Med utgångspunkt från bilen:

Dieselolja klart bästa bränsle

 

För att ett fordon ska vara så bra som möjligt bör den energi som ska medföras ta så lite volym och väga så lite som möj-ligt i förhållande till fordonsvikt, lastförmåga och körsträcka. Men den utgångspunkten är dieseloljan särklassigt bäst som energibärare i bilar.

    Om en 50 liters dieseltank är utgångspunkten, hur stor behöver en behållare vara för att kunna rymma lika mycket energi? Svaret är att en bensintank behöver rymma 56 liter, en etanoltank 81 liter, en metanoltank 124 liter, en natur/biogastank (200 bar) 193 liter, en vätgastank (700 bar) 300 liter, ett litium-jon-batteri (enligt se-naste teknik) 1 400 liter och ett blybatteri 10 000 liter.

    Ett bränsle i vätskeform är överlägset bäst. Infrastrukturen är färdig och relativt billig. Det är lätt att tanka. Dieselbränslet har dessutom, i förhållande till alla andra flytande och gasformiga bränslen på marknaden, fördelen att inte medföra explosions-risker.

    Till yttermera visso är den moderna dieselmotorn den effek-tivaste förbränningsmotor vi känner. Nykonstruerade dieselmo-torer kan nå en verkningsgrad på 40 % medan det är tveksamt om dagens bensin-, etanol eller gasmotorer kan nå 30 %.

   Skillnaden mellan motorernas effektivitet beror på dieselmotorns effektivare förbränning. I en bensinmotor sprids förbrännings-förloppet från ett tändstift i förbränningsrummet. I en dieselmotor tänds luft-bränsleblandningen genom kompression samtidigt i hela förbränningsrummet. Dieselmotorns teknik kan användas också med bränslen som bensin, alkohol och gas. På det områ-det pågår nu en intensiv utveckling och det sannolika är att man i en inte alltför avlägsen framtid med den tekniken avsevärt kan höja verkningsgraden också för bränslen som inte är dieselolja.

 

Batteridrift i ropet

    Batteridriften är nu i ropet. Mycket forskningspengar läggs nu i olika typer av litium-jon-batterier för framtidens elfordon. I labo-ratoriestadiet finns nu batterier av denna typ som är upp till sju gånger så energitäta som blyackumulatorer. Frågor återstår om kostnader och hållbarhet hos dessa batterityper. Men räkne-exemplet ovan visar att en elbil, inte ens med framtidens teknik, kan jämställas med en dieselbil. 50 liter dieselolja motsvarar alltså 1 400 liter litium-jon-batteri med en vikt av kanske 2,8 ton. Dess-utom kan med dagens teknik snabbladdning inte göras.
    Ändå ser man stora möjligheter att använda den nya tekniken i t ex personbilar, då i kombination med andra energibärare än el. Ett företag i framkant i denna utveckling är amerikanska A123 Sys-tems och Compact Power, som tar fram aggregat för batteridrift av personbilar. Utgångspunkten är att de flesta privatbilar körs mindre än 60 km per dygn. Ett batteri som med full prestanda klarar detta behöver inte större volym än 40 liter. Ett sådant fordon klarar en normal dygnspendling med nattladdad elström. Förser man det dessutom med en motor och generator som sätts in när batteriet behöver laddas blir det universellt användbart. Genom att motorn alltid går på idealiskt varvtal och genom att elmotorn har en hög verkningsgrad, över 90 %, blir det också bränsleekono-miskt.ett bra fordon. Men inte billigt.

 

Väte – bäst i bränslecell

   Ett annat bränsle, som förekommer ganska flitigt i debatten, är väte. Med detta har det experimenterats under hela bilismens historia. De flesta experimenten har slutat med att försöks-fordonet flugit i luften. Väte som bilbränsle har ny aktualitet i jakten på fossilutsläppsfria bilbränslen. I dag görs emellertid praktiskt taget all vätgas av fossila bränslen, men i framtiden tänker man sig hydrolys, sönderdelning av vatten till beståndsdelarna syre och väte under hög temperatur, eller eventuellt elektrolys. Det senare kräver dock elenergi och för det mesta är det bättre att an-vända elektriciteten som energibärare redan som den är. En ytterligare metod som framtidstestas är vätgasframställning med hjälp av genmodifierade bakterier.

   Dagens utveckling av vätgasdrivna fordon går på två linjer. Dels konverteras vanliga ottomotorer till vätgasdrift, dels används bränsleceller som ger el till elmotorer. I båda fallen består avga-serna av vattenånga.
   Det stora intresset för bränslecellen är lätt att förklara genom en bättre verkningsgrad, ca 70 % inklusive elmotor. Ottomotorn klarar i sammanhanget inte mer än kring 25%. I praktiken betyder detta att en vätgasbil, om energin går via bränslecell, har mer än dubbelt så stor aktionsradie än den otto-motordrivna varianten vid samma tankstorlek.

 

Kallt i elbilen

    Diesel- och ottomotorer har en relativt låg verkningsgrad. Resten av energin bildar värme, något man är tacksam för under kalla vinterdagar. I en elbil finns ingen sådan värmetillgång, där måste energi tillföras speciellt för värmen. Att lagra energi för vär-men i ett batteri blir dyrt, stort och tungt. Därför väljer man i all-mänhet ett separat värmesystem i elfordon, ett system som eldas med bränsle i gas- eller vätskeform. Detta gör att man ofta behö-ver två olika slags energibärare i rena elfordon.

 

Framtidens bränsle

   Om dieselolja hanterings- och energimässigt är dagens bästa energibärare för bilar, hur ser då framtidens fordonsbränsle ut? Jo, helst som dieselolja med de stora fördelar detta bränsle har. Så önskedrömmen är att kunna omvandla växtdelar av olika slag samt sol och kärnbränsleenergi till ett bränsle som så mycket som möjligt liknar dagens dieselolja. Dagens växtmetylester (RME) duger inte. Det går åt för mycket energi att framställa den, dessutom är det en aggressiv vätska när det gäller t ex gummi och lack. Därtill har den dåliga vinteregenskaper. Nej, något bättre måste fram. En av flera möjligheter som framskymtar är att utgå från förgasning av skogsråvaror. En sådan teknik kan dock omöjligen täcka mer än en liten bråkdel av behovet. Vad som krävs är nya processer, kanske där man kan hämta det kol som behövs från luftens koldioxid.

 

John Murray