Elbiler er ikke noe nytt fenomen, men utbredelsen disse bilene nå har fått er historisk. Det ser nå ut til at vi er i ferd med å nå et slags vendepunkt.
Stort sett alle store bilprodusenter jobber nå med slike biler.
Det handler nok først og fremst om at batteriteknologien er moden nok.
Men allerede for snart 50 år siden var det flere som syslet med tanken om at tiden begynte å bli moden for å gi elbilene en ny storhetstid.
I bilismens barndom var det nemlig elbiler som dominerte, men disse ble snart utkonkurrert av praktiske biler med forbrenningsmotorer.
Et stadig økende antall biler i bykjernen ble en stor kilde til forurensing og støy. Temaet var oppe i Teknisk Ukeblads spalter mange ganger i årene rundt 1970.
Også i Norge var det seriøse forsøk på å lage en levedyktig elbil.
Den ble sågar laget, og planen var storstilt produksjon i Førde i Sogn og Fjordane.
- Les også: Nå blir det igjen bilproduksjon i Norge
Kveles av ekshaust
I Teknisk Ukeblad nummer 45, 7. desember 1967, redegjorde den svenske ingeniøren Uno Falk for hvorfor det nå på nytt var så stor interesse for elbiler, og hvilke muligheter som fantes for å «for alvor realisere den den gamle idéen om den tyste, avgassfrie og økonomisk lønnsomme elbilen».
Han beskrev at California, med verdens største biltetthet, holdt på å «kveles av ekshaust».
Tiden var dermed moden for å tenke elektrisk.
Ingeniør Falk så for seg en bil med rekkevidde på 80 til 150 kilometer, en marsjfart på 40 til 70 kilometer i timen, gode muligheter til å forsere bakker, og hyggelig akselerasjon.
Livslengden skulle være som for en vanlig bil, og man så for seg enkel og rask lading.
- Du har kanskje ikke hørt om dem? Verdens største elbilprodusent
Elbil A/S
Omtrent samtidig satt en gruppe norske industriselskaper med idéen om å lage en elbil som skulle fungere i byene, og bidra til mindre forurensing og være økonomisk attraktiv.
Teknisk Ukeblad omtaler prosjektet 5. november 1970. Elbil A/S skulle da gå i gang med produksjon av batteridrevne biler.
I første omgang skulle det lages en varebil, og på sikt så man for seg en minibuss.
Planen var å lage biler ved en fabrikk i Førde, og regulær produksjon skulle komme i gang mellom 1972 og 1973.
Vist frem i 1973
Den første utgaven av bilen ble vist frem høsten 1973.
Utfordringen var batteriet, som med en vekt på 800 kg ga en kjørelengde på 50-75 kilometer. Økte man til 1500 kg batteri, gikk kjørelengden opp til 110 til 150 kilometer.
Begge tall med 1500 kg nyttelast, da det her tross alt var snakk om en varebil.
Rekkevidden trengte imidlertid ikke være et problem. 90 prosent av alle varebilruter er under 60 kilometer, ble det påpekt, og 30 prosent av varebilene i Oslo kjørte mindre enn 40 kilometer om dagen.
«Dessuten kan man ha stående et reservebatteri, som kan settes inn i lunsjtiden, om kjørelengden vil bli større enn hva som er vanlig», skriver Teknisk Ukeblads journalist.
Planen var å selge bilen for 75 900 kroner når første produksjonsserie skulle komme på markedet i 1973.
Justert for inflasjon tilsvarer dette 494 000 kroner i dag.
39 blytunge kilowattimer
Tre prototyper skulle testes ut av NSB, Oslo Lysverker og Postdirektoratet.
Man kom frem til at det gunstigste markedet var for en varebil med 1,5 til 2 tonn nyttelast. Under utredningen av prosjektet ble det sågar «utviklet et regnemaskinprogram som simulerte kjøring av en elbil». Dette indikerte at batteridrift var best egnet for store biler.
Elbil A/S regnet med en batterilevetid på mellom tre og fem år, og 8 til 11 mils rekkevidde i vanlig bytrafikk.
Batteriet hadde en kapasitet tilsvarende knapt 39 kilowattimer (180 amperetimer, 216 volt), det var to motorer på 30 kilowatt koblet til hvert av bakhjulene, og den helautomatiske ombordladeren tok 230 volt trefase 60 ampere.
Bilen kunne, med en totalvekt på 3 tonn, aksellerere til 40 kilometer i timen på åtte sekunder.
Skepsis
Teknisk Ukeblad fikk se på bilen da den ble vist frem i 1973, men det gikk gjerne ikke helt som ventet, og man kan lese mellom linjene at man kanskje ikke hadde så stor tro på prosjektet.
