om elbiler Edvard Thomsens vej 14 2300 København S. Tlf: 72218800 Fax: 33381439 nfr@trafikstyrelsen.dk www.trafikstyrelsen.dk 1. Indledning Dette notat skal redegøre for de hidtidige erfaringer med elbiler i Danmark medio 2012. et er tilvejebragt ud fra de foreløbige resultater fra forsøg med elbiler i Danmark samt erfaringsopsamling fra kommuner. et bygger på publicerede resultater og på resultater og oplysninger fra forskellige kilder af ikke fortrolig karakter som Trafikstyrelsen i øvrigt har haft adgang til. et kan ses som en opfølgning på Trafikstyrelsens redegørelse om elbiler fra april 2010. 2. Status juli 2012 Med udgangen af juni 2012 var bestanden af elbiler i Danmark 1.191, heraf 999 personbiler. Med udgangen af 2010 var bestanden 394 elbiler, heraf 301 personbiler. Den markante øgning af bestanden kan primært tilskrives, at elbiler fra de store bilfabrikker, såkaldte OEM biler, blev introduceret på markedet i 2011. Det drejede sig om de stort set identiske biler Mitsubishi imiev, Peugeot Ion og Citroen C-Zero, der er små familiebiler, Renault Fluence og Nissan Leaf, der er mellemklassebiler samt om varebilerne Renault Kangoo og Mercedes evito. Før da fandtes overvejende ældre typer elbiler indregistreret i 90 erne, elbiler ombygget fra konventionelle biler samt små elbiler, der er typegodkendt som 4-hjulede motorcykler. I starten af 2012 introduceredes plug-in hybridbilen Opel Ampera. Ellastbiler fra Smith, der har bygget ellastbiler i mange år, er ligeledes introduceret på det danske marked. Foto: Mitsubishi I 2013 forventes tyske OEM elbiler på markedet fra VW/Audi, Mercedes Benz, BMW og Ford. Yderligere forventes plug-in hybridbiler fra Toyota, Volvo og Ford. 3. Forsøg og erfaring med elbiler Elbiler har indgået i flere forsøg herhjemme. Mange projekter har overvejende handlet om fx infrastruktur, og der har ikke eller kun i mindre grad været fokus på data- og erfaringsopsamling fra elbilernes drift. Af projekter kan nævnes EDISON og Green emotion. Sidstnævnte er en del af et større EU projekt. Nyere projekter, der fokuserer på data- og erfaringsopsamling, er: TestEnElbil: Projektet udføres af Clever (tidligere ChooseEV) og støttes af Trafikstyrelsen med 20,8 mio. kr. og af Energistyrelsen med 6 mio. kr. Målet er, at 300 elbiler skal køre i projektet på skift hos ca. 2.700 udvalgte familier. Indtil videre har projektet kastet nogle resultater fra praksis af sig indenfor kategorierne elforbrug, rækkevidde, driftsikkerhed, opladning, sikkerhed og adfærd/tilvænning hos forsøgsfamilierne.
Projekter under Energistyrelsens forsøgsordning: Energistyrelsen støtter en lang række små projekter med i alt 35 mio. kr. Af de større kan nævnes Prøv1elbil og forsøg med eltaxier. Endelig har flere kommuner anskaffet elbiler, og der sker erfaringsudveksling i Elbilsnetværket for Kommuner, der faciliteres af Trafikstyrelsen og Energistyrelsen. En del af kommunerne deltager i Energistyrelsens forsøgsordning. Både Trafikstyrelsen og Energistyrelsen planlægger yderligere forsøg med elbiler. Trafikstyrelsen har således givet støtte til nye projekter med el-taxaer og med elbusser. 4. Opladning Opladning kan ske hjemme eller i det offentlige rum. Man skelner mellem normal opladning og lyn opladning, også kaldet quick charge eller fast charge. Normal opladning findes hjemme og i det offentlige rum. Lyn opladning findes kun i det offentlige rum. Normal opladning sker ved 1 fase, dvs. 220 volt, og 10 16 Ampere. Ladetiden er ca. 4-8 timer afhængig af batteristørrelse og strømstyrke. Der findes ladestandere, der kan levere 3-faset strøm, hvilket kan afkorte ladetiden væsentligt; men de nuværende biler på markedet er kun indrettet til 1 fase, så den ekstra ladeeffekt fra 3 faser kan ikke udnyttes. Det forlyder, at nogle af de kommende tyske elbiler vil kunne oplade fra 3 faser. Bilen skal være jordforbundet under opladning. En sikringsboks afbryder opladningen hvis ikke jordforbindelsen er i orden. Boksen kan sidde på bilens medfølgende kabel, kaldet mode 2, eller indbygget i ladestanderen, kaldet mode 3. Lynopladning sker ved 400 Volt DC (jævnspænding) og ca. 120 ampere og kaldes mode 4. Bilen kan oplades til 80 % kapacitet på ca. 20 minutter. Det er ikke muligt at oplade bilen yderligere, da batteriet bliver varmt og ikke vil have tid til den såkaldte balancering. Skal bilen lades helt op må man altså fortsætte ved normal opladning. Alle biler har stik og kabel for normal opladning. Lynopladning kræver at bilen har yderligere et hunstik til dette, idet kablet med hanstik sidder på ladestanderen. Lynladestander Foto: Clever De nuværende biler har et japansk stik, CHAdeMO, til lynopladning. Man arbejder på en europæisk standard for et kombineret stik, COMBO stikket, der fra samme stik i bilen kan forbinde til lynladning eller normal ladning. Standarden ventes først på plads i 2017.
