser som også ser på utslipp fra produksjon av bil.

For en elbil vil utslippene «Tank to Wheel» være null fordi alle utslipp genereres ved kraftverket. Skal man sammenligne utslipp fra en elbil med en tradisjonell bil, må man altså se på utslipp «Well to Wheel».

Hva angår utslipp «Well to Wheel», er det to ytterpunkter som de fleste vil være enige i:

• Dersom en elbil utelukkende går på fornybar energi, vil utslippene fra elbilen være tilnærmet lik null.

• Dersom elbilen utelukkende fyres med kullkraft av verste sort, og man i tillegg tar høyde for et stort overføringstap i strømnettet, vil elbilen kunne slippe ut mer CO₂ enn en liten, moderne dieselbil

Diskusjonen om hvor miljøvennlig en elbil egentlig er, foregår i all hovedsak mellom disse to ytterpunktene.

De som argumenterer for at elbilen ikke er miljøvennlig, vil gjerne fremføre en eller flere av påstandene under:

• Selv om snittutslippet fra kraftproduksjonen i et gitt kraftsystem, for eksempel EU, vil tilsi at en elbil slipper ut mindre CO₂ enn en bensinbil, er ikke dette nødvendigvis riktig, fordi
  • Elbilen bruker strøm til oppvarming, mens en forbrenningsmotor avgir overskuddsvarme som kan brukes til oppvarming. Dersom man tar inn dette i regnestykket, vil effektiviteten til elbilen bli lavere og utslippene høyere
  • Man må regne inn et vesentlig energitap under lading
  • Elbilen benytter marginal kraftforsyning som i følge noen vil være kullkraft. Dermed skal beregningsgrunnlaget for utslipp fra elbil være basert på et høyere CO₂-tall enn snittutslippet fra hele systemet.

• Selv om elbil er miljøvennlig i det norske, og kanskje til og med i det europeiske kraftsystemet, vil elbilen ikke være miljøvennlig der man i hovedsak produserer strøm med fossile energikilder som kull og olje. Dermed er ikke elbilen en god løsning globalt, og kan samlet sett gi en utslippsøkning som følge av økt bruk av kullkraft.

• Selv om en elbil er miljøvennlig i drift, vil produksjon av elbil generere vesentlig mer utslipp enn produksjon av en tradisjonell bil. Dermed er elbilen, i en livssyklusanalyse, ikke miljøvennlig.

De som argumenterer for at elbilen er miljøvennlig, vil gjerne fremføre en eller flere av påstandene under:

• Det er feil å se bort i fra elbilens bidrag til reduserte lokale utslipp. Selv i områder hvor elbilen slipper ut mer CO₂ enn en diesel eller bensinbil, kan gevinstene fra mindre lokal forurensning alene forsvare satsning på elbil.

• Under normale forutsetninger er en elbil vesentlig mer miljøvennlig enn selv den mest miljøvennlige dieselbilen i dag, både i Norge og Europa.

• Selv om det finnes områder i verden der en elbil vil kunne slippe ut mer CO₂ enn en diesel eller bensinbil i dag, dreier elbilsatsningen seg først og fremst om fremtiden. Det bygges ut mye fornybar energi i Europa, og utslippene fra det europeiske kraftsystemet forventes å falle. I USA satses det mye på naturgass, noe som vil gi betydelig lavere utslipp fra kraftsektoren enn kullkraft. I andre områder kan karbonfangst og lagring bli aktuelt, særlig i kombinasjon med et kvotesystem som gjør det dyrt å slippe ut CO₂, og dermed lønnsomt å fange og lagre den.

• Argumentet om at all marginalkraft er kull, og at elbiler dermed får høyere utslipp enn andre elektrisk drevne apparater, er rett og slett feil. Se eget avsnitt om dette.

• Dersom man skal bruke kull som eksempel på marginal kraftforsyning, bør man også se på hva som er marginal oljeproduksjon. Dersom man antar at dette er for eksempel oljesand i Canada, vil utslippene «Well to Wheel» for bensin- og dieselbiler bli vesentlig høyere.

• For å forenkle logistikken, raffineres olje til bensin og diesel relativt nærme sluttbrukermarkedene. Det vil si at oljeraffinerier i stor grad er tilknyttet det samme kraftsystemet som elbilene. Dette gjør at i områder med mye kullkraft, vil utslippene knyttet til raffinering av olje også stige tilsvarende.