«At bilen sto bom stille da vi besøkte verkstedet på Strømmen, er vel forhåpentlig å betegne som en generalprøve på teater, – der bør jo ikke generalprøven være helt vellykket.»
Skepsis til elbil er ikke noe nytt fenomen, og den var neppe noe mindre tidlig på 70-tallet.
«Mange av dem vi kommer i kontakt med, er allerede overbevist om at vårt prosjekt er dømt til å mislykkes», sa Elbil A/S-direktør Einar Kjelland-Fosterud til Teknisk Ukeblad.
«Deres argumenter er: El-biler går ikke langt nok, de er for dyre, hva skal man gjøre når man møter konkurransen fra VW, GM, Fordi og japanerne, folk kjøper ikke el-biler for at andre skal få renere luft, osv.», sa direktøren.
Han mente at kritikerne hadde valgt konklusjon først, og deretter fant argumentene som passet.
Selv mente han at risikoen var stor, men at innsatsen var liten.
Driftskostnadene var tross alt lavere enn for bensin- og dieselbiler, virkningsgraden høyere, og 40 til 70 prosent av luftforurensningen stammet dessuten fra vanlige biler.
Om de lykkes, var neste steg å bygge minibusser og varebiler i serier på 50 til 300 per år i Førde.
Konkurs
Tidspunktet for den norske elbilen synes i ettertid å ha vært perfekt, ettersom oljekrisen slo til i 1973.
Men Elbil A/S gikk konkurs samme år.
Virksomheten ble overført til Strømmens Verksted, som fortsatte utviklingsarbeidet.
I Teknisk Ukeblad 9. oktober 1975 beskriver sivilingeniør Jan Capjon, som hadde vært med på utviklingen av elbilen fra starten, at det først og fremst var politiske grunner til at elbilprosjektet strandet.
Det var liten villighet til å plassere kapital i risikoprosjekter.
Kortsiktig å bare tenke på oljeindustri
«Men er det ikke en voldsom utviklingsoptimisme tilstede i dag? Aldri har vel så mange ingeniører tenkt så mye og oppvist så mye kreativitet som akkurat i disse dager», spør Teknisk Ukeblads journalist.
«Det er riktig, men det er snakk om tenking som stort sett er begrenset til oljeutvinningen og oljeindustrien – og det er en kortsiktig tankegang. Det er vanskelig å snakke om utviklingsprosjekter som ligger på siden av dette, med den ånden som hersker i Norge i dag. Det at industrien vil satse på olje går på bekostning av andre områder, og det kan få store konsekvenser senere», kvitterte Capjon i 1975.
Oljekrisen ga biler med bedre drivstofføkonomi, og synkende drivstoffpris gjorde sitt til at elbilisme igjen ble obskurt.
- Diesel og bensin skal være med oss en stund til: Slik kan motorene bli renere
Problemet med batteriene
I januar 1974 skriver Teknisk Ukeblad igjen om elbilen, og dens rolle i å redusere sløsingen med olje i transportsektoren.
Men fortsatt er det praktiske aspektet med batterikapasitet et tema.
En regnet ikke med at batterier med høy energitetthet egnet for elbiler ville være ferdig utviklet før omkring 1980.
«Etablering av kommersiell massefabrikasjon, som kan gjøre elbilen økonomisk konkurransedyktig, regnes å måtte ta ytterligere fem år», skriver forfatteren.
Allerede i 1974 hadde de da nyopprettede amerikanske Environment Protection Agency satt mål for et batteri som skal være konkurransedyktig med forbrenningsmotor til bildrift:
220 Wh/kg, tilsvarende en rekkevidde på ca 320 kilometer ved 113 kilometer i timen, 220 W pr kg, og en batteripris på 10 dollar per kilowattime.
Justert for inflasjon, tilsvarer prisen omtrent 49 dollar per kilowattime i dag. I 2012 var prisen omtrent 500 dollar per kilowattime for litiumionebatterier, og ha nå falt til 145 dollar per kilowattime.
Vi er altså tilsynelatende ikke helt der enda, men så kan vi anta at mange variabler i regnestykket har endret seg siden 1974.
- Siste av sitt slag i Norge: Etter 70 år lager de fortsatt motorer her
Utopisk
Likevel beskrev TUs artikkelforfatter disse målene som nærmest utopiske.
«Det skal mye til for å konkurrere økonomisk med den konvensjonelle bilmotor, som er blitt perfeksjonert gjennom 70 års utviklingsarbeide. Andre hensyn kan imidlertid frembringe en ny problemstilling. Man kan her henvise til oljekrisen.»
Det har til alle tider vært batteriteknologien som har stått i veien for elbilen. Uansett hvor økonomisk det måtte være å kjøre på strøm, er få interessert i biler som må lades for hver tredje mil.
