Stavanger-bedrift vil fullade elbiler på 17,5 minutter

<p>Den Stavangerbaserte teknologibedriften Beyonder har hånden på rattet i et europeisk samarbeidsprosjekt som skal gi raskere lading av eltransportmidler.</p>
Den Stavangerbaserte teknologibedriften Beyonder har hånden på rattet i et europeisk samarbeidsprosjekt som skal gi raskere lading av eltransportmidler. Foto: Frode Ualand

Teknologibedriften Beyonder får millionstøtte fra EU for å lede et europeisk forskningsprosjekt som skal gi raskere lading av elbiler, og avlaste strømnettet.

1. mai i år gikk startskuddet for prosjektet, som har som mål å utvikle mer effektive batterier og ladesystemer for elbiler.

Ladesystemene skal gi raskere lading av elbiler enn i dag, uten behov for store investeringer og utbygging av eksisterende kraftnett.

Batteriteknologi-bedriften Beyonder koordinerer det europeiske samarbeidsprosjektet, hvor 10 samarbeidspartnere fra fem land deltar.

– Det er veldig stas å ha hånden på rattet i dette prosjektet, sier koordinator Turi Kvame Lorentzen i Beyonder til forskning.no.

Pengedryss fra EU

Tirsdag 11. mai møttes partnerne digitalt til en formell oppstart av prosjektet, der EU-kommisjonen også deltok.

Prosjektet Heroes (Hybrid Energy Storage stations) har fått 4,1 millioner euro i forskningsmidler fra EUs Horisont 2020.

Det tilsvarer omtrent 41 millioner kroner.

Industrigiganten Siemens er den største bidragsyteren i prosjektet, og skal blant annet utvikle et nytt batteristyringssystem.

Fra Norge deltar også Institutt for energiteknikk (IFE).

– Målet er å fullade elbiler fra et ladepunkt uten å måtte forsterke nettet i løpet av bare 17,5 minutter. Også samtidig som flere biler er koblet til, sier Lorentzen.

Vil løse flaskehals

Norge sees på som en pioner i elbil-sammenheng fordi staten har subsidiert privatpersoners kjøp av elbil gjennom lave avgifter, gratis bompengepassering og reduserte satser på ferger.

EU ser et klart behov for å effektivisere ladesystemene for elbiler, nettopp for å stimulere til miljøvennlig transport. Målet er et nullutslipps transportsystem.

Men det er mange utfordringer ved å få til en stor overgang til elbiler på kontinentet.

– Elbiler trenger mye strøm på kort tid. Det blir en flaskehals for det eksisterende strømnettet mange steder, påpeker Turi Kvame Lorentzen, prosjektkoordinator fra Beyonder.

Det mangler infrastruktur i form av hurtigladestasjoner, og lading tar tid hvis du skal kjøre lange strekninger og det er flere biler på samme ladestasjon samtidig.

Beyonder bruker sagflis til å produsere batterier. Foto: Moxey
Beyonder bruker sagflis til å produsere batterier. Foto: Moxey

Kan avlaste strømnettet

Når mange biler skal lades samtidig med 250-300 kilowatt pr bil, blir presset på det lokale strømnettet stort.

– Med Heroes-systemet vil vi bidra til å løse denne utfordringen, ved å bygge ut ladestasjoner med egne batterier, som kan lades opp gjennom døgnet, sier hun.

Det avlaster behovet uten at det krever betydelig utbygging av kraftnettet, samtidig som ladetiden vil gå betydelig ned.

Når ladestasjonen ikke er i bruk, lades stasjonen ved hjelp av Beyonders miljøvennlige effektbatterier.

– Prosjektet vil være en viktig faktor for å møte behovet for hurtiglading av elektriske kjøretøy på en kostnadseffektiv måte, uten for store investeringer, sier Lorentzen.

Klimavennlig produksjon med sagflis

De fleste ladbare batterier blir i dag produsert ved bruk av store mengder fossil energi fra kull- eller gassfyrte kraftverk i Asia, som gir skyhøye CO2-utslipp.