• Selv om elbiler bruker strøm til oppvarming på vinteren, må man ikke glemme at en kald bensin- eller dieselmotor er svært ineffektiv, og dermed genererer meget høye utslipp inntil den får riktig driftstemperatur. På kalde dager, med mye småkjøring, er en elbil vesentlig mer miljøvennlig enn en forbrenningsmotor selv om man bruker strøm til oppvarming.

• Selv om utslippene knyttet til produksjon av elbiler i dag er høyere pr bil enn for produksjon av tradisjonelle biler, er dette først og fremst på grunn av lave produksjonsvolumer på elbil. Dersom elbil blir masseprodusert på de nivåene tradisjonelle biler blir produsert i dag, er det ingen grunn til at utslippene fra elbilproduksjon skulle være høyere enn for dagens biler – snarere tvert i mot.

Under er et lite knippe nyere artikler og studier om emnet. Vi tar gjerne i mot tips om andre undersøkelser.

 

Studie	Forfattere	År
Comparative Environmental Life Cycle Assessment of Conventional and Electric Vehicles	Anders Hammer Strømman et.al:	2012
Elbilpolitikken – virker den etter hensikten?	Bjart Holtsmark	2012
Tabell over CO2 – utslipp fra Nissan Leaf i amerikanske delstater	U.S. Department of Energy	2012
Avsnitt om elektrisitetsproduksjon i International Energy Outlook 2011	U.S. Energy Information Administration	2011
Are electric cars really better for the planet?	Better Place	?
How do the CO2 emissions from an electric car compare to a petrol car?	Better Place	?
Sammenligning av utslipp fra en VW Golf med forskjellige energikilder	Volkswagen	?
Er elbiler miljøvennlige? (Gjengitt i Teknisk Ukeblad)	Hans Peter Lenz, KIT	2012

 

Jeg har hørt at opprinnelsesgarantisystemet gjør at vi selger vannkraften vår til Europa og bruker kullkraft her hjemme. Hvordan påvirker det utslippene fra elbilen min i Norge?

En opprinnelsesgaranti er et dokument som utstedes av produsenter av fornybar energi. Systemet reguleres av Elmarkedsdirektivet på europeisk nivå og av nasjonale myndigheter. Under dette systemet kan strømkunder betale litt ekstra for en garanti om at strømmen de bruker er 100% fornybar. Samtidig får produsenter av fornybar energi litt ekstra betalt for strømmen sin sammenlignet med andre produsenter.

Norge har så å si 100% fornybar kraftproduksjon og er dermed en viktig leverandør av opprinnelsesgarantier. Nasjonale reguleringsmyndigheter plikter å utstede en varedeklarasjon som viser strømforbruk i hvert land basert på kilde, justert for opprinnelsesgarantier. Fordi vi selger opprinnelsesgarantier ut av landet, vil varedeklarasjonen for Norge vise at en betydelig del av norsk strømforbruk kommer fra europeisk kraftproduksjon, og at utslippene fra norsk strømforbruk dermed er mye høyere enn det norsk, fysisk kraftproduksjon skulle tilsi. Samtidig vil varedeklarasjonene fra andre land vi har solgt opprinnelsesgarantier til, vise tilsvarende lavere utslipp slik at de totale utslippene fra forbruk av kraft er i balanse med de totale utslippene fra produksjon av kraft på tvers av systemet.

Opprinnelsesgarantier dreier seg dermed først og fremst om hvor utslippene bokføres. Samtidig er systemet frivillig for kraftkundene. Tanken bak systemet er at inntektene fra de som er villige til å betale litt mer for fornybar strøm, skal gjøre det mer lønnsomt å bygge ut fornybar energi, noe som på sikt vil bidra til reduserte utslipp fra kraftsektoren. Det er ingen krav til at produsentene skal øremerke inntektene fra salg av opprinnelsesgarantier til utbygging av ny fornybar energi. Men flere leverandører av opprinnelsesgarantier tilbyr spesielle garantier hvor produsenten forplikter seg til å bruke garantiinntektene til utbygging.

