Innledning

Batterier er ikke bare en global klimaløsning. Det raskt økende behovet for batterier kan også skape en ny, grønn industri i Norge.

Batterier har falt kraftig i pris de siste ti årene og gjort batteriteknologi til en helt sentral klimaløsning.

I Norge er dette først og fremst synlig i vegtransporten – hvor en stadig større andel av personbilene er elektriske. Men også til sjøs blir batterier i økende omfang tatt i bruk for å redusere utslipp. Fergerevolusjonen langs kysten vår har gått imponerende fort.

Salget av elbiler er i kraftig vekst også i flere andre land. Internasjonalt ser vi også et annet vekstområde for batterier – og som vi i dette notatet vier spesiell oppmerksomhet: Stasjonære batterier knyttet til el-nettet. Disse kan spille mange roller:

• Den største utfordringen med fornybare kraftkilder som vind og sol er at de ikke nødvendigvis gir oss kraften når vi trenger den. Slike variable kraftkilder trenger en eller annen form for lagring for at vi skal få utnyttet all energien. Her spiller batterier allerede en stor rolle.
• Batterier kan hjelpe både store bedrifter og små husholdninger å levere stabil kraft i perioder når belastningen på nettet ellers ville vært for stor.
• Batterier kan også bistå med spenningsregulering i strøk der el-nettet er for svakt utbygd. Eller de kan bidra med balansekraft og frekvensstøtte. Tjenester man typisk bruker fossil kraft eller vannkraft til i dag. Batterier kan erstatte disse kildene, og gjøre en bedre jobb i å yte
  slike tjenester.

Veksten for batteriteknologi globalt har ikke skjedd uten kontroverser. Størst oppmerksomhet har vært rettet mot barnearbeid og dårlige arbeidsforhold i kobolt-gruvene i Kongo, men også utvinning av litium i Kina har fått menneskerettighetsforkjempere til å protestere.

Som konsekvens av dette foregår det nå en rivende utvikling innen materialbruk, deriblant utvikling av batterier som behøver mindre eller ingen kobolt. Ulike materialer gir batterier ulike egenskaper som igjen åpner for andre bruksområder enn til transport og elektronikk.

Batterimarkedet ventes å mangedoble seg de neste tiårene. Denne veksten, kombinert med behovet for å etablere grønne og bærekraftige verdikjeder, gjør at Norge har de beste forutsetninger for å bli en industriell batterinasjon. De neste årene vil avgjøre om vi lykkes – eller om de mange planene om storstilt batteriproduksjon i Norge forblir planer.

Lars-Henrik Paarup Michelsen
Daglig leder, Norsk klimastiftelse

Lars Holger Ursin
Redaktør, <2°C

Ekspertintervjuet: Batterier vil bare bli billigere og mer utbredt

Ekspertintervju

Kingsmill Bond er energistrateg i Carbon Tracker Initiative

– Batterier er en av kjerneteknologiene i energiovergangen, og i likhet med det vi har erfart med de andre må vi vente at kostnadene fortsetter å falle, sier energianalytiker Kingsmill Bond i Carbon Tracker.

Bakgrunnen er at batterier i likhet med solkraft, vindkraft og hydrogenproduksjon er på en lærings­kurve, forklarer han:

– Forskning viser vi bør anta at den kurven vil fortsette å stige. Med andre ord: Vi bør gå ut fra at kostnadene i batteriteknologi vil fortsette å falle, trolig omtrent like raskt som før.

– Hva innebærer det i praksis?

– For transportsektoren, betyr det at det ikke bare er personbiler som vil bli stadig mer konkurransedyktige. Batterier vil snart være gode alternativer også i andre deler. Også i strømnettet vil batterier konkurrere på stadig flere områder.

– Hva slags teknologi konkurrerer batterier med?

– Jeg vil si først og fremst fossil industri. I transportsektoren konkurrer el-kjøretøy med konvensjonelle kjøretøy. Det er lett å transportere fossile drivstoff. Batterier er avhengig av ladeinfrastruktur. Det er der det kritiske punktet i konkurransen står nå. Men batterier er i ferd med å få overtaket.

Når det gjelder el-nettet, er også fossil energi konkurrenten. Batterier bidrar til å ta variabiliteten ut av variabel kraft: De kan lagre overskudd fra produksjonen og tappe av det når det er lite vind eller solen er gått ned. I Chile er det gjort avtaler om levering av solkraft til 30 dollar per MWh – med batterilagring. Dermed får man solenergi 24 timer i døgnet.

– Fremover, da, hva konkurrerer batterier mot, og hvem vil vinne markedsandeler hvor?

– Fremover tror jeg det er hydrogen i en eller annen form som vil være hovedkonkurrenten til batterier. Men egentlig handler det om at hydrogen vil kapre markedsandeler der batterier er et dårlig alternativ til fossilt.

Skal du for eksempel lagre energi over natten, er det fornuftig å bruke batterier fremfor hydrogen. Skal du lagre den i et halvt år, er hydrogen svaret. I transportsektoren har batteriene vunnet kampen om den lille lasten. Men den lange tungtransporten og shipping, der vil hydrogen eller ammoniakk antakelig spille en viktig rolle.

Hva som skjer de neste 30 årene, vet ingen. Men det er det vi har markeder til. Det er der vi vil få testet ut grensene.

– Det er mye sjeldne og kostbare materialer involvert i batteriproduksjon. Mange bekymrer seg for om det er nok av dem. Blant annet IEA. Har vi det?

– Jeg skrev faktisk en kommentar til det IEA-notatet du sikter til, der konklusjonen er ganske enkel: Vi har mer enn nok materialer tilgjengelig i jordskorpen til det grønne skiftet. Jeg tror dette er et falskt narrativ som fossilbransjen står bak. Jeg hører for eksempel ofte argumentet om at elbiler krever 200 kilo mer materialer enn en konvensjonell bil. Det høres jo mye ut. Men da «glemmer» man at det kreves 15 000 kilo olje for å kjøre den samme bilen gjennom levetiden. Skal man sammenlikne slikt, må man være intellektuelt ærlig. Det opplever jeg ikke at fossilindustrien er i dette spørsmålet.

