Det vil ta tid, men før eller siden vil drivlinjen til batteribiler med lang rekkevidde ha samme energitetthet som drivlinjen i biler med forbrenningsmotor.
Det er konklusjonen fra en analyse utført av forskere ved Argonne National Laboratory, en forskningspark drevet av UChicago med midler fra USAs energidepartement. Analysen ble publisert nylig.
Skal man sammenligne batteri og bensin, må det gjøres på like vilkår, noe de mener ikke gjøres i dag. Man må ta med energien i drivstoffet, og hvordan denne omdannes til mekanisk energi.
Langt høyere energitetthet
En fordel med drivstoffet i en bensin- eller dieselbil kontra en elbil er energitettheten i drivstoffet.
Mens litiumionebatterier har en spesifikk energi på mellom 0,36 og 0,875 megajoule per kilogram, har bensin tilsvarende 46,4 MJ/kg.
Det er en forskjell på rundt 100 ganger, og det er lite sannsynlig at batterier vil komme med slike energimengder i overskuelig fremtid.
I en sammenligning mellom drivstoff vil bensin vinne over batteri hver gang, og de neste tre tiårene vil også forbrenningsmotorer bli stadig mer effektive. Energitettheten til bensin er derfor ventet å være betydelig høyere enn for batterier også om 15 år.
Men dette er ikke en nyttig måte å sammenligne på, mener forskerne. De argumenterer for at man må se på den spesifikke energien til hele drivlinjen for å få et bedre inntrykk av hva som er mest energieffektivt.
Det inkluderer også virkningsgraden fra drivstoff til mekanisk bevegelse. Det sløses tross alt en hel del energi når bensin og diesel forbrennes.
- Les også: Øker rekkevidden med 50 prosent
Energitettheten til drivlinjen
Et bedre sammenligningsgrunnlag vil være å se på energitettheten til drivlinjen under ett, ifølge rapporten.
Forskerne har derfor sammenlignet forskjellige mellomstørrelsesbiler med forskjellige drivlinjer, og tatt i betraktning de ventede forbedringene av disse fremover.
For eksempel er det ventet at vektreduksjon som følge av lettere materialer i karosseriet hovedsakelig vil være en fordel for elbiler. Batteriet kan gjøres mindre og dermed lettere om resten av vekten går ned.
Siden batteriet ifølge deres beregninger står for 60 prosent av vekten til drivlinjen, vil energitettheten gå opp her. Motoren i bensinbilen kan også få vektreduksjon, men det blir behov for mer kompliserte girkasser og eksosanlegg, som vil gjøre at den totale vektreduksjonen til drivlinjen ikke blir like stor.
El og bensin allerede ganske like
Et viktig poeng er at energitettheten i drivlinjene til el- og bensinbiler allerede er ganske like når man sammenligner tilsvarende biler med samme rekkevidde.
Forskjellen i mengden energi som må tilføres er imidlertid stor. I dag må du tilføre ti ganger så mye energi per kilogram drivlinje i en bensinbil.
Med 30 års forbedring, vil dette krympe, men rapporten hevder at du i 2045 fortsatt må tilføre dobbelt så mye energi i en bensinbil som i en elbil, om begge har 300 miles (482 kilometer) rekkevidde.
Elbiler kan dessuten gjenvinne bremseenergi, som totalt sett gjør at en elbil i dag bruker netto mindre energi enn en bensinbil på en gitt kjøresyklus, tross høyere vekt.
Men jo større batteri, jo mer vekt, og mindre effektivitet. Med utvikling av lettere batterier og mer effektive komponenter, vil dette spille mindre rolle.
Tilsvarende energitetthet innen 30 år
Studien konkluderer derfor med at en elbil kan ha nesten samme energitetthet som en bensinbil innen 2045.
Dette forutsetter dog at modellen de har brukt, som tar utgangspunkt i forbedringer i femårsintervaller, holder vann.
Dersom den gjør det, vil elbiler med en rekkevidde på 300 miles ha tilsvarende energitetthet i drivlinjen som en bil med bensintank til samme rekkevidde. Dermed vil fremtidens elbiler kunne ha samme vekt som bensinbiler med samme rekkevidde på full tank.
Hele rapporten er publisert på SAE.org.