Elbilforeningen har sammen med partnere sørget for opprinnelsesgarantier for hele den norske elbilparken de siste årene. En elbil bruker anslagsvis 0,2 kWh strøm per kilometer i snitt over et år. Om man kjører 15.000 kilometer per år, tilsvarer dette et strømforbruk på 3.000 kWh, eller 3 MWh per år. Garantiprisen for 1 MWh i 2012 ligger mellom 0,25€ og 0,35€. Dermed koster det mellom 6 og 9 kroner å kjøpe opprinnelsesgarantert strøm for en norsk elbil i et helt år. Fordi det er kjøpt inn opprinnelsesgarantier for alle elbiler i Norge, skal CO₂-utslipp fra disse i henhold til systemet bokføres til 0 i Norge.

Norge og Sverige innførte ved årsskiftet 2011 / 2012 et felles marked for elsertifikater som er uavhengig av opprinnelsesgarantier. I dette markedet får utbyggere av ny fornybar kraft utstedt ett sertifikat pr. 1000 kWh produksjon, mens kraftsalgsselskapene pålegges å kjøpe sertifikater for en viss andel av kraftsalget pr. år – økende fra 3 % av kraftsalget i 2012 til ca 18 % i 2020. Systemet gjør det mulig for utbyggere av ny fornybar energi å regne inn en forutsigbar kontantstrøm fra salg av sertifikater i utbyggingsprosjekter, noe som gjør det mer lønnsomt å bygge ut ny fornybar produksjon. Målsetningen er at systemet til sammen skal bidra til utbygging av 26.4 TWh ny fornybar energi i Norge og Sverige innen 2020. Frem til oktober 2012 har prisene på et elsertifikat variert mellom 129 NOK og 161 NOK. Med en sertifikatpris på 160 NOK vil en elbil som bruker 3.000 kWh strøm per år bidra med 14 kroner ekskludert MVA til utbygging av ny fornybar energi over strømregningen i 2012, tilsvarende 0,48 øre eks.mva per kWh.

Se også spørsmål og svar om opprinnelsesgarantier.

Er all marginal kraftproduksjon kull? Vil overgang til elbil bety økt produksjon av kullkraft i Europa?

Fra år 2000 til 2010 var Norge netto eksportør av 42 TWh kraft, i snitt 3,8 TWh pr år. Til sammenligning bruker en elbil i Norge anslagsvis 3.000 kWh pr år dersom den kjører 15.000 km pr år og har et snittforbruk på 0,2kWh / km. Pr september 2012 er det anslagsvis 8.500 elbiler i Norge, noe som gir et totalt årlig strømforbruk for elbilene på 0,025 TWh pr år. 3,8 TWh er nok til å drive nærmere 1,3 millioner elbiler i ett år. Norges krafteksport alene er altså nok til å drive våre egne elbiler, og samtlige av dagens elbiler i verden for den saks skyld, med god margin.

Frem mot 2020 vil det bygges ut betydelige mengder fornybar energi i Europa, blant annet som en konsekvens av EUs fornybardirektiv og som følge av det norsk-svenske el-sertifikatmarkedet. Econ Pöyry og Thema consulting har beregnet at Norden vil ha et kraftoverskudd på mellom 10 og 40 TWh pr år i 2020. Vi vil altså ha mer enn nok strøm til å elektrifisere både Norges og Europas bilpark uten behov for ytterligere kullkraft.

Kraftsystemet er et system i balanse hvor produksjonen i systemet reguleres etter forbruket. Enkelte fornybarkilder som for eksempel vindkraft og solkraft, er lite regulerbare. For å kompensere for manglende vind eller overskyet vær, trengs det derfor tilgang på regulerbar kraft. Dambasert vannkraft er utmerket regulerkraft: Vannet ligger klart i vannmagasiner til det trengs, og kan omdannes til strøm på et øyeblikk ved at man «skrur på kranen». Til sammenligning er et kullkraftverk eller et kjernekraftverk vanskeligere å regulere. Slike kraftverk som kalles termiske kraftverk, fungerer ved at man varmer opp vann til damp ved hjelp av for eksempel kull eller radioaktivt brensel. Dampen sirkulerer deretter gjennom turbiner som generer strøm. Selv om man ikke produserer strøm der og da, er det ofte lønnsomt å holde dampen i kraftverket varm fremfor å stenge ned hele kraftverket.