TEKNOLOGI

Slik virker et batteri

Et batteri lagrer energi ved å flytte på den. Den ene veien må du gjøre et arbeid for å flytte energien. Den andre veien kan batteriet gjøre arbeid for deg.

– Tenk deg at du har to bøtter vann, sier senior­forsker Fride Vullum-Bruer på SINTEF.

– En står på gulvet og er tom. En annen står på et bord rett over, og er full. Når du bruker batteriet, er det som om du åpner en kran i bøtten på bordet. Da renner vannet ned i bøtten på gulvet. Skal du få vannet tilbake igjen, må du gjøre arbeid – du må løfte bøtten fra gulvet opp og helle vannet tilbake, sier hun.

Omtrent slik fungerer et batteri også. Bortsett fra at i stedet for vann, er det stoffer med elektrisk ladning du flytter. I utgangspunktet har nemlig alle atomer det samme antallet positivt ladde protoner i kjernen som de har negativt ladde elektroner som går i bane rundt kjernen.

Men noen atomer kan gi fra seg elektroner, eller ta til seg ekstra elektroner, og være nokså stabile i den tilstanden. Da kaller vi dem ioner. Ioner kan være positivt eller negativt ladet. Og som med alt annet som har elektrisk ladning: De søker mot den motsatte ladningen.

I prinsippet utnytter alle batterier dette. Du har to elektroder med en elektrolytt mellom. Setter du på strøm og lader batteriet, tvinger du elektronene gjennom en elektrisk krets på utsiden av batteriet. Da vil de positivt ladde ionene gå fra den ene siden (katoden) til den andre (anoden).

Når du bruker batteriet, er det anoden som er full av elektroner og ioner. Da er de i en tilstand hvor de bare trenger en liten dytt, så går elektronene og ionene tilbake til katoden. Dytten består i at elektronene får bevege seg gjennom en elektrisk krets – for eksempel i mobiltelefonen eller elbilen din.

På innsiden av et litium-ion-batteri

Litium-ion-batterier er blant de vanligste vi har i dag. I disse batteriene er det ioner av grunnstoffet litium som vandrer inni batteriet. Når du kobler polene sammen i en ytre krets, går elektronene gjennom kretsen og gir deg strøm. Da glir samtidig litiumionene fra anoden til katoden. Når du lader, tvinges elektroner og ioner til å gå motsatt vei.

Ulike materialer, ulike egenskaper

Svært mange ulike stoffer brukes i batterier. Og ulike stoffer kan gi helt ulike egenskaper.

– Generelt bør jo batterisystemene lages til det du skal bruke dem til. Trenger du mye effekt? Må batteriet reagere hurtig? Skal batteriet lagre strøm lenge? Ulik bruk krever ulik dimensjonering og ulike batterityper, sier SINTEF-forsker Kjersti Berg.

Hvis du for eksempel skal bruke et batteri til spenningsstøtte i el-nettet, må det reagere på et sekund, og pøse inn mye strøm i tjue sekunder. Skal du derimot knytte det til et solcelleanlegg og bruke det jevnt utover dagen og natten, trenger du en annen type, med andre tilhørende omformere og styringssystem.

– Materialvalg henger sammen med hvilke egenskaper du er avhengig av, forklarer seniorforsker ved SINTEF, Fride Vullum-Bruer.

– Da kan vi være opptatt av egenskaper som spesifikk energi og spesifikk effekt, sier hun. 

Spesifikk energi handler om hvor mye energi du kan lagre per vektenhet. Det kan være viktig i for eksempel elbiler og elfly, der vekt og volum er begrensende faktorer.

Spesifikk effekt handler om hvor høy effekt du kan få ut av batteriet over kort tid. Viktig for eksempel for et batteri på en fergekai.

Andre egenskaper kan være kostnad, levetid og sikkerhet. Noen ganger kan du for eksempel være villig til å ofre litt energitetthet til fordel for at du får noe som er ekstra brann- og eksplosjonssikkert, forklarer Vullum-Bruer:

– Da kan du velge materialer som gir svært høy sikkerhet, men lavere energitetthet og som er mye mer kostbart. Slike batterier brukes gjerne i romfart eller på ubåter – fordi der er du veldig sårbar om det skulle skje noe med batteriene, sier hun.

Figuren viser hvordan to relativt vanlige litium-ionbatterityper, NMC og LFP, skiller seg fra hverandre på ulike egenskaper.

NMC består av litium sammen med nikkel, mangan og kobolt og har høy energitetthet (spesifikk energi). Altså kan det lagre mye energi per vektenhet. I elbiler er dette en viktig egenskap.

LFP består av litium, jern og fosfor. Det har lavere energitetthet, men bedre
levetid og sikkerhet. Da passer det godt til fastmontert lagring av energi, hvor det ikke betyr så mye at det tar litt plass eller veier en del og der brannrisiko er noe du helst vil unngå.

Må vi ha kobolt i batteriene?

Rapporter om barnearbeid og dårlige arbeidsforhold i gruver i Kongo har gitt kobolt et dårlig rykte. Batteriindustrien jobber med saken, men det tar tid.

For det er mange grunner til at man ønsker å kvitte seg med kobolt, forklarer seniorforsker i SINTEF, Fride Vullum-Bruer.

–  En ting er de etiske vurderingene, dem må vi ta på alvor. Batteriprodusenter som Northvolt krever for eksempel nå at leverandører av kobolt må innfri krav som utelukker kobolt fra gruver som opererer uetisk. I tillegg kommer det nye EU-regulativer som vil sette strenge krav til batterier produsert i EU og batterier og materialer importert til EU, forklarer hun.

For EU er kobolt et problem fordi det er et kritisk mineral som EU er avhengig av å importere. EU-kommisjonen anslår at etterspørselen etter kobolt vil bli fem ganger høyere mot slutten av 2020-tallet.

– Kobolt har vært en utfordring blant annet fordi det er sjeldent og kostbart, sier Kingsmill Bond i Carbon Tracker. I tillegg er det en miljøgift. Så hvorfor kvitter vi oss ikke med det? Må vi virkelig ha kobolt i batteriene?

