Trafiken smutsar ner, men nya bränslen ger renare avgaser
av Bjarne Nyman Forum 1996-10, sida 16-17, 24.10.1996
Bjarne Nyman
Trafiken smutsar ner, men
FFVfordon (flexible fuel vebicles) kan drivas antingen med bensin eller alkobol, etter både och. Flexibiliteten underlättar tankRingsproblemet. eftersom dagens distributionssystem baseras belt på traditionella bränslen. De flesta stora biltillverkare ser FFYbilarna somen ny möjlighet.
SYFTET MED FORSKNINGEN I NYA BRÄNSLEN ÄR ATT MINIMERA SKADLIGA UTSLÄPP FÖRORSAKADE AV DEN EXISTERANDE BILPARKEN. ATT MINSKA BEROENDET AV FOSSILA BRÄNSLEN I TRAFIKEN ÄR EN UTMANING PÅ LÄNGRE SIKT.
rafikens andel av miljöutsläppen är avsevärt större än dess andel av den totala energiförbrukningen och personbilen är värstingen nummer ett. Av totalenergikonsumtionen i vårt land förbrukas 20 procent inom trafiken och av oljekonsumtionen över 40 procent. Bilar. flyg och tåg står dock för över 90 procent av kolmonoxidemissionerna och för över hälf ten av både kolväte- och kväveoxidemissionerna (se figur på nästa sida). Bästa sättet att minska utsläppen vore att begränsa trafiken. Sådana drastiska åtgärder är dock politisk omöjliga och skulle samtidigt få negativa konsekvenser för samhällsekonomin, eftersom det totala behovet av transporter ökar i samma takt som samhällsfunktionerna koncentreras. Faktum är att trafiken inom EU-länderna ökar med i genomsnitt tre procent per år. Bilismen har dessutom en tendens till självförökning. Med allt fler personbilar minskar kollektivtrafiken och behovet av personbilar ökar. För att inte tala om den status och rörelsefrihet som förknippas med personbilen.
Inbyggd systemtröghet
Med de dimensioner trafiken har idag finns det i systemet en inbyggd tröghet, som gör
TRD Nils-Olof Nylund vid VTT Energy år programdirektör för det nationella forskningsprogrammet Mobile, som sysslar med energi-, transport- och miljöfrågor.
att förändringarna sker långsamt. Enbart i Finland har vi en park på cirka 2,2 miljoner bilar och ett välutbyggt bränsledistributionssystem som betjänar alla dessa bilar. Radikalt nya bränslen skulle kräva nya bilar och nya distributionssystem. Se t.ex. på elbilen, som redan funnits i tio år på marknaden Användningen är tillsvidare mycket begränsad. I landet finns det endast ett hundratal elbilar i bruk, de flesta som distributionsbilar hos posten.
”Det snabbaste sättet att åstadkomma förbättringar ur miljösynvinkel är att modi fiera nuvarande bränslen för att få så små skadliga utsläpp som möjligt”, säger TkD Nils-Olof Nylund, som är programdirektör för bränsleutvecklingen inom det nationella forskningsprogrammet Mobile (transport, energi och miljö). ”Den linjen har vi valt i Finland och därmed har vi numera också den renaste bensinen och dieseloljan i Europa” En förändring till det bättre av helt andra dimensioner är givetvis trevägskatalysatorn, som ger bilar med endast en tiondel av de utsläpp äldre bilar har. Katalysatorns intåg på marknaden har dock gått långsammare än väntat, främst på grund av dåliga ekonomiska tider och hög bilskatt. som gjort sitt till att bilparken bara blir äldre. Katalysatorbilarnas stora fördel är att kolmonoxid och kolväten i avgaserna oxideras och kväveoxiderna reduceras.De två första blir koldioxid och vatten, medan kväveoxiderna blir ren kvävgas, det grundämne vår luft till närmare 80 procent består av. Fördelen med att modifiera bränslen är att förbättringar kan ske snabbt. Dessa s.k. reformulerade bränslen (se specifikationer i tabellen till höger) kan utnyttjas av den existerande bilparken och distribueras vid dagens servicestationer utan ombyggnad av vare sig bilar eller stationer.
FORUM NR 10/9 ”Ett land som Finland kan givetvis inte driva utvecklingen av teknologin på biltillverkningens område. Därför har förskningen hos oss i hög grad koncentrerats på nya, reformulerade bränslen”, säger NilsOlof Nylund.
Alkohol som drivmedel
Som en följd av energikrisen på 1970-talet kom alkoholerna med i bilden, Man tänkte sig först att metanol kunde framställas av stenkol, men då var man ute på farligt vatten. Det visade sig nämligen att hela kedjan från framställning till förbränning skulle ge tre gånger så stora koldioxidutsläpp som vanlig bensin och dieselolja.