Opladning hjemme Opladning hjemme kan ske fra en almindelig 220 volt stikkontakt med god jordforbindelse gennem bilens medfølgende mode 2 kabel. Alternativt til en almindelig stikkontakt kan man benytte en mode 3 hjemme-ladestander gennem et ladekabel uden mode 2 boks. Fordelen ved hjemme-ladestanderen er, at man er sikker på, at den forbindes ordentligt til husets el-installation, og at man kan lade med 16 ampere, hvor et normalt 220 volt stik kun kan afgive 10 eller 13 ampere. Desuden kan opladningen foregå på tidspunkter, hvor netbelastningen er lav. Mange ladestandere har indbygget intelligens, og kobler til og fra når prisen på strøm er lav, hvilket indikerer, at netbelastningen samtidigt er lav. De foreløbige erfaringer fra TestEnElbil viser, at brugerne er tilbøjelige til at sætte bilen til opladning straks de kommer hjem, idet 48 % af opladningerne indtil nu er sket i tidsrumet 15 20. I dette tidsrum er netbelastningen størst. En intelligent ladestander er derfor en fordel. En anden foreløbig erfaring fra TestEnElbil er, at hovedparten af brugerne oplader bilen når den er ca. halvt kørt tom for strøm eller mindre. Andre erfaringer viser, at ikke alle brugere oplader elbilen dagligt, men måske hver anden eller tredje dag. Hjemmeladestander Foto: Clever Batteriskiftestationer i Danmark Foto: Better Place Batteriskiftestation Foto: Better Place
Opladning i det offentlige rum Der findes primo 2012 opladningsmuligheder i hele landet fra primært kommuner, energiselskaber og de tre aktører: Clever, Better Place og CleanCharge. Disse tre aktører har aftalt indbyrdes, at kunder hos een aktør kan oplade fra de andre aktørers ladestandere, eventuelt mod et gebyr et princip der kendes fra bankers hæveautomater. Der findes primo 2012 ca. 85 normale mode 3 ladestandere samt 11 mode 4 ladestandere, der leverer quick charge 400 Volt DC (jævnspænding) og ca. 120 ampere og 14 quick charge stationer på vej i 1. hå. 2012. Flere kommer til senere i 2012. Yderligere er en batteriskiftestation sat i drift og 19 er planlagt eller under opførsel, og åbner senere i 2012. Ved de normale offentlige ladestandere oplades bilen i princippet som fra en hjemme-ladestander. På hjemmesiden www.ladestandere.dk findes alle lademuligheder i det offentlige rum i Danmark. Ladestander Foto: Clean Charge Foto: Clever App, der bl.a. viser ladestandere og stiktyper i Danmark Ladestander Foto: Better Place 5. Kørsel og energiforbrug Elbilers energiforbrug og rækkevidde opgives i henhold til den europæiske kørecyklus, hvor bilerne testes i et målelaboratorium på et rullefelt ved en simuleret blanding af bykørsel og landevejs/motorvejskørsel. Kørecyklussen svarer til den konventionelle biler testes under. Som for den konventionelle bil, finder testen sted uden at udstyr er tændt, dvs. uden varme, aircondition, brug af radio etc. Energiforbrug og rækkevidde målt efter kørecyklussen indgår i bilens typegodkendelse. Nedenstående tabel viser en oversigt over batteristørrelse samt typegodkendt energiforbrug og rækkevidde for elbiler og plug-in hybrid biler på det danske marked. Bil Mitsubishi imiev/ Citroen C-Zero/ Peugeot ion Batteristr. kwh Energiforbrug Wh/ km 16 135 150 Rækkevidde km Nissan Leaf 24 173 175 Renault Fluence 22 130 185 Opel Ampera el-drift 16 169 83 Opels Ampera benzindrift 5 l/100 km (20 km/l) 500