I et kraftsystem snakker man derfor ofte om grunnlast («Base load») . Dette er kraftproduksjon som går hele tiden. I grunnlast finner man ofte kraft som er krevende eller ulønnsomt å stenge ned, i all hovedsak termiske kraftverk som er bygget for jevn og kontinuerlig drift. I tillegg kommer uregulerbar kraft som elvebasert vannkraft, sol og vind. På toppen av dette har man regulerkraft som kontinuerlig justeres for å sørge for balanse i kraftsystemet. Her finner man visse typer kullkraftverk, visse typer gasskraftverk – og ikke minst dambasert vannkraft.

Fordi Norge har mye dambasert vannkraft, har vi svært god evne til å regulere vårt eget kraftsystem – men også kapasitet til å regulere våre naboers kraftsystem. Derfor vil Norge til tider importere strøm selv om vi isolert sett er i stand til å produsere all den strømmen vi trenger til eget bruk. Eksempelvis er det mer hensiktsmessig å importere vindkraft fra Danmark, og spare vann i kraftmagasinene våre, når det blåser så mye i Danmark at det genereres mer strøm enn danskene selv klarer å bruke. Til gjengjeld kan vi senere eksportere kraft til Danmark for å bidra til balanse i deres system når det slutter å blåse. Dette gir bedre utnyttelse av både Danmarks vindkraft og Norges vannkraft, og til syvende og sist billigere strøm fordi man unngår overinvesteringer i lokal regulerkraft.

For å sørge for at produksjon og etterspørsel er i balanse, finnes det et finansielt kraftmarked i form av ulike europeiske kraftbørser. I et spotmarked tilbyr kraftprodusentene strøm på timesbasis til kraftsalgsselskaper. Markedet baseres på hemmelig budgivning, og det er kraftbørsen som sørger for å matche tilbud med etterspørsel og gi beskjed til aktørene hvem som har fått tilslag på budene sine. Den nordiske kraftbørsen heter NordPool Spot, og har til enhver tid oppdaterte spotpriser for strøm i ulike nettområder, time for time.

I dette perspektivet blir marginal kraftforsyning definert som den tilbyderen som i en gitt budkonkurranse har det høyeste budet som blir akseptert – altså den dyreste kraftproduksjonen som skal til for å få markedet i balanse. Fordi budgivningen er hemmelig, er det ikke offentlig tilgjengelig informasjon som gir svaret på hva som er marginal kraftforsyning, time for time. På tross av dette, er det lite trolig at det er kullkraft som i hovedsak utgjør marginal kraftforsyning – snarere tvert i mot. Fordi det som tidligere nevnt er dyrt og tidkrevende å stenge ned et kullkraftverk fullstendig, det vil si å slutte å varme opp damp, er det ofte mer lønnsomt for operatører av kullkraftverk å tilby strøm billig, eller til og med med tap, i noen timer, fremfor å stenge ned hele verket. Kun dersom strømprisen forventes å holde seg stabilt lav over tid, blir det lønnsomt å stenge ned kullkraftverk.

I et noe lengre tidsperspektiv kan man anse marginal kraftforsyning for å være de kraftverkene som bygges ut for å dekke en langsiktig vekst i etterspørselen etter kraft. I dette perspektivet er det dermed heller ikke riktig å hevde at kullkraft utgjør marginal kraftproduksjon.

Dette var mye informasjon på en gang.
Kort oppsummert: Hva er utslippene fra en norsk elbil?

• Dersom man ser på det fysiske kraftmarkedet, er Norge over tid en netto eksportør av kraft. Så å si 100% av norsk kraftproduksjon er utslippsfri, fornybar energi. Altså er utslippene fra en elbil i Norge, fysisk sett, tilnærmet null.
• Dersom man tar høyde for det finansielle kraftmarkedet og opprinnelsesgarantisystemet, er det kjøpt inn opprinnelsesgarantier for samtlige norske elbiler. Utslippene fra norske elbiler skal følgelig bokføres til null.
• Dersom man tar høyde for det europeiske kvotesystemet, ETS, skal utslipp bokføres i landet der kraften produseres. Dermed skal utslipp fra norske elbiler i dette systemet bokføres til null.

Utslippene fra norske elbiler blir dermed tilnærmet null.