Alkoholerna har visat sig vara problematiska i många hänseenden. Det blev problem med fasseparering, korrosion i motorerna, problem vid kallstart och en oangenäm odör (aldehyder bildas) för omgivningen att inandas.
Fördelen med alkoholer som bränsle är att de utgörs av rena kemiska föreningar — inte såsom bensin och dieselolja av hundratals komponenter — vilket gör det relativt enkelt för motortillverkarna att optimera motorerna.
Ett av de bästa exemplen på alkoholdrift är Stockholms stad, där det redan finns ett par hundra etanoldrivna bussar, det största projektet i sitt slag i världen. I etanolen har man tillsatt smörjmedel och ämnen som förbättrar bränslets antändingsegenskaper samt eliminerar problem vid kallstart. Tack vare tillsatserna är egenskaperna hos bränslet nästan desamma som hos konventionell dieselolja. Utsläppen är mycket låga, men den karakteristiska lukten av aldehyder har man inte kommit ifrån.
Reformulerade bränsle de reformulerade bränslesorterna används också alkoholer, men i modifierad form som etrar. Redan på 1970-talet började man tillsätta MTBE i (metyltertiärburyleter, en eter utgående från metanol och isobutanol) i bensinen, men detta skedde inte för att minska utsläppen utan för att höja bensinens oktantal och därmed minska knackningen i motorerna.
Den reformulerade bensin som utveckats av Statens tekniska forskningscentral VTT och Neste och nu säljs i Finland, innehåller 11 procent MTBE, vilket i praktiken innebär att bensinens metanolhalt är cirka fem procent.
”Etern har många tekniska fördelar jämört med alkohol”, konstaterar Nylund. ”Förutom att den höjer bränslets oktantal ger den en mer fullständig förbränning. I katalysatorbilar underlättar de renare avgaserna dessutom katalysatorfunktionen”
FORUM NR 10/96
Valmets gasmotor för transportfordon bar utvecklats och testats vid VTT. Den används t.ex. I Sisus lastbilar för avfallshantering och renbållning i städer.
I stället för MTBE kan även ETBE (etyltertiärbutyleter) eller TAME (tertiär amylmetyleter) användas, men idag är MTBE den populäraste varianten.
Reformulerade bränslekvaliteter för dieselfordon fungerar i princip på samma sätt som reformulerade bensinsorter. Ett äkta finländskt tillsatsämne som utvecklats för ändamålet är rypsoljeester. Hos oss säljs reformulerad dieselolja under namnet Citydiesel.
Alternativa bränslen först i tunga fordon
De alternativa bränslena till dagens dieselolja är för tunga fordon främst gasol (flytgas) och naturgas — vid sidan av etanolen i Stockholms bussar. I Finland används flytgas i en buss i Helsingfors sedan 1991, samt i lastbilar och vissa servicefordon i Tammerfors, Tavastehus och Helsingfors. Naturgas används sedan ett par månader tillbaka i två bussar i huvudstaden (se Forum nr 8/96, s. 32). Några av de existerande vanliga bussarna kommer inom kort att byggas om till flytgasbussar.
Orsakentillattjust dessa fordonsgrupper hamnat i täten är tankningen, som inte kan ske vid vanliga servicestationer utan måste ha egna depåer. De två nya naturgasbussarna tankas direkt från naturgasledningen. Gasen komprimeras till 200 bar för att ta mindre utrymme och med full tank kan bussen förflytta sig cirka 300 kilometer.
Flytgasen kräver jämfört med dieselolja dubbelt större tank och naturgasen sexdubbelt större tank för samma transportavstånd. Naturgasbussarna känns igen på att de har den stora tanken på taket. &
Några specifikationer för reformulerad bensin
CARB 1996 är specifikationen för den reformulerade bensin är allenarådande i Kalifornien från och med början av året. Bensinsorten är den renaste i världen.
Nestes reformulerade bensin ligger rätt nära dessa specifikationer, med undantag av ångtrycket, som i vårt kalla klimat måste vara bögre.
UTSLÄPP FRÅN TRAFIKEN I FINLAND (andel av alla utsläpp)
KOLMONOXID (C0) 11000 ton/år)
Fartyg (0,3) Tåg (0,5) Flygplan (2,1)
Bussar [4] Lastbilar (9)
Paketbilar (19,5)
KOLVÄTEN (HC) (1000 ton/år)
Personbilar
Fartyg (0,3) Flygplan 10,5) Tåg (0,7) Bussar (2)
Paketbilar (3,4) Källa: YTT
Bilar, flyg och tåg står för över 90 procent av kolmonoxidemissionerna och för öve hälften av kolväteemissionerna I Finland.