Den tidligere nevnte ingeniør Falk, som forfattet en lengre artikkel om elbilens utvikling i Teknisk Ukeblad i 1967, hadde sin ekspertise innen batterier.
Han var sjef for forskningsavdelingen ved Ackumulator AB Jungner, i dag en del av SAFT-gruppen, som fortsatt utvikler batteriteknologi.
Han diskuterte mulighetene for å bruke forskjellige typer bly-, nikkel-kadmium-, og luft-batterier, og sågar brenselceller.
- Trosser virkningsgraden: Derfor produserer japanerne hydrogenbiler
Litiumbatterier anno 1967
Det som i dagens lys ser ut til å være noe oversett var det som i artikkelen kalles «spesielle systemer».
Dette var blant annet to typer litiumbaserte batteriteknologier som var på et tidlig utviklingsstadie: Litium-nikkelflorid, under utvikling av Gulton Industries, og litium-klor, utviklet av General Motors.
De må dog ikke forveksles med dagens litiumionebatterier.
«Felles for disse systemene er at man bevisst har valgt elektrodekombinasjoner som skal gi høyest mulig cellespenning og energitetthet», skriver Falk.
Ulempen var at batteriene benyttet litium som elektroder. Det gjør systemet svært komplekst, ettersom litium er svært reaktivt.
Litium-klor-varianten, utviklet av General Motors, hadde dessuten den bakdelen at klorgass er involvert, noe som ikke er helt bra for helbredet dersom det skulle oppstå en lekkasje.
Batteriet hadde dessuten en arbeidstemperatur på 650 varmegrader, ettersom den negative elektroden besto av smeltet litiumklorid.
Potensielt dødelige batterier
Problemene var åpenbare:
«Den negative elektroden reagerer heftig med vann, klorgassen er sterkt giftig og korrosiv, og den høye temperaturen stiller store krav til materialene som inngår. Dessuten tilkommer vanskelighetene ved oppstarting av batteriet etter en periode med stillstand, da elektrolytten størkner. GM vil her fremholde at slik oppstarting bare skulle trengs å gjøres et par ganger i året i normale tilfeller. Dette skulle oppnås gjennom en så omsorgsfull isolering av batteriet at en ukes hvile skulle kunne tillates uten frysning av elektrolytten. Dette forefaller en smule optimistisk, i alle fall i vårt kalde klima.»
Han trodde at de kommersielle elbilene som ville utvikles da og i tiden som kom, ville benytte seg av konvensjonelle blybatterier. Ford hadde nylig presentert en slik bil, kalt Comuta, som hadde fire vanlige blybatterier.
Også ASEA i Sverige eksperimenterte med å konvertere en Saab 95 stasjonsvogn til eldrift ved hjelp av 85 cellers NIFE-batterier, som er nikkel-kadmium-batterier med jern.
Batteriet var ikke den eneste utfordringen for elbilene. Den gang som i dag hadde man behov for å holde vekten så lav som mulig, og energiforbruket under kontroll.
Behov for mer effektive elektromotorer
Tidligere elbiler benyttet seriemotorer, hvor en seriemotstand regulerte hastigheten. Det gir et svært stort energitap ved lave turtall.
En teknologi som de senere år da var under utvikling, var seriemotorer med pulsregulering, som kort sagt betyr at en kunne regulere motorhastigheten kontinuerlig og uten tap ved hjelp av tyristorer.
General Motors utviklet slike motorer, som gjorde det mulig å redusere vekten til en femdel av konvensjonelle elektromotorer. Ford var på sin side i gang med å utvikle en motor med strømsatt aksling, hvor vekten kunne reduseres til en femtendedel.
All utviklingen til tross: Falk mente tiden ikke så ut til å være moden for kommersiell utnyttelse av noen av de nye batteritypene. De kommende fem årene fra 1967 ville elbilene trolig være utstyrt med konvensjonelle batterier, trodde han.
- Enkel, men avansert: Slik fungerer elbil-motoren
Fortsatt kort rekkevidde
«Dette innebærer at kjørelengde og hastighet fortsatt kommer til å være begrensende på en måte som forhindrer en virkelig stor spredning av elbiler de nærmeste årene.», skriver Falk.
Hvilken av teknologiene som vil vinne terreng var det for tidlig å si.
Men på meget lang sikt trodde han at brenselcellene ville tas i bruk i biler.
«I og med at noen av disse systemene kan utnyttes med økonomisk fordel, kommer situasjonen til å endres radikalt, og elbilen får mulighet til å gjenerobre en betydelig den av den mark den tapte det siste halve århundret».
Lite visste han da at de ytterst få elbilene som skulle produseres de neste 40 årene i stor grad ville benytte seg av blybatterier, og at biler med en batteriteknologi med høy energitett ikke ville se dagens lys før i neste århundre.
- Les flere saker om elbil.