I praksis afhænger rækkevidden af køremønsteret og den vil som regel være kortere end den oplyste, ligesom den er for den konventionelle bil. Elbilen har en generel god virkningsgrad, men især ved bykørsel er virkningsgraden god i forhold til den konventionelle bil. Derfor kan man med en fornuftig kørestil opnå en god rækkevidde med en elbil i byen, hvorimod rækkevidden falder markant ved hurtig motorvejskørsel, især hvis man samtidig bruger varme eller aircondition. Da elbilen har en generelt god virkningsgrad, og derfor bruger forholdsvist mindre effekt til fremdrift end den konventionelle bil, er den mere følsom overfor ekstra energiforbrug til fx varme og aircondition. Den konventionelle bil har en meget dårlig virkningsgrad i byen, og en bedre virkningsgrad ved højere belastning af motoren på landevej og motorvej. Derfor bruger den konventionelle bil forholdsvis meget brændstof ved bykørsel. Disse forhold er bekræftet fra de resultater og erfaringer der foreligger indtil nu, omend datagrundlaget kun er begrænset. Datagrundlaget vil blive betydeligt udbygget når TestEnElbil og Energistyrelsens forsøg skal afrapporteres sidst i 2012 og 2013. De foreløbige erfaringer fra TestEnElbil viser, at bilerne Mitsubishi imiev, Citroen C-Zero og Peugeot ion i gennemsnit har brugt 176 Wh/km, altså ca. 30 % mere end normforbrugets 135 Wh/km. Til sammenligning bruger en tilsvarende størrelse benzinbil, Peugeot 107, ca. 21 % mere end normforbruget beregnet efter indberetninger til Spritmonitor.de. Energiforbruget for elbilen er opgjort over efterårs- og vintermånederne, hvilket med kravet om varme ikke har været til dens fordel. Elbilens energiforbrug dækker over en stor spredning, hvor ca. 15 % bruger hvad der svarer til normforbruget eller mindre, men også en gruppe på 15 %, der med et forbrug på 220 400 Wh/km bruger væsentlig mere end normforbruget. Denne gruppe vil givetvis kunne mindske deres forbrug væsentlig ved kør grønt køreteknik. Generelt er der en tendens til, at energiforbruget falder, jo flere uger brugerne har haft bilen, og dermed får erfaring med at køre den. Bilerne har været benyttet til mange formål i bymiljø såvel som i provinsen og på landet. Mange familier har kørt bilerne gennem TestEnElbil og Prøv1Elbil og kommuner har benyttet bilerne i hjemmeplejen, tilsynskørsel og som lånebil til kommunens medarbejdere. Erfaringer fra kommuner viser, at især hjemmehjælpere har et højt energiforbrug i deres elbiler, hvilket dels skyldes, at de bruger meget varme (bilerne køler ned hver gang de holder stille) og dels at de i en stresset hverdag ikke har motivation til at køre grønt, selvom det ikke behøver at tage længere tid at komme fra borger til borger med grøn køreteknik. 6. Driftserfaringer Masseproducerede OEM biler er kommet på markedet i løbet af 2011, og der er derfor kun driftserfaringer over ret kort tid med disse biler, hvorimod der er længere tids driftserfaring med ombyggede elbiler, og selvfølgelig også med de små elbiler af typen 4-hjulede motorcykler, der dog er mindre interessante i den store sammenhæng. Alligevel kan der allerede nu konstateres en markant forskel mellem OEM bilerne og de ombyggede baseret på især kommunernes erfaring. Mange af disse biler har kørt under Energistyrelsens forsøgsordning. Der har kun været få og små problemer med OEM bilerne, der indtil nu tæller trillingerne Mitsubishi imiev, Peugeot Ion og Citroen Z-Zero. Problemer med trillingerne har især vedrørt banale fejl, som man også vil kunne støde på i konventionelle biler, fx pærer der skal udskiftes. Der har desuden været hændelser med, at bilernes 12 Volt batteri har været afladt, da der har været forbrug til måleelektronik mens bilerne ikke har været benyttet gennem længere tid (flere dag uger). Der har ikke været problemer med li-ion batterierne eller med den elektriske drivlinje.