– Ja og nei, sier Vullum-Bruer.

– Utfordringen med kobolt er at det har egenskaper som gjør det nødvendig å bruke litt av i noen batterityper. Men det er blitt stadig lavere andel av kobolt i disse batteriene. De første NMC-batteriene hadde omtrent like deler nikkel, mangan og kobolt i seg. Nå er forholdet rundt 80 prosent nikkel, 10 prosent av kobolt og mangan. Og kobolt er ett av materialene forskerne virkelig jobber for å bli kvitt i batteriene. Målet er å kvitte seg helt med det. Og i noen batterityper, som dem med LFP-katoder, har du jo ikke kobolt i det hele tatt, sier hun.

LFP-batterier har generelt lavere energitetthet enn NMC-batterier, og det har vært skepsis til å bruke dem i nyere elbiler. Tesla selger imidlertid i dag Model 3-modeller med LFP-katoder – riktignok ikke i utgavene med lengst rekkevidde. Og den kinesiske produsenten BYD har også erklært at de dropper kobolt helt i alle sine modeller.

Råvaremangel og gjenvinning

Har vi nok materialer til alle batteriene? Og gjør vi nok for å gjenvinne dem?

Litium-ion-batterier er blitt svært utbredte, og de er blitt billigere å produsere de siste ti årene. Samtidig tærer produksjonen på kjente reserver.

EU-kommisjonen har satt litium på sin liste over kritiske råvarer, og antar at man vil trenge 18 ganger mer litium i 2030 enn etterspørselen var i 2020. Deutsche Bank anslår at prisen vil minst tredobles i samme periode. Det internasjonale energibyrået IEA advarer om at metaller som litium på sikt kan bli mangelvare.

Kingsmill Bond i Carbon Tracker Initiative imøtegår bekymringen fra IEA.

– Vi kjenner til forekomster av 170 ganger så mye litium som årlig etterspørsel. Og de kjente forekomstene har økt med 52 prosent de siste åtte årene. Dette er ikke noen begrensning på sikt, sier han.

Seniorforsker Fride Vullum-Bruer i SINTEF mener også vi har tilgang til mer enn nok litium. Hun peker imidlertid på at utvinningen av batteriråstoff ikke alltid er bærekraftig, og at potensialet for gjenvinning er stort. Samtidig er de fleste batterier i utgangspunktet ikke designet for dette, sier hun:

– Frem til nå har resirkuleringsteknologien hengt langt etter batteriutviklingen. Det er dyrt, det er ikke forsket nok på det, og vi har endt opp med å bare resirkulere de materialene som har vært lønnsomme allerede. Kobber, aluminium, kobolt, mangan og nikkel, sier Vullum-Bruer.

I dag kan typisk omtrent 50 prosent av materialene i et batteri bli gjenvunnet. Alt annet går som avfall og blitt brent eller kastet i deponi. Men etter nye EU-krav vil opp mot 90 prosent måtte gjenvinnes – inkludert litiumet.

– Så vi vil få mye mer materialer som vil gå sirkulært. Og det er vi rett og slett nødt til, med den farten vi ser på elektrifiseringen i dag, sier Vullum-Bruer.

Ekspertintervjuet: Batterier i kraftsystemet

Batterier kan spille en viktig rolle i distribusjonen av elektrisk kraft. Og ikke bare som mellomlagring av overskudd fra produksjonen. SINTEF-forsker Kjersti Berg forklarer.

Ekspertintervju
Kjersti Berg er forsker i SINTEF.

Ekspertintervju

Kjersti Berg er forsker i SINTEF.

<2°C: – Alle skjønner nok hva batterier gjør i el-biler, men hva skal vi med batterier i det elektriske nettet vårt? Hvor kan de brukes?

Kjersti Berg: Det er lettest å forklare hvis vi deler dette i tre bruksområder: Hos kunder, altså bak strømmålere, i distribusjonsnettet, og som markedstjeneste.

For det første kan altså batterier brukes hos strømkunder. Både private husholdninger og nærings­livet. Hovedsakelig tenker jeg da på dem som produserer strøm selv, for eksempel med solcelleanlegg på taket. Dersom du lager mer strøm enn du trenger på noe tidspunkt, kan du lade batteriet i stedet for å selge strømmen rett ut på nettet.

– Er det fordi du tjener mer på å spare strøm enn å selge overskuddet?

– Ja, for eksempel. Eller hvis du av andre grunner bare ønsker å øke forbruket av egenprodusert strøm. For næringslivet kan det være spesielt aktuelt, for å begrense effekttariffen. Mange næringslivskunder betaler nemlig ikke bare for energien de bruker, de betaler ekstra dersom de tar ut høy effekt i et kortere tidsintervall. Bruker de batterier, kan de bruke dem til å dekke behovet for slike effekttopper, og spare mye.

Slike effekttariffer betaler ikke privathusholdninger i dag, men det kan jo dukke opp i fremtiden. Da blir det mer aktuelt med batterier også i boliger.

– Du nevnte batterier i distribusjonsnettet?

– Der er batteriene spesielt egnet for eksempel som spenningsstøtte. Kort fortalt stilles det krav i forskrift om leveringskvalitet i kraftsystemet om at spenningen du får fra strømnettet skal holdes innen et visst område. Her kan batterier hjelpe til: Hvis det blir for lav spenning i noen timer, kan batteriet kobles på og bidra til å forsterke spenningen så man kommer innenfor.

Dette kan være et alternativ til å investere i oppgraderinger av linjer, sette inn en ny transformator, eller annet. Da må man selvsagt vurdere kostnaden for batteri mot kostnaden av oppgradering. Hvis det for eksempel er slik at man bare noen få ganger i året har behov for spennings­støtte, og man befinner seg i et tynt befolket område der man har behov for lange linjer for å oppgradere, kan det fort lønne seg å bruke batteri. I alle fall kan nettselskapet utsette investeringen.

– Men resten av tiden bare står batteriet der?

