Rafgeymar og rafbílar

Framleiðsla og sala á rafbílum hefur enn ekki fengið byr í seglin, þótt að því hljóti senn að koma.  Það eru ýmsar ástæður fyrir þessu byrleysi, lognmollu.  Þróun eldsneytisverðs frá miðju ári 2014, þegar hráolíuverð var yfir 100 USD/fat, til marz 2016, þegar verðið er rúmlega 30 USD/fat, en að vísu spáð hækkandi, tefur fyrir orkubyltingunni, og sú töf er e.t.v. hluti skýringarinnar á því, að ekki hefur verið dregið úr framboðinu, þótt eftirspurn hafi dvínað. Olíuframleiðendur sjá nú sína sæng út breidda. Nú eru olíubirgðir í heiminum í hámarki eða 1,3 mia föt (milljarðar tunnur), en það er um tveggja vikna olíunotkun heimsins.

Rafmagnsverð í heiminum hefur lækkað, nema á Íslandi, þar sem það hefur hækkað, nema til fyrirtækja með rafmagnssamninga, þar sem orkuverð er tengt markaðsverði á afurðum þeirra.  Hefur verið bent á það á þessu vefsetri, að á íslenzka fákeppnismarkaðinum, þar sem ríkisfyrirtæki hefur ríkjandi stöðu gagnvart öðrum orkuvinnslufyrirtækjum, sé þessi öfugþróun með öllu óviðunandi, þar sem hún veikir mjög samkeppnisstöðu íslenzkra fyrirtækja, sem öll nota raforku, en í mismiklum mæli þó.  Þessi öfugsnúna þróun raforkuverðs hérlendis tefur jafnframt fyrir orkubyltingunni, t.d. skiptum úr eldsneytisknúnum fartækjum í rafknúin fartæki. Sú nývæðing er ein af forsendum þess, að Ísland nái markmiði sínu um losun gróðurhúsalofttegunda 2030. 

Dreifingarfyrirtæki raforku eru einokunarfyrirtæki hvert á sínu svæði, og fyrir því eru þjóðhagsleg rök að koma í veg fyrir offjárfestingu í dreifikerfum á fleiri en einni hendi.  Fyrir vikið vantar nýbreytnihvata fyrir dreififyrirtækin, og t.d. hefur hvorki frétzt af snjallmæalaáformum né áformum þeirra um gjaldskrárbreytingu vegna aukins álags á dreifikerfin af völdum hleðslu rafgeyma rafmagnsbíla, sem árið 2030 gætu hafa náð 90 þúsund bíla markinu.  Að öðru jöfnu hefst endurhleðsla flestra rafbíla á tímabilinu kl. 1700-2000, þegar notkun dagsins lýkur.  Á þessu tímabili er álagstoppur í raforkunotkun flestra heimila, og við hleðsluna má búast við tvöföldun heimilisálagsins og yfir 100 MVA ofan á toppinn árið 2030 á landsvísu.

Það stefnir í óefni um allt land, ef engar ráðstafanir verða gerðar til úrlausnar.  Það er hægt að fjárfesta sig út úr vandanum, skipta um dreifispenna, bæta við jarðstrengjum, efla háspennulínur og virkja.  Þetta er óhagkvæm leið til að mæta toppi í 3-4 klst á sólarhring. 

Mun skynsamlegra er að beina þessu aukna álagi yfir á lágálagstímabil dreifiveitna, sem er nóttin.  Það geta dreifiveiturnar gert með innleiðingu næturtaxta, sem sé í heildina u.þ.b. helmingi lægri en dagtaxtinn að því tilskildu, að vinnslufyrirtækin og flutningsfyrirtækið sjái sér hag í verulegri lækkun orkutaxta sinna að næturlagi. Þar með mundi megnið af hleðsluálagi bílarafgeyma færast yfir á tímabilið 0000-0600 og einvörðungu jafna álag dreifiveitnanna.  Eina fjárfestingin væri fólgin í endurnýjun orkumæla, en nýju orkumælarnir, stundum nefndir snjallmælar, þyrftu að hafa tvö klukkustýrð teljaraverk. Í mörgum tilvikum er hvort eð er tímabært að endurnýja raforkumælana og setja þá upp örtölvustýrða mæla með aflmælingu (kW, kVA)), raunorkumælingu (kWh) og launorkumælingu (kVArh) á tveimur tímabilum hvers sólarhrings og jafnvel með fjaraflestrarmöguleika. Með þessu móti væri hægt að takmarka toppálag heimila og fyrirtækja með því að beita hárri gjaldskrá fyrir afltöku umfram umsamin mörk.  Það er t.d. gert í Noregi, þar sem hár toppur skapast í kuldatíð vegna rafmagnskyndingar húsnæðis.  Er þá dregið úr afli rafmagnsofna á meðan eldað er o.s.frv.  Þetta er hægt að gera sjálfvirkt eða handvirkt.