Beyonder bruker i stedet sagflis, et restprodukt fra skogindustrien, som råmateriale. Og strømmen i Norge er som kjent mest basert på vannkraft.

Grunder og daglig leder Svein Kvernstuen i Beyonder. Foto: Anne Lise Norheim
Grunder og daglig leder Svein Kvernstuen i Beyonder. Foto: Anne Lise Norheim

– Vi bruker biomasse, som er et restråstoff, til å lage biokull, sier gründer og daglig leder Svein Kvernstuen i Beyonder.

Deretter raffinerer de dette videre til å lage det de kaller for«aktivt kull» eller «aktivt karbon». Beyonder har utviklet og patentert en forbedring av denne prosessen.

Dette innebærer en langt mer klima- og miljøvennlig batteriproduksjon, selv om de også trenger andre ingredienser for å lage et fullverdig batteri.

– Vi klarer å raffinere det til å bli av veldig høy kvalitet, slik at vi kan skreddersy egenskapene, og på den måten kan vi bruke det til energilagring, sier han.

Batterifabrikk om tre år

Beyonder startet opp i 2016 og har nå rundt 50 ansatte.

Teknologi-bedriften satser sterkt på forskning og utvikling, og har etablert en egen forskningssenter for utvikling og testing av batterier.

Nå bygger de et pilotanlegg i Sandnes som etter planen skal stå ferdig våren 2022. Beyonder har mål om å ferdigstille en batterifabrikk med ca 500 ansatte i 2024.

Bildet viser en såkalt stablingsmaskin, som brukes til å stable lag av anoder interkalert med katoder. Et skillelag brukes til å isolere anoden fra katoden. Teip brukes til å holde de stablede lagene sammen. Foto: Moxey
Bildet viser en såkalt stablingsmaskin, som brukes til å stable lag av anoder interkalert med katoder. Et skillelag brukes til å isolere anoden fra katoden. Teip brukes til å holde de stablede lagene sammen. Foto: Moxey

Prototype skal testes ut

Samarbeidspartnerne skal bidra med hver sine oppgaver innen forskning, utvikling av prototyper og testing.

Battericelle-selskapet Beyonder skal stå for utviklingen av batteriene, og IFE skal utvikle modeller for å bestemme battericellenes driftsforhold og levetid.

ElringKlinger skal utvikle batteristyringssystem og Siemens energistyringssystemet.

Prototypen for hurtiglading av elbiler skal så testes ut ved en ladestasjon av et av de største energiselskapene i Tyskland.

Prosjektet skal gå over tre år.

Lorentzen forteller at prosjektet har mange tekniske utfordringer og en stram tidsplan, men at alle partene er svært motiverte for å bidra med sin kompetanse for at de sammen skal lykkes med innovasjonen innen tidsfristen.

– Den potensielle effekten av dette prosjektet er enorm, om EU skal oppfylle målet om en stor økning i elektriske kjøretøy, sier Lorentzen.

– Kan fylle en nisje i markedet

Professor i uorganisk kjemi Ola Nilsen ved Universitetet i Oslo, har tro på at Beyonder kan fylle en nisje. Men han tror ikke produktene blir et alternativ til Tesla-batteriene.

– Hvis verden subsidierer miljøvennlig energi i større grad enn i dag, kan Beyonders teknologi bli en innertier, sier professor i uorganisk kjemi Ola Nilsen ved UiO. Foto: UiO
– Hvis verden subsidierer miljøvennlig energi i større grad enn i dag, kan Beyonders teknologi bli en innertier, sier professor i uorganisk kjemi Ola Nilsen ved UiO. Foto: UiO

– De bygger sin teknologi på en mellomting av en kondensator og et batteri, og vil ikke kunne erstatte batteriene i en Tesla. Til det vil kapasiteten være for liten. Men de vil kunne lage et batteri som kan brukes ofte og gi mye energi på kort tid, forklarer Nilsen til forskning.no.