– Ikke nødvendigvis. Det som er så fint med batterier er at de kan både levere strøm, og forbruke strøm – for eksempel overskudd fra produksjon. Selv om en investering i batterier ikke er lønnsomt til ett påtenkt bruk, kan du jo se deg rundt om det er noe annet du kan bruke det til som også kan generere inntekter eller kutte kostnader. Såkalt value stacking. Man kan mellomlagre strøm fra lokal, variabel kraftproduksjon. I tillegg kan batteriet levere spenningsstøtte til det lokale nettet.

– Og så snakket du om å tilby markedstjenester.

– Da tenker jeg først og fremst på å bidra med systemtjenester til Statnett. Typisk frekvensregulering: Statnett har ansvar for å holde frekvensen i strømnettet innenfor et bestemt område. Hvis frekvensen blir for høy eller lav, må de trekke ut eller pøse på med masse effekt for å stabilisere. Til det fungerer batterier veldig bra, fordi det krever kort responstid. Andre teknologier som er tilgjengelige trenger mer tid på å starte opp og levere den effekten du er ute etter.

Et siste bruksområde som egentlig er litt på siden av alt dette, er det vi kaller energiarbitrasje. At man kjøper strøm når den er billig, og lagrer den for å selge når den er dyr. Tidligere har ikke strømprisen variert så mye i Norge at det har vært lønnsomt. Du har alltid et tap når du lader opp og lader ut, og det tapet har spist opp profitten. Men med tilgang til stadig mer variabel kraft, vind og sol, er dette mer og mer aktuelt å bruke batterier til.

Tenk deg at du har batterier tilknyttet bedriften din for å kutte effekttopper og spare effekttariff når produksjonen starter hver morgen. Så får du midt på natten tilgang til nesten gratis vindkraft. Hvis vi fortsetter å ha variabel strømpris, men med topper som er høye, vil dette kunne bli mer lønnsomt.

MARKED

Derfor har batterier blitt så billige

På ett tiår har batteriprisene falt med nær 90 prosent. Analytikere spår at prisen vil fortsette å falle. Men det er ett viktig ankepunkt.

– Det handler om skala, erfaring, ingeniørkunst og billigere råvarer, svarer energistrateg i Carbon Tracker, Kingsmill Bond.

– Og det er ikke spesielt kontroversielt å gå ut fra. Produksjonskostnadene for elbiler nærmer seg fossil­bilenes. Det så mange på som den hellige gral. Nå er vi der snart, sier han.

BloombergNEF anslår at kostnadslikhet mellom bensin- og batteribiler – uten subsidier – nås når batterikostnadene runder 100 dollar/kWh. Og de beregner at det vil skje i 2025–2027. I 2030 anslår de at batteripakker i snitt vil koste 58 dollar/kWh. Altså under halvparten av 2020-prisen.

BloombergNEFs batterianalytiker James Frith advarer likevel om at trenden vi har sett de siste ti årene kan være i ferd med å brytes. Årsaken er at katodematerialene er blitt vesentlig dyrere. Prisen på litiumoksid har for eksempel økt med 250 prosent fra januar til oktober i 2021.

Frith advarer derfor mot at det i verste fall kan føre til at batteripakkeprisen øker igjen. Samtidig utelukker han ikke at det kan være en midlertidig fase. Der får han støtte fra Kingsmill Bond:

– Det er alltid et gap mellom tilbud og etterspørsel på mineralmarkedet. Når etterspørselen stiger voldsomt raskt, vil tilbudssiden slite med å holde følge. Da får du flaskehalser og du får høyere priser. Det utløser mer mineralutvinning, og så faller prisene igjen. På kort sikt får vi perioder med mangel, men slike perioder driver frem nye løsninger. Vi tror med andre ord dette vil løse seg, sier han.

Frith tror også satsing på andre batterimaterialer til stasjonære batterier vil påvirke prisene. I en kommentar på Bloomberg.com trekker han frem natrium­-ion-batterier, som eksempel. Disse batteriene er i dag lite egnet i elbiler, men kan tenkes å bli mer utbredt i for eksempel stasjonære anlegg fremover. I så fall kan mer litium frigjøres til elbilbatterier, noe som kan ha betydning for litiumprisen.

Venter mer stasjonære batterier i el-nettet i Norge

Vannkraftmagasinene har fungert som energilagring i norske el-nett. Likevel er batteriene så smått på vei inn også her.

– Det begynner å dukke opp en del prosjekter. Foreløpig er det under et hundretalls, men vi har ikke full oversikt over alt som rører seg, sier overingeniør Jarand Hole i NVE.

Ett eksempel på et slikt prosjekt, er knyttet til det planlagte solkraftverket Seval Skog vest for Gjøvik. Her vil Energeia AS etablere en 100 MW solpark i kombinasjon med utmarksbeite. I konsesjonssøknaden åpner selskapet for også å installere et batteri for mellomlagring av strøm.

Men det prøves ut stadig flere steder. For eksempel i installasjoner som batterier i tilknytning til ladeanlegg til elbiler i private garasjer, bak strømmåleren.

– De større prosjektene ute i selve distribusjonsnettet, er det gjerne nettselskaper som står bak. De tester ut og prøver å gjøre seg kjent med hvordan batterier kan hjelpe til å løse ulike situasjoner i nettet, sier Hole.

Et annet eksempel NVE ser oftere der batterier er knyttet til nettet, er på fergekaier.

– Når du skal lade fergen mellom overfarter har du behov for veldig mye kapasitet og effekt. Samtidig kan det hende det gir liten mening å oppgradere hele nettet for å levere den effekten bare ute på kaien. Eller man ser at det går raskere å installere batteri enn å bygge ut el-nettet i området. Med et batteri som lader mens fergen er i overfart, kan du dumpe over en stor mengde energi når fergen ligger til kai. Da fungerer batteriet som en slags buffer mot strømnettet, sier Hole.

Nyttetransport: Vinner frem i byene, sliter på landeveien

På de små volumene og korte avstandene kan batterier allerede være konkurransedyktige i varetransport på vei. Men ellers står utfordringene i kø.