Der har gennemgående været tilfredshed med OEM bilernes komfort niveau. Bilerne kan varmes og air konditioneres rimeligt, men det mærkes på rækkevidden, især om vinteren, hvor den er på grænsen af det acceptable for fx hjemmehjælpere. Den lille Think personbil og Modec lastbilen er også fabriksbyggede, men produceres i mindre volumen end trillingerne. Modec lastbilen har generelt fungeret tilfredsstillende, men enkelte har haft problemer, som det har taget tid at løse på grund af dårlige servicemuligheder i Danmark. Det samme gælder Think personbilerne, hvor der dog er flere meldinger om driftsproblemer end for Modec lastbilen, men mange Think biler har dog også fungeret tilfredsstillende. Nu er begge fabrikker gået konkurs, så fremtiden for disse biler er usikker. De ombyggede biler har gennemgående budt på store problemer, for nogle i en grad så man har opgivet at benytte bilerne. Citroen C1, der er anskaffet af mange kommuner og som indgår i Energistyrelsens forsøgsordning, er den af de ombyggede biler der har fungeret bedst, selvom de ikke har fungeret fuldt tilfredsstillende. En del er, efter en række børnesygdomme, kommet til at køre rimelig pålideligt, mens andre ofte har været på værkstedet. Serviceringen har fungeret rimeligt. Der er utilfredshed med bilens ringe trækkraft og med komfortniveauet, hvor der ikke er tilstrækkelig varme i kabinen på en hård frostdag. Rækkevidden om vinteren er ligeledes markant forringet. Der har været to ikke-fatale hændelser med brand. Den ene vedrørte ikke batteriet, men en løs samling ved den elektriske tilslutning til varmeapparatet. Den anden vedrørte batteriet, men forløb fredeligt og uden beskadigelse af køretøjet, hvilket tilskrives at der benyttes litium-jernfosfat batterier, der er mindre risikable end litium-kobolt batterier. Micro-Vett er Fiat biler, der er ombygget i tæt samarbejde med Fiat fabrikken. Disse biler har haft mange driftsproblemer, der ofte ikke har kunnet afhjælpes helt tilfredsstillende. Bl.a. elektronik og opladning har givet problemer. Serviceringen har været nogenlunde gennem bilernes danske repræsentant. Nogle kommuner har købt elektriske Fiat biler, der er ombygget af firmaet EnerBLU i samarbejde med en italiensk bilforhandler og sælges under Fiat navnet. Disse biler har givet alvorlige driftsproblemer med bl.a. elektronik og opladning, og i mange tilfælde har bilerne ikke kunnet køre. I starten havde bilerne en dansk repræsentant, der i nogen grad kunne afhjælpe fejlene, dog gennemgående ikke fuldt tilfredsstillende. Nu er der ikke længere en repræsentant herhjemme og EnerBlu yder ingen service. Mange af disse biler er derfor i realiteten opgivet.
7. Fremtidig teknisk udvikling Udviklingen på mellemlang sigt, fx 10 år frem, vil være: Udbuddet af elbiler vil stige væsentligt og de fleste OEM bilfabrikker vil om få år kunne tilbyde minimum en elbil såvel som en plug-in hybridbil. Bilerne vil falde markant i pris grundet masseproduktion. Prisfaldet gælder især batterierne, der er en dyr komponent, men bilerne bliver også billigere i produktion. Bilernes rækkevidde øges. Dette opnås ved forbedring af batterierne og bilernes energieffektivitet. En rækkeviddeforbedring på mere end 50 % er opnåelig med samme batterivægt. Dette svarer til en rækkevidde på 250 km mod nu 160 175 km for en normal elbil, målt efter den europæiske kørecyklus. Li-ion vil fortsat være den dominerende batteriteknologi. Der bliver ikke foreløbig tale om teknologispring, dvs. nye batterityper, der markant kan forbedre rækkevidden. På laboratorieplan arbejdes der dog med nye batteriteknologier. Induktionsopladning bliver sandsynligvis almindeligt til normal opladning af bilerne hjemme, og måske i det offentlige rum. Derved fjernes besværet med kabler og stik, der kan være en barriere. Induktionsopladning vil kunne have en acceptabel virkningsgrad (95 %). Standarder for opladning afklares og der forventes en europæisk standard for stik til DC lyn-opladning i 2017 (Combo-stikket). Lademulighederne i det offentlige rum udbygges og der bliver flere stationer med lyn-opladning, så elbilen kan anvendes over længere strækninger. Infrastrukturen bliver intelligent, såkaldte smartgrids, der vil udnytte den grønne strøm bedst muligt, og sikre, at brugere kan lade fra vilkårlige udbydere i det offentlige rum. Der bliver mulighed for at bruge noget af strømmen i bilens batteri, enten som en del af den intelligente infrastruktur, eller som en del af husets energiforsyning. Combo-stik Foto: Phoenix Contact