How good are electric cars?

Abstract (Swedish)

I ett samhälle där bilismen ökar blir en mer hållbar bilism allt viktigare. Sverige har satt upp som mål att ha en fossiloberoende fordonsflotta till 2030 och en helt fossilfri fordonsflotta till 2050. För att kunna uppnå detta spelar elbilen en viktig roll. Genom intervjuer med olika aktörer på den svenska marknaden visas i detta examensarbete att en stor tilltro sätts till elbilen, vid sidan av främst biodrivmedel.
Samtidigt råder det delade meningar och i media figurerar olika uppfattningar om hur bra en elbil är, vilket belyser hur större klarhet i frågan krävs. Elbilen utreds i detta examensarbete både genom litteraturstudier och sedan genom en egen analys där även en jämförelse med andra typer av bilar görs, allt ur ett livscykelperspektiv. Studien har ett Sverige-fokus och syftar till att ta reda på hur stora växthusgasutsläpp och hur stor primärenergianvändning en elbil egentligen ger upphov till, från vagga till grav. I processen definieras också de viktigaste faktorerna i elbilens livscykel.
De huvudsakliga resultaten är att en helt eldriven elbil, en BEV, släpper ut ungefär 72 g CO2-eq/km och en hybrid, en PHEV, släpper ut ungefär 92 g CO2-eq/km under en hel livscykel när de körs på en nordisk elmix. Bilarnas respektive primärenergiåtgång för hela livscykeln hamnar på runt 1,8 MJ/km (BEV) och 1,9 MJ/km (PHEV). I en känslighetsanalys visas hur dessa resultat kan variera när olika faktorer ändras. De viktigaste faktorerna avseende totala växthusgasutsläpp samt primärenergianvändning är den elmix som används i laddning av bilen samt vilket sätt bilen körs på (för en PHEV).
I en jämförelse med andra typer av bilar visas att elbilen är överlägsen vad gäller energieffektivitet, detta är då en nordisk elmix används i laddningen. Vad gäller växthusgasutsläpp innebär med gjorda antaganden en bil som körs på 100% HVO (till största del baserad på organiska restprodukter) ännu lägre utsläpp än en BEV, följt av en bil som körs på biogas och därefter en PHEV. Resultaten visar dock att en elbil är ett mycket bättre alternativ än bilar som körs på bensin eller diesel samt bilar som körs på blandningar innehållande bensin eller diesel kombinerat med biodrivmedel.

Abstract

In a society with growing car mobility, sustainable motorism becomes increasingly important. Sweden has set targets of having a fossil fuel independent vehicle fleet by 2030 and a fossil free vehicle fleet by 2050.In order to reach these targets the electric car plays an important role. Through interviews with different actors on the Swedish market, this thesis shows that much confidence is put in the electric car, in addition to primarily the use of biofuels.

At the same time there are conflicting opinions regarding the benefits of the electric car, sometimes reflected in the headlines in media, and clarity on the subject is needed. The electric car is in this thesis studied both through a literature review and a consequent analysis which includes a comparison to cars with internal combustion engines, all from a life cycle perspective. The study is focused on Sweden and aims to determine the magnitude of the greenhouse gas emissions and primary energy use caused by an electric car from cradle to grave. During this process the most important factors in the life cycle of an electric car are also defined.
The main results are that a completely electric car, a battery electric vehicle (BEV), emits around 72 g CO2-eq/km and a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), emits around 92 g CO2-eq/km during a complete life cycle when they are driven on a Nordic electricity mix. The cars’ primary energy use for the entire life cycle amounts to approximately 1.8 MJ/km (BEV) and 1.9 MJ/km (PHEV). In a sensitivity analysis it is shown how these results differ when certain factors are changed. The most important factors in determining the total greenhouse gas emissions and primary energy use are the electricity mix used in charging the car and the mode of operation (for the PHEV).
In the comparison with internal combustion engine vehicles (ICEVs) it is shown that the electric car is superior when it comes to energy efficiency when a Nordic electricity mix is used. Under the assumptions made, a car driven on 100% HVO (based mostly on organic waste products) will give rise to lower emissions than a BEV, which in turn results in lower emissions than a car driven on biogas and, in turn, the PHEV. However, the results indicate that an electric car is a much better alternative than a car driven on gasoline or diesel as well as a car driven on a blend containing gasoline or diesel combined with biofuels.