På korte distanser, spesielt i bydistribusjon av relativt små volum, er batterielektrisk drift på vei opp. I alle fall i Norge, forteller TØI-forsker Inger Beate Hovi.

– Vi ligger ganske bra an, men langt etter innfasingen for personbilene. Cirka 8 prosent av de nyregistrerte varebilene i 2020 var elektriske, men i andel av bestanden utgjorde dette bare to prosent, sier hun.

Det er først og fremst de lette varebilene som i økende grad er elektriske. 14 prosent av nybilsalget i dette segmentet var elektrisk i 2020. Dette utgjør fire prosent av bestanden, og andelen er økende.

– Når det gjelder lastebiler, er bildet et annet. Der er vi nok på godt under én prosent på nybilsalget, sier Hovi, som legger til at bare i underkant av 75 registrerte lastebiler i Norge var elektriske ved inngangen til 2021.

Det er flere grunner til at batterielektrisk drift har hatt vanskelig for å finne innpass blant de tyngre kjøretøyene:

Kostnad

Batteriteknologi blir stadig billigere, og en el-motor kan i seg selv være billigere i produksjon enn en forbrenningsmotor, men kostnaden på batteriene har vært en begrensende faktor. I tillegg kommer kostnaden i tid: Det tar tid å lade batteriet til et stort kjøretøy – og det koster speditøren.

Rekkevidde og ladeinfrastruktur

For personbiler begynner det å bli en brukbar tetthet av hurtigladere i deler av landet. Det samme gjelder ikke for lastebiler.  Spesielt i et land som Norge der det er langt mellom endepunktene i en rute, er slik infrastruktur kritisk.

Vekt og veikvalitet

– Batteripakkene gjør at disse bilene veier mer enn konvensjonelle. Det kan begrense hvor mye last du lovlig kan frakte, sier Hovi. For å bøte på det, gir Statens vegvesen dispensasjon til ett tonns overvekt for elektriske biler med tre aksler. I EU får imidlertid samme biler inntil to tonns ekstra totalvekt. Lastebiler med bare to aksler får man foreløpig ingen dispensasjon for i Norge, mens det i EU gis inntil ett tonn ekstra. Det er først og fremst veikvaliteten i Norge som ligger til grunn for de noe mer beskjedne dispensasjonene her.

– Derfor vil det være best egnet med batterielektrisk fremdrift for varer som ikke veier så mye. Der volumet er begrensningen, ikke vekten, sier Hovi.

Alternativene til batterier

Batterielektrisk drift har begrensninger på transportfeltet, men det har også teknologiene som utfordrer. Her er de viktigste:

Biodiesel

Fremstilles fra organisk materiale. Kan brukes i vanlige forbrenningsmotorer, blandes inn i fossil diesel i dag. Dyrere enn vanlig diesel, tilgangen er begrenset og det fremstilles i noen tilfeller gjennom lite bærekraftige metoder. Gir også CO₂-utslipp i bruk.

Biogass

Fremstilles fra organisk materiale. Kan blandes i natur­gass. Brukes i egne forbrenningsmotorer og gir CO₂-utslipp i bruk. Komprimert biogass er egnet til kortere distanser, flytende biogass til lengre.

Gassdrevne kjøretøy er generelt billige i innkjøp, men du får ikke samme besparelsen i drivstoffkostnader som for elektrisk. Også her er tilgjengeligheten og fremstillingsmåten potensielle utfordringer.

E-fuel

Kunstig drivstoff laget av CO₂ og elektrisk kraft som har samme kjemiske egenskapene som fossile. Kan brukes i dagens forbrenningsmotorer. Lansert som bærekraftig alternativ dersom CO₂ er fanget fra luft og strømmen er fornybar. Ulempene er at det er kostbart og i likhet med biodiesel og biogass gir CO₂-utslipp.

Hydrogen

Kan fremstilles helt utslippsfritt ved vannelektrolyse med fornybar kraft (grønt hydrogen) eller med lave utslipp gjennom gassreformering av naturgass med karbonfangst og -lagring (blått hydrogen). Brukes oftest i brenselcellemotorer som har høyere virkningsgrad enn forbrenningsmotorer, men lavere enn batterielektrisk. Eneste avgass er da vanndamp. Kan også brukes i forbrenningsmotorer eller blandes inn i annet drivstoff.

Fylleinfrastruktur og tilgang til brenselet er utfordringer. I tillegg produseres det meste av hydrogen i dag fra petroleum uten karbonfangst (grått hydrogen). Det gir store CO₂-utslipp.

Ammoniakk

Prøves ut som brensel i marin sektor. Brukes i brenselceller eller forbrenningsmotorer, rent eller blandet i annet drivstoff. Er relativt enkelt å produsere i stor skala, lett å transportere og oppbevare, og produksjonen og bruken kan gjøres 100 prosent karbonfri.

Ulempene er at det har lavere energitetthet enn fossile brensler, er giftig og krever spesiell håndtering, og at det under gitte omstendigheter kan gi utslipp av NOx-gasser.

En norsk spydspiss: Corvus Energy

Utenfor Bergen ligger et selskap som er verdensledende i batterilagring til maritim sektor. Direktør Geir Bjørkeli forklarer hvorfor de heller vil være best i sin nisje enn å bre seg over hele batterimarkedet.

– Hva gjør Norge til et bra land å produsere batteripakker i?

– For oss er det ene og alene at vi er der innovasjonen skjer i shipping, og der pilotprosjektene blir lagt. Det er viktig å huske på at vi nettopp produserer batteripakker, ikke celler. Corvus Energy kjøper alle cellene våre fra utlandet nå, ettersom det ikke finnes celleprodusenter i Norge enda.

– I BloombergNEF sin rangering over land i litium-ion-verdikjeden, scorer Norge høyt på «regulations, innovation & infrastructure». Er du enig?

– Ja, for Bloomberg handler det mye om alt Norge gjør på elbiler og elferger samt at det gis mye støtte til forskning og utvikling og pilotprosjekter av grønn teknologi. Norske krav og reguleringer har ikke så stor betydning for oss som de internasjonale maritime reguleringene.