Han tror likevel teknologien vil finne sin nisje, spesielt ved at de baserer produksjonen mye på et biprodukt fra annen industri, avfall fra trevareindustrien. Batteriet vil bli for stort og tungt til personbiler, men noen steder trenger en slike batterier også. Som til gaffeltrucker på et varelager, hvor høy vekt er en fordel.

– Som landbaserte systemer for lading av elferger og lignende, kan dette helt klart være et supplement, mener Nilsen.

Les også: Nobelpris i kjemi for å bidra til en oppladbar verden

Supplere strømnettet


Kondensatorene vil kunne supplere strømnettet, ved å lagre energi som så kan brukes når etterspørselen av strøm er på sitt høyeste. Da er det en fordel med et batteri som tåler mye bruk.

Siemens største bidragsyter

Prosjektet Heroes (Hybrid Energy Storage stations) har ti samarbeidspartnere fra Norge, Danmark, Tyskland, Spania og Belgia. Fra Norge stiller Beyonder og Institutt for energiteknikk (IFE), og fra Danmark er Aalborg Universitet og Lithium Balance med. Siemens AG, ElringKlinger og Bestoraged (EWE) er med fra Tyskland. Sustainable Innovation og ENSO er med fra Spania, og fra Belgia er European Association for Storage of Energy med.

Nilsen mener det er en vesensforskjell mellom det Beyonder beskriver som et batteri og de batteriene som brukes i el-biler. Han forklarer at konseptet til Beyonder tar utgangspunkt i kondensatorer laget ved å karbonisere avfallsprodukter fra treindustrien.

En kondensator minner litt om et batteri ved at den kan lagre energi for senere bruk. Men rene kondensatorer mangler den viktige redoks-kjemien som er i batterier, forklarer han.

En redoks-reaksjon er en kjemisk reaksjon der et stoff blir redusert og et annet blir oksidert. At noe oksiderer betyr at ladningen til stoffet øker.

Beyonder gjør et godt forsøk på å innføre noe av den i sine batterier, men vil ikke kunne nå opp til de rene litium-ion-batteriene, mener Nilsen. Selv om Beyonder bruker litium-ioner, ligner deres teknologi mer en avansert kondensator.

Men det er mange ulike former for batterier, og mange ulike behov. Batterier i elbiler og batterier i pacemakere er veldig forskjellige teknologisk.

Brikke i sirkulær-økonomien

Beyonders oppfinnelse har en klar miljøfordel, mener professoren.

– Ved å bruke avfallsprodukter fra treindustrien og unngå en del av de andre, mer betente grunnstoffene i litium-ion-batteriene, som kobolt og nikkel, blir batteriet til Beyonder en fin brikke i den sirkulære økonomien, sier han.

Ladestasjoner av litium-ion-batterier og miljøvennlige kraftbatterier

Beyonder skal utvikle en litium-ion-kondensator (LiC) for hybridsystemet, med en optimalisert balanse mellom kraft og energi for å kunne tilby rask lading av flere elektriske biler samtidig.

LiC vil bli kombinert med Litium-ion-batterier (LiB) for å lagre store mengder energi som vil fungere som en reserve når ladebehovet overstiger LiC-kapasiteten. Begge lagringsteknologiene vil være egnet for applikasjoner med høy effekt og høy energi. Kombinasjonen vil gi høyere effektivitet og bedre system-ytelse, og vil også gi forlenget total batterilevetid, mer energi fra battericeller, enklere og redusert administrasjon og totale systemkostnader. (Kilde: Beyonder)

Det har appell hos myndighetene i mange land, og kan tiltrekke seg investorer, mener han.

– Særlig dersom det blir vedtatt miljøregnskap på produkter, kan teknologien bli lønnsom, sier professor Nilsen.

Han mener levetiden og prisen på batterikonseptet vil avgjøre om det blir et marked for oppfinnelsen.

– Det lave miljøavtrykket er en joker i dette regnestykket. Hvis verden går i retning av å subsidiere miljøvennlig energi i større grad enn i dag, kan dette bli en innertier, sier Nilsen.

(Denne artikkelen ble først publisert på Forskning.no).

Personvernpolicy