Tækniþróun rafgeyma hefur verið tiltölulega hæg, og hefur þetta tafið fyrir orkubyltingu í samgöngugeiranum.  Nú eru komnir fram á sjónarsviðið liþíum rafgeymar, sem hafa meiri orkuþéttleika, kWh/kg, en nikkel-kadmíum geymar, svo að ekki sé minnzt á gömlu blý-brennisteinssýrurafgeymana.  Eru yfirleitt liþíum geymar í rafbílum nú orðið. 

Spurn eftir liþíum jókst gríðarlega á 4. fjórðungi 2015, svo að augnabliksverðið ríflega tvöfaldaðist, úr 6000 USD/t af liþíum-karbonati í 13800 USD/t frá nóvemberbyrjun til desemberloka.  Er þetta eina hráefnið, sem vitað er um verulega hækkun á árið 2015. Er hún til vitnis um aukna framleiðslu liþíum rafgeyma, enda eykst framleiðsla rafbíla og tengiltvinnbíla, þó að eftirspurnin sé óþarflega lítil enn, þó að það standi til bóta. 

Það eru að vísu fleiri kaupendur liþíum-geyma en rafbílaframleiðendur.  Þannig er farið að tengja rafgeyma við sólarhlöður til að geyma sólarorkuna og nota sem raforku að nóttu, eða þegar skýjað er.  Stofnkerfisrekendur, t.d. í Suður-Kaliforníu, eru farnir að setja upp risastór liþíum-rafgeymasett, allt að 1,0 GW, til að anna álagstoppum og til að koma fyrirvaralaust inn á netið við brottfall vinnslueininga, við bilun, eða þegar hægir á vindmyllum. 

Lönd með þekkta liþíum auðlind í jörðu eru eru talin upp hér á eftir.  Hlutfallslegt þekkt magn í hverju landi af vinnanlegum liþíum-samböndum er einnig sýnt:

• Bólivía      23 %
• Chile        19 %
• Argentína    16 %
• BNA          14 %
• Kína         14 %
• Ástralía      4 %
• Önnur        10 %

Það eru þó ekki stórviðskipti með liþíum, því að rúmtak liþíum rafgeyma er aðeins að 5 % liþíum, og kostnaður þess er aðeins 10 % af kostnaði rafgeymanna.  Heimsviðskipti með liþíum nema aðeins miaUSD 1,0 á ári.  Efnið er samt nauðsynlegt í hinar léttu rafhlöður snjallsíma, fartölva og handverkfæra.  Að hálfu fjárfestingarbankans Goldmans Sachs er notuð líkingin "nýja bensínið" um liþíum.  Það er enginn hörgull á liþíum í jörðunni, og það er endurvinnanlegt, en að gera það nýtilegt er seinlegt og dýrt.

Kínversk yfirvöld hafa komið auga á mikilvægi liþíums í baráttunni við loftmengun.  Þau hvetja mjög til rafvæðingar fartækjanna, einkum strætisvagna og langferðabíla, rútna.  Á fyrstu 10 mánuðum 2015 næstum þrefaldaðist sala nýrra rafmagnsfartækja í samanburði við sama tímabil árið áður, og seldust 171´000 slík farartæki, sem svarar til árssölu rúmlega 205´000 rafmagnsfartækja.  Þetta var þó aðeins 1,0 % af heildarfjölda nýrra farartækja í Kína.  Kínverski bílamarkaðurinn er þannig sá stærsti í heimi, og með þessu áframhaldi verða fljótt seld flest ný rafmagnsfartæki í Kína, enda er kínverski markaðurinn stærsti bílamarkaður í heimi með yfir 20 milljónir seldra nýrra bíla á ári.