– Er det noe vi kunne vært bedre på?

– Når jeg snakker med myndigheter og politikere om disse tingene, er vi veldig fornøyde med å være her i Norge. Så om noe, ser vi gjerne mer av det samme: Mer bruk av offentlig innkjøpsmakt, at de stiller krav i anbudene og mer piloter. Det kutter utslipp ved at det akselererer utviklingen, det skaper muligheter og nye arbeidsplasser.

Og så gleder vi oss selvfølgelig over at vi snart får kjøpt norske og nordiske battericeller. Freyr i Mo i Rana, Morrow ved Arendal og Beyonder i Rogaland, for å nevne noen. Vi noterer oss at de har litt ulik tilnærming, men vi heier på dem alle. Også NorthVolt i Sverige.

Ikke minst er det viktig og bra det Hydrovolt holder på med. Det ville vært gunstig om Norge tar en ledende rolle på gjenvinning av batterimaterialer, at vi får mineralene tilbake i vår del av verden.

– Er det å ha celler basert på fornybar kraft noe kundene deres har vært opptatte av?

– Nei, ikke konkret som jeg har fått med meg enda, men vi er opptatt av det i vårt arbeid med bærekraft. Det er også en stor fordel at det er celler tilgjengelig i vår del av verden. Foreløpig er det jo ingen celler på bordet, da. I fremtiden regner jeg med at det med lavt karbonfotavtrykk vil være avgjørende når våre kunder skal velge leverandør .

Når det er sagt, så er en ferje karbonnøytral i løpet kort tid, selv om du regner slik elbilmotstanderne gjør. Rett og slett fordi de går i fast rute hele døgnet. Så uansett hva cellene er laget på, bunkrer du en norsk ferje på vannkraft er du i null på karbonbudsjettet på 3–4 måneder.

– Har dere forresten snust på andre markeder enn det maritime?

– Vi har fått masse forespørsler om batteripakker til tog, til gruvedrift, you name it, men vi er ikke interesserte. Vi er veldig opptatt av å være i en nisje hvor vi har solid kunnskap og sterkt DNA. Vi leverer batterier til ladestasjoner på land knyttet til ferge, ja, men andre stasjonære installasjoner? Nei. Ikke interessert. Det er helt andre krav til sikkerhet og kunnskap, andre kunder, andre behov. Vi må være skikkelig gode på det vi gjør. Ikke gjennomsnittlig gode i et så stort marked.

POLITIKK

Kina dominerer, Europa kommer

Battericeller flest produseres i Kina. Europa er på vei opp, melder BloombergNEF. Også Norge er nå blant verdens viktigste batteriland.

Da BloombergNEF i år for andre gang rangerte alle verdens land etter hvor mye de preget litium­-ion-verdikjeden, kom Norge på en 7. plass. Bak Sverige og Finland (4. og 6. plass), men foran en gammel batterigigant som Japan.

Og selv om de nordiske landene er i særklasse, klatrer også flere andre europeiske land på rangeringen, bemerker energilagringsanalytiker i BloombergNEF, Cecilia L’Ecluse:

– Europa har satt seg ambisiøse mål om å dekke hele regionens batterietterspørsel innen 2025, og har satt av milliarader av euro i offentlige midler for å tiltrekke seg investeringer i batteriverdikjeden. Vi ser nå resulatene av denne innsatsen, sier hun i et innlegg på BloombergNEFs hjemmesider.

De øst-asiatiske landene har lenge dominert batteriteknologien, men Kina topper rangeringen fordi de kontrollerer 80 prosent av foredlingen av råstoffene, 77 prosent av celleproduksjonen og 60 prosent av komponentproduksjonen. Og ikke minst har Kina verdens soleklart største marked for Li-ion-batterier: 72 GWh årlig.

– Det bør absolutt bekymre oss. Batterier er fremtiden, og uansett, hvis vi fortsetter å ha et dårligere og dårligere forhold til Kina, trenger vi en annen kilde. Dette vet politikerne, og det er nettopp derfor man både i EU, og etter hvert også i USA, har begynt å øke produksjonen av celler. Dette er altså noe vi kan gjøre noe med, sier energistrateg Kingsmill Bond i Carbon Tracker.

– 95 prosent av alle battericeller importerer vi hovedsakelig fra Kina, Japan og Sør-Korea. Både EU og vi har heldigvis våknet – vi ser at sånn kan vi ikke fortsette. Dette er et kjempemarked vi må være med og ta andeler i, sier seniorforsker i SINTEF, Fride Vullum-Bruer.

Hun peker på at vi allerede har to verdensledende produsenter på batteripakker i maritim sektor – Corvus Energy (se s. 16) og Siemens.

– Battericelleproduksjon er ekstremt materialintensivt og kraftintensivt. I Norge har vi lang erfaring med kraftkrevende industri og mye fornybar kraft. Vi kan mer enn halvere CO₂-fotavtrykket på battericelleproduksjon i Norge sammenliknet med Kina. Og det er kun på selve celleproduksjonen. Kostnadsmessig kan vi produsere batterier nesten like billig som i Kina. Andelen fornybar kraft gir oss imidlertid et stort konkurransefortrinn, sier hun.

Bloomberg-analytiker James Frith mener to viktige faktorer gjør at Europa er i stand til å ta igjen det kinesiske forspranget enklere enn for eksempel innenfor solceller: Nærhet til det voksende europeiske markedet og økt automatisering av produksjonen.

– Dette har gjort at Europa lettere kan ta opp konkurransen med Kina på dette feltet, sier han.

En nøkkel til det grønne skiftet

Batterimarkedet vil bare vokse og vokse de neste tiårene. Det haster for alle å posisjonere seg i det.

I World Energy Outlook for 2021, fastslår Det Internasjonale Energibyrået (IEA) at verdensmarkedet for grønn teknologi i 2050 vil være på totalt 27 000 milliarder dollar. Med det mener de vindturbiner, solcellepaneler, elektrolysører, brensel­celler og batterier. Disse fem industrigrene vil altså til sammen være større enn den globale oljeindustrien er i dag.

