Projektarbete 2

Den miljövänliga bilen?

Innehållsförteckning

1. Miljöklassning
2. Vad är ett miljöfordon?
3. Hur kör man miljövänligt?
4. Fördelar och nackdelar med miljöbilar
5. Biogas
6. Vätgas
7. Etanol
8. Rapsolja RME
9. Elfordon
10. Källor
11. Kontakta projektmedarbetarna


1. Miljöklassning

Miljöklassning av bilar

1993 infördes miljöklassning av personbilar. Den grundar sig på mängden utsläpp av kväveoxider, kolväten, koloxid och partiklar.

Miljöklass EL

Bil som drivs med elektricitet från batteri.

Miljöklass Hybrid

Bil som drivs med elektricitet från batteri och förbränningsmotor.

Miljöklass 2005

Dessa bilar ska uppfylla kraven på avgasrening som blir obligatoriska i EU i januari 2006.


2. Vad är ett miljöfordon?

Det finns ingen nationell definition av vad ett miljöfordon är. Men tydligt är att ett miljöfordon kräver mindre bränsle och att den släpper ut klart mindre koldioxid än den traditionella bilen.

Lagen om trängselskatt definierar en miljöbil på följande sätt:

”bil utrustad med teknik för drift helt eller delvis med elektricitet, alkohol eller annan gas än gasol”.[1]

I Stockholm anses följande vara miljöfordon:

Elbilar och elhybridbilar som drivs på bensin/elektricitet.
Bifuel-bilar som är godkända i lägst miljöklass 2005, som till övervägande del drivs med biogas.
Bränsleflexibla bilar som är godkända i lägst miljöklass 2005, som till övervägande del drivs med bioalkohol.

Längre fram redogör vi för vilka fördelar man får genom att köra ett miljöfordon (förutom att miljön mår bättre), men först lite tips om hur du kan köra miljövänligt utan att köra ett speciellt fordon.


3. Hur kör man miljövänligt?

Även om man inte har möjligheten att köra en miljöbil så ska man köra på ett miljövänligt sätt. Alla som tar körkort i Sverige måste tillgodogöra sig information om hur man kör miljövänligt. Denna information finns i körkortsboken.
Om du t ex. kör en bil med katalysator och motorvärmare renas utsläppet med 80-95% jämfört med om du kör en äldre bil utan katalysator. Utsläppet blir till vatten och koldioxid. Koldioxid är en växthusgas som vi människor måste reglera – vi släpper ut på tok för mycket. För att minska utsläppet av koldioxid måste man minska förbrukningen av bensin. Det gör man genom att köra ekonomiskt, genom att planera sin körning. En bil som rullar lätt drar mindre bensin. Kontrollera därför däcken med jämna mellanrum (var tredje tankning rekommenderas) eftersom om luftrycket i däcken är lågt blir bilen trögare att köra och drar därmed mer bensin. Montera ner tackräcket när det inte används, så minskar bilens luftmotstånd. Även våra däck sprider mycket giftiga oljor, (ca 9000 ton gummistoft per år), investera i miljövänliga däck.

I körkortsboken uppmanas eleven vidare att tvätta sin bil miljövänligt (tvätta den för hand på verkstäder som har oljeavskiljare) och att avstå från bilkörning när den inte är nödvändig. En kall bil sprider mer avgaser än en varmkörd bil. Om man bara ska till kiosken är det bättre att gå eller ta cykeln. I boken diskuteras också möjligheten att ingå i en bilpool och att istället åka kollektivt.


4. Fördelar med att köra miljöbil

Hybridbilar och eldrivna bilar är befriade från fordonskatt de första 5 åren.
Alla alternativa drivmedel (utom el) är skattesubventionerade.

I Göteborg får du som innehavare av ett miljöfordon stå gratis i två timmar på offentliga
p-platser och gratis boendeparkering.

I Malmö är det helt gratis att parkera din elbil.

I Stockholm får man gratis boendeparkering och reducerat pris på allmänna parkeringsplatser. I Stockholm är dessa bilar dessutom befriade ifrån trängselskatt, som införs på försök till att börja med.

Om man kör ett miljöfordon som tjänstebil får man ett lägre förmånsvärde.


5. Biogas

Framställning

En del biogas framställs av rötat matavfall eller spannmål, men den största delen kommer från avloppsreningen. Vid avloppsrening avskiljs det organiska materialet från vattnet i form av slam. Detta slam rötas sedan i stora rötkammare. Rötning är en process där det organiska materialet biologiskt bryts ner i en syrefri miljö, och i denna process bildas såkallad rötgas som till ca 65% består av metangas och ca 35% koldioxid. Det är denna rötgas som man sedan tar till vara på och använder som fordonsbränsle under namnet biogas. Innan den används som fordonsbränsle koldioxidreduceras gasen för att de totala koldioxidutsläppen från fordonstrafiken ska understiga de nationella målen.

Tidigare har det varit lite av ett moment 22 kring biogasen. Biogasen kan inte användas i en vanlig bil eftersom både motor och tank måste vara byggda för att drivas på gas. Bilarna är dyrare att köpa in än traditionella bensinbilar och det har funnits ytterst få tankstationer för biogas. Orsaken till att det funnits så få tankstationer är att det är dyrt att bygga pumpstationer för gas och de som äger bensinstationerna har inte velat lägga ut de pengarna eftersom de menat att det ändå inte är så många som kör biogasbilar. De senaste två åren har dock antalet tankstationer i Stockholm ökat från en (där speciellt tankkort från Stockholm Vatten