Á Íslandi voru árið 2015 seldir 15´420 fólks-og sendibílar.  Af þeim voru um 2,0 % alrafknúnir eða tengiltvinnbílar, þ.e. rúmlega 300 talsins.  Betra væri, að Íslendingar tækju Kínverja sér til fyrirmyndar og tvöfölduðu innfluttan og seldan fjölda slíkra bíla árlega 2016-2019, þannig að eigi síðar en 2020 nemi innflutningur raf- og tvinnbíla yfir 30 % af heild. Til þess þarf þó kraftaverk. Stjórnvöld ættu að lyfta þakinu, sem nú er MISK 6,0, fyrir innkaupsverð á farartækjum, sem seld eru hérlendis án vörugjalds og virðisaukaskatts, séu þau dæmd umhverfisvæn, og fella þessi gjöld af stórum tækjum á borð við almenningsvagna og langferðabíla til að flýta fyrir rafvæðingu þessara orkufreku tækja. Tryggingafélög bjóða lægri iðgjöld af umhverfisvænum farartækjum, og frítt er fyrir þau í bílastæði í Reykjavík.  Þeim fylgja þess vegna ýmis hlunnindi, en þau eru enn þá dýrari í innkaupum en sambærilegir jarðefnaeldsneytisknúnir bílar þrátt fyrir niðurfellingu innflutningsgjalda.   

Árið 2030 gæti heildarfjöldi allra farartækja á íslenzkum vegum numið 300´000.  Raunhæft markmið ætti að vera, að 30 % þeirra verði rafknúin eða af tengiltvinngerð.  Þá þarf að meðaltali að flytja inn 6000 slíka bíla á ári, sem er tæplega 40 % af núverandi heildarinnflutningi.    Til að Ísland verði óháð jarðefnaeldsneyti árið 2050, er þessi áfangi nauðsynlegur, en þá þarf nú heldur betur að slá undir nára, víða.

Það vekur athygli, hversu lítið rafmagnsbílum og tengiltvinnbílum er hampað af bílaumboðum hérlendis, þó að talsvert úrval sé nú þegar af slíkum farartækjum, og hversu litla athygli flest bílaumboðin vekja á hagkvæmni þessara bíla fyrir kaupendur nýrra bíla. Bílainnflytjendur þurfa almennt að átta sig á því, að á Íslandi er jarðefnaeldsneyti dýrt, en rafmagnið er ódýrt miðað við það, sem algengast er í hinum vestræna heimi. T.d. virðast kaup á tengiltvinnbíl geta borgað sig á innan við 4 árum vegna lægri rekstrarkostnaðar, þó að hann sé nokkru dýrari en sambærilegur eldsneytisbíll. Þetta er þó nauðsynlegt að sannreyna við íslenzkar aðstæður með mælingum.   

Auk þess er raforkuvinnslan á Íslandi umhverfislega og fjárhagslega sjálfbær, en um hvort tveggja gegnir víða öðru máli.  T.d. í Evrópu, Japan og Bandaríkjunum (BNA) hefur a.m.k. 60 % raforkuvinnslunnar mikla mengun í för með sér á formi fínna sótagna, örryks, auk myndunar gróðurhúsalofttegunda, og vind- og sólarorka er stórlega niðurgreidd af skattgreiðendum, einkum í Þýzkalandi.  Það er þess vegna meira hagsmunamál og umhverfisverndarmál á Íslandi en víðast hvar annars staðar, að innleiðing rafmagnsbíla, með tvinnbíla sem millilausn, gangi bæði fljótt og vel. 

Til að innleiðingin gangi snurðulaust verða orkuyfirvöld að leggja hönd á plóginn og laða orkuvinnslufyrirtæki, flutningsfyrirtækið og einkum dreifiveitur og söluaðila raforkunnar, rafvirkjameistara og rafmagnshönnuði, til samstarfs, svo að rafkerfið verði í stakk búið að mæta auknu álagi og nóg verði af viðeigandi tenglum með sölumælingu í borg, bæjum og þorpum, bílageymslum og á bílastæðum fjölbýlishúsa og við flugvellina, svo að dæmi séu nefnd, til að skortur á innviðum verði ekki til trafala við þessa mikilvægu innleiðingu.

Segja má, að fjölgun rafbíla og tvinnbíla sé ótrúlega hæg m.v. hið rausnarlega framlag ríkissjóðs að gefa eftir bæði vörugjöld og virðisaukaskatt á þessum bílum. Vanburða innviðir og e.t.v. efasemdir um nýja tækni í þessum geira eiga sinn þátt í því. Eftirgjöf gjaldanna er auðvitað tímabundin á meðan framleiðslukostnaður umhverfisvænu bílanna er hærri en hefðbundinna eldsneytisbíla og á meðan verið er að koma viðskiptum með þessa bíla á skrið. Þó væri sennilega ráðlegt af stjórnvöldum að marka stefnu til lengri tíma, t.d. áratugar, um þessi gjöld, svo að fjárfestar sjái sér fært að setja fé í innviðauppbygginguna, og geti verið sæmilega öruggir um ávöxtun fjár síns á því sviði.