Laddhybridfordon kan köras på både el och fossilt bränsle. Så hur bra är de för miljön och för omställningen till en fossilfri fordonssektor? En unik studie från Chalmers visar att laddhybriderna kan köras lika mycket på el som ”rena” elbilar med en räckvidd på ca 13 mil.

Illustration: Chaowalit Koetchuea, the Noun Project. Montage: Christian Löwhagen.

– Vi har jämfört ett stort antal hushåll med flera bilar och kan visa att hushåll med ett fossilfordon och en laddhybrid kan köra lika många kilometer på ren eldrift som ett hushåll med ett fossilfordon och en elbil, säger Ahmet Mandev, doktorand på Chalmers.

Efter att ha bearbetat data från fyra miljoner kördagar med laddhybrider kan han också säga hur laddning bör ske för att maximera eldriften, samtidigt som bränsleåtgång och utsläpp minimeras.

Trots att det är över 20 år sedan den första massproducerade elhybridbilen dök upp på marknaden finns det fortfarande många frågor kvar att besvara kring hur sådana fordon bäst ska användas. Det är frågor som Ahmet Mandev, doktorand på institutionen för rymd, geo- och miljövetenskap på Chalmers siktat på att besvara i sina doktorandstudier, handledd av docent Frances Sprei.

– Anledningen till att vi vill titta närmare på laddhybrider är att det finns olika syn på deras roll för elektrifiering av persontransporter. Deras elektriska potential är viktig att lära sig mer om, för att bestämma vilka policyinstrument – lagar, regler och subventioner – som bäst tillämpas på sådana fordon säger Ahmet Mandev.

I den första av studierna som ingår i hans licentiatavhandling The Role of Plug-in Hybrid Electric Vehicles in Electrifying Personal Transport – Analysis of empirical data from North America har han behandlat och analyserat ett års kördata för 71 hushåll i Kalifornien.

– Det är lätt att se hur många kilometer en laddhybridbil använder elmotorn respektive förbränningsmotorn, men det unika med den här studien är att vi har tittat på hushållsnivå, alltså kartlagt samtliga fordon i olika flerfordonshushåll. Då ser vi hur många kilometer hushållet sammanlagt färdats på el, och har kunnat jämföra hushåll som har en ”ren” elbil eller laddhybridbil bredvid en konventionell bil.

Som vanligt när det gäller el- och hybridfordon är räckvidden en viktig faktor. Studien visar att hushåll med en elbil och en konventionell bil kör i genomsnitt 45 procent av sina sammanlagda kilometer på el medan hushåll med en laddhybrid och en konventionell bil når 46 procent eldrift i genomsnitt. Detta trots att räckvidden för fordonen vid full eldrift var 130 km för elbilen (en Nissan Leaf i det här fallet) och knappt hälften för laddhybriden – 56 kilometer.

– Orsaken att laddhybriden vinner trots den avsevärt kortare räckvidden, är att man oftare tar den till de längre resorna, säger Frances Sprei. Och då går i alla fall en del av de resorna på el. Siffrorna visar också att laddhybriderna oftare används samtidigt som någon annan i familjen använder fossilfordonet. Räckvidden för både elbilar och laddhybrider har ökat sedan studien genomfördes, men resultaten är fortfarande relevanta och visar att laddhybriderna har en viktig roll att spela när det gäller att elektrifiera persontransporter. Nästa steg blir att följa upp hur de längre räckvidderna påverkar andelen körda kilometer på ren eldrift.

Ytterligare en fråga Ahmet Mandev undersökt är hur laddhybriden ska ladda för att få ut så många kilometer på el som möjligt, med lägsta möjliga bränsleförbrukning och utsläpp. I två andra studier har han utgått från kördata insamlade under ca 4 miljoner kördagar under en tioårsperiod med laddhybridmodellen Chevrolet Volt. Genom att bearbeta dessa data har Ahmet Mandev räknat ut hur ofta fordonen laddats och han kan därmed empiriskt belägga flera saker om laddhybriderna.

Det som ger mest positiva effekter är att ladda sin bil fullt en gång per dygn, vilket kanske inte är så förvånande. Men Ahmet gjorde en upptäckt som stack ut i materialet.

– Om man går från att ladda sin bil varje natt till 90 procent av nätterna tredubblas utsläppen, från 1,7 kg koldioxid till 5,7 kg för 100 kilometers körning, säger Ahmet Mandev. Bränsleförbrukningen går upp på liknande sätt, från 0,7 liter för 100 kilometer till 2,5 liter. Det är fortfarande låga utsläpp och låg förbrukning men det blir ändå stor skillnad för en så pass liten förändring i beteende.

Laddhybriderna i studien kommer som bäst upp i 70 procent eldrift, under förutsättning att de laddas en gång per dygn. Ahmet Mandev och Frances Sprei poängterar att kompletterande laddning under dagen också ger positiva effekter, men för maximal effekt är det en full laddning per dygn som gäller.

– I våra studier fokuserade vi på att studera data och dra slutsatser kring laddning och eldrift utifrån det. Men om man skulle översätta resultaten till tips för makthavare, skulle det vara att ge fler möjligheten att ladda på natten. Det är ju långtifrån alla som bor i till exempel flerbostadshus som har den möjligheten idag, säger Ahmet Mandev.

I sina fortsatta doktorandstudier ser han fram emot att göra internationella jämförelser, för att se hur laddningsmönster och eldrift skiljer sig åt mellan länder med olika förutsättningar, lagar och riktlinjer kring laddhybrider. Utifrån detta blir det sedan möjligt att se vilka politiska riktlinjer och rekommendationer som skulle göra störst skillnad.

Forskningen finansieras av Swedish electromobility Center och utförs i samarbete med UC Davis i Kalifornien och Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research i Tyskland.

Christian Löwhagen, Chalmers

Filed under: SvenskTeknik