Det er voksende norsk aktivitet på batterifeltet. For eksempel er både Corvus Energy i Bergen (se s. 16) og Siemens Marine i Trondheim i verdenstoppen på batteripakker til maritim sektor. Mens HydroVolt skal etter planen åpne sitt batteriresirkuleringsanlegg senere i år.

Men dersom man virkelig skal utløse potensialet for norsk batteriindustri, må vi produsere battericeller. Beregninger fra NHO viser at omsetningspotensialet til en norsk batteriindustri er enormt. Fra 9 milliarder euro i 2030 til 18 milliarder euro i året i 2050.

En forutsetning er at fullskala produksjon være i gang i løpet av de neste fire årene. Det delmålet kan vi være i ferd med å nå:

• Beyonder i Stavanger har startet pilotproduksjon på egne celler som involverer aktivt karbon som katodemateriale. Det produserer de selv fra avfall fra skogsbruk.
• Freyr planlegger fem fabrikker, og tar sikte på å starte produksjon på den første i Mo i Rana i 2022. De vil øke til 43 GWh i 2025, 83 GWh i 2028.
• Morrow planlegger å ha et pilotanlegg i gang i Arendalsområdet neste år. Full drift, 42 GWh, fra 2027.
• JBI, et samarbeid mellom Hydro, Equinor og Panasonic, har også planer om celleproduksjon og leter etter tomt.

BloombergNEF: – Finn nisjene

Norge har et godt utgangspunkt for å kapre enda større deler av batteriverdikjeden, tror BloombergNEFs batterianalytiker James Frith.

– Det vi ofte sier er: Begynn i én ende av distribusjonskjeden. Enten råvarer og jobb deg nedstrøms, eller sluttprodukter og jobb oppstrøms, sier Frith. Han tror derfor en norsk satsing på celleproduksjon er strategisk gunstig.

– Battericeller er viktige fordi man i neste omgang gjerne satser på komponentproduksjon i nærheten av dem igjen, sier han.

Og det er ikke et øyeblikk for sent, mener Frith: Han tror battericelleproduksjonen som er annonsert til nå kan dekke etterspørselen i Europa til minst 2025, antakelig også 2030.

– De landene som ikke har hevet seg med ennå, er jeg redd vil slite med å kapre investorer, sier han.

Elbil- og elfergeeventyrene kan også bli gunstige for Norge når batteripakkene må kasseres: Det kan gi oss en konkurransefordel på et annet område: Resirkulering av batterimaterialer.

– Dere vil ha kasserte battericeller tilgjengelig som kan resirkuleres med svært lavt CO₂-fotavtrykk, fordi dere har høy andel fornybar kraft allerede. Og vi må ikke glemme at kraften kan brukes til norsk prosessindustri som kan bidra med kritiske råvarer til komponentproduksjonen, sier Frith.

Vi støtter klimaformidlingsprosjektet <2°C:

Kilder

Baumann-Pauly, D. (2020, 29. oktober). Why Cobalt Mining in the DRC Needs Urgent Attention. Council on Foreign Relations Blog. Lastet ned 25.10.2021 fra https://www.cfr.org/blog/why-cobalt-mining-drc-needs-urgent-attention

Birkeland, I., Fløtre, I., Bergland, L. & Skeie, O. (2020). Batterier i distribusjonsnettet. NVE-RME. https://publikasjoner.nve.no/diverse/2020/batterier.i.distribusjonsnettet.pdf

BloombergNEF (2021). Electric Vehicle Outlook 2021. https://about.bnef.com/electric-vehicle-outlook/

BloombergNEF (2021). New Energy Outlook 2021. https://about.bnef.com/new-energy-outlook/

BloombergNEF (2021, 7. oktober). U.S. Narrows Gap With China In Race To Dominate Battery Value Chain. https://about.bnef.com/blog/u-s-narrows-gap-with-china-in-race-to-dominate-battery-value-chain/

Bond, K. (2021, 10. mai). Mineral constraints for transition overstated by IEA. Carbon Tracker Initiative. Lastet ned 25.10.2021 fra https://carbontracker.org/mineral-constraints-for-transition-overstated-by-iea/

Busengdal, F. (2021, 4. mai). Fire aktører står klare – men norsk batterisatsing er i fare. Elbil.no. Lastet ned 25.10.2021 fra https://elbil.no/fire-aktorer-star-klare-men-2norsk-batterisatsing-er-i-fare/

Crompton, P. (2021, 18. oktober). Europe and the US closes gap on China in global lithium-ion battery supply ranking. BEST. Lastet ned 25.10.2021 fra https://www.bestmag.co.uk/indnews/europe-and-us-closes-gap-china-global-lithium-ion-battery-supply-ranking?page=1

Den europeiske union. Europakommisjonen. (2019). REPORT FROM THE COMMISSION TO THE EUROPEAN PARLIAMENT, THE COUNCIL, THE EUROPEAN ECONOMIC AND SOCIAL COMMITTEE, THE COMMITTEE OF THE REGIONS AND THE EUROPEAN INVESTMENT BANK on the Implementation of the Strategic Action Plan on Batteries: Building a Strategic Battery Value Chain in Europe. Lastet ned 25.10.2021 fra https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/HTML/?uri=CELEX:52019DC0176&rid=4

Den europeiske union. Europakommisjonen. (2020). COMMUNICATION FROM THE COMMISSION TO THE EUROPEAN PARLIAMENT, THE COUNCIL, THE EUROPEAN ECONOMIC AND SOCIAL COMMITTEE AND THE COMMITTEE OF THE REGIONS – Critical Raw Materials Resilience: Charting a Path towards greater Security and Sustainability. Lastet ned 25.10.2021 fra https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:52020DC0474

Els, F. (2021, 11. mars). Cobalt, nickel free electric car batteries are a runaway success. Mining.com. Lastet ned 25.10.2021 fra https://www.mining.com/cobalt-nickel-free-electric-car-batteries-are-a-runaway-success/

Energeia AS. (2021). Seval Skog Solkraftverk – Melding til NVE med foreløpig forslag til konsekvensutredningsprogram. Lastet ned 25.10.2021 fra https://www.nve.no/konsesjon/konsesjonssaker/konsesjonssak?id=7598&type=A-5