Popular Abstract (Swedish)

Hur bra är en elbil?

Det är inte första gången frågan ställs, men det verkar av någon anledning vara svårt att få ett rakt och enkelt svar. Ett argument som ofta hörs klart och ljudligt är att batterierna som används i elbilar inte är särskilt bra, och så var det ju problemet med räckvidden… År 2030 ska Sveriges fordonsflotta vara helt fossiloberoende, och det planeras ske bland annat med hjälp av en stor andel elbilar. Trots detta möter man ofta en viss skepsis till hur bra en elbil faktiskt är, vilket uppmärksammar behovet av att sätta punkt i debatten.

Faktum är att batterierna i elbilar inte alls har så stor påverkan som folk generellt verkar tro. I Sverige där elmixen som används i laddning medför låga växthusgasutsläpp är elbilen alltid överlägset bättre än en bensin- eller dieselbil, även när man tar hänsyn till batterierna och hela bilens livscykel.

Precis som för alla andra typer av bilar så bestäms klimatnyttan för en elbil till stor del av vilket bränsle man tankar med. I elbilens fall blir detta alltså elen som används i laddningen. När elbilen skapar rubriker ligger fokus ofta på att jämföra elbilar som drivs på kolkraftsframställd el eller liknande mot fossila drivmedel som diesel och bensin. Då kan traditionella bilar mycket riktigt få en fördel gentemot elbilen och leda till lägre växthusgasutsläpp, men man får inte glömma bort att i ett land som Sverige är detta en ganska irrelevant fråga. Den nordiska elmixen som köps och säljs på marknaden medför relativt låga
växthusgasutsläpp och talar vi om en svensk eller till och med en grön elmix blir utsläppen ändå lägre och nära noll. På så vis orsakar själva användandet av en elbil också relativt låga eller i bästa fall nära noll utsläpp.

Det man kan säga om batterier i en elbil är att de mycket riktigt ökar klimatpåverkan och att processen att tillverka en elbil släpper ut mer
växthusgaser att än att tillverka en konventionell bil. Det är dock inga enorma skillnader och sett ur ett helt livscykelförlopp så medför en elbil, ren batteribil eller plug-in hybrid, driven på nordisk el alltid lägre växthusgasutsläpp än en bil som drivs på bensin eller diesel. Detta är
viktigt att ha med sig i debatten eftersom det rör sig om ganska stora skillnader, minst 80 g CO2-ekvivalenter/km som i fallet då man jämför en plug-in hybrid och en konventionell dieselbil. För att sätta detta i relation kan sägas att en elbil som körs i Sverige på en nordisk elmix släpper ut cirka 70 g CO2-ekvivalenter/km växthusgas och motsvarande siffra för en plug-in hybrid ligger på runt 90 g CO2-ekvivalenter/km.
Hur bra en elbil faktiskt är beror såklart även på andra faktorer än vilken elmix som används i laddningen. Vilket körsätt man använder har en stor
påverkan på klimatprestandan för en plug-in hybrid; om man kör på motorväg där förbränningsmotorn kopplas på och används i högre grad stiger växthusgasutsläppen snabbt. Livslängd på bilen påverkar också, men även i det fall man tillåter en dubbelt så lång livslängd för en konventionell bil som för en elbil så är elbilen fortfarande helt överlägsen en bil som körs på bensin eller diesel.

Elbilar spelar en otroligt viktig roll i hur Sverige ska kunna uppnå fossilfrihet på väg, och det är dags att skrota idén om att batterier har en
avgörande påverkan på miljönyttan!

• author: Nilsson, Josefin
• supervisor: Pål Börjesson; Karin Neergaard
• organization: Environmental Engineering (M.Sc.Eng.); Environmental and Energy Systems Studies
• alternative title: An environmental assessment of the electric car in Sweden from a life cycle perspective
• course: FMI820 20152
• year: 2016
• type: H3 - Professional qualifications (4 Years - )
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Life cycle assessment, electric car, BEV, PHEV, greenhouse gas emissions, energy use, fuel, sustainable development
• report number: ISRN LUTFD2/TFEM-- 16/5110--SE + (1-114)
• ISSN: 1102-3651
• language: English
• id: 8884386
• date added to LUP: 2016-06-22 14:27:51
• date last changed: 2016-09-09 10:25:00