Frith, J. (2021, 14. september). EV Battery Prices Risk Reversing Downward Trend as Metals Surge. Bloomberg.com. Lastet ned 25.10.2021 fra https://www.bloomberg.com/news/newsletters/2021-09-14/ev-battery-prices-risk-reversing-downward-trend-as-metals-surge

Frith, J. (2021, 5. oktober). New Battery Storage Technologies Could Free Up More Lithium for EVs. Bloomberg. Lastet ned 25.10.2021 fra https://www.bloomberg.com/news/newsletters/2021-10-05/new-battery-storage-technologies-could-free-up-more-lithium-for-evs

Hagen, L. B. (2019, 19. november). Beyonder utvikler batterier av norsk sagflis. Nationen. Lastet ned 25.10.2021 fra https://www.nationen.no/naering/beyonder-utvikler-batterier-av-norsk-sagflis/

Hausfather, Z. (2019, 13. mai). Factcheck: How electric vehicles help to tackle climate change. CarbonBrief. Lastet ned 25.10.2021 fra https://www.carbonbrief.org/factcheck-how-electric-vehicles-help-to-tackle-climate-change

Hole, J. & Horne, H. (2019). Batterier vil bli en del av energisystemet. NVE Fakta. http://publikasjoner.nve.no/faktaark/2019/faktaark2019_14.pdf

Hovland, K.M. (2021, 25. august). Hydro, Panasonic og Equinors batterisatsing: Vurderer fabrikk i utlandet. E24. Lastet ned 25.10.2021 fra https://e24.no/naeringsliv/i/ML6wEK/hydro-panasonic-og-equinors-batterisatsing-vurderer-fabrikk-i-utlandet

IEA (2021), Global EV Outlook 2021. https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2021

IEA (2021). The Role of Critical World Energy Outlook Special Report Minerals in Clean Energy Transitions – World Energy Outlook Special Report. https://iea.blob.core.windows.net/assets/24d5dfbb-a77a-4647-abcc-667867207f74/TheRoleofCriticalMineralsinCleanEnergyTransitions.pdf

Jolly, J. (2020, 5. januar). Cutting battery industry’s reliance on cobalt will be an uphill task. The Guardian. Lastet ned 25.10.2021 fra https://www.theguardian.com/environment/2020/jan/05/cutting-cobalt-challenge-battery-industry-electric-cars-congo

Lithium prices surge to fresh highs. (2021, 18. oktober). Mining Journal. Lastet ned 25.10.2021 fra https://www.mining-journal.com/research/news/1419700/lithium-prices-surge-to-fresh-highs

Mckerracher, C. (2021, 25. mai). Hyperdrive Daily: The EV Price Gap Narrows. Bloomberg. Lastet ned 25.10.2021 fra https://www.bloomberg.com/news/newsletters/2021-05-25/hyperdrive-daily-the-ev-price-gap-narrows

NHO (2020). Grønne elektriske verdikjeder. https://www.nho.no/siteassets/prosjekter-og-samarbeid/gronne-elektriske-verdikjeder.pdf

Øvrebø, O. A. (2021, 21. juni). Klimavakten: Utrulling av elbiler. Norsk klimastiftelse. Lastet ned 25.10.2021 fra https://energiogklima.no/klimavakten/utrulling-av-elbiler/

Øystese, K. & Skaugen, H. (2020). Elektriske bilferger i Norge. Energi og klima. https://energiogklima.no/elektriske-bilferger-i-norge/

Øystese, K. Å. (2020). Grønn skipsfart: Utslippene må i null i 2050. Norsk klimastiftelse. https://api.klimastiftelsen.no/publikasjoner/gronn-skipsfart-utslippene-ma-i-null-i-2050/

Prosess21 (2020). Produktutvikling i prosessindustrien: Prosess21 ekspertgrupperapport. https://www.prosess21.no/contentassets/39713b28868a41858fc2c8a5ff347c0b/prosess21_rapport_ekspertgruppe_produktutvikling_web_def.pdf

Sæle, H. (2019, 1. april). Electric vehicles in Norway and the potential for demand response. #SINTEFblog. Lastet ned 25.10.2021 fra https://blog.sintef.com/sintefenergy/electric-vehicles-norway-demand-response/

Statens Vegvesen (2021). Nullutslippsmålene. Besøkt 25.10.2021. https://www.vegvesen.no/fag/fokusomrader/miljovennlig-transport/nullutslippsmalene/

Transport&Environment. (2021). Hitting the EV Inflection Point. Transport&Environment/BloombergNEF. https://www.transportenvironment.org/wp-content/uploads/2021/08/2021_05_05_Electric_vehicle_price_parity_and_adoption_in_Europe_Final.pdf

Transport&Environment. (2021, 18. juni). Why the future of long-haul trucking is electric. Transport&Environment. Lastet ned 25.10.2021 fra https://www.transportenvironment.org/discover/why-the-future-of-long-haul-trucking-is-electric/

Walker, T. (2021, 21. mai). Why the Future of Long-Haul Heavy Trucking Probably Includes a lot of Hydrogen. Clean Air Task Force. Lastet ned 25.10.2021 fra https://www.catf.us/2021/05/why-the-future-of-long-haul-heavy-trucking-probably-includes-a-lot-of-hydrogen/

Waya, R., Ivesa, M. C., Mealya, P., & Farmera, J. D. (2021). Empirically grounded technology forecasts and the energy transition. INET Oxford Working Paper No. 2021-01.

Whalen J. & Alcantara, C. (2021, 21. september). Nine charts that show who’s winning the U.S.-China tech race. The Washington Post. Lastet ned 25.10.2021 fra https://www.washingtonpost.com/technology/2021/09/21/us-china-tech-competition/

Whalen, J. (2021, 11. februar). Biden wants to create millions of clean-energy jobs. China and Europe are way ahead of him. The Washington Post. Lastet ned 25.10.2021 fra https://www.washingtonpost.com/technology/2021/02/11/us-battery-production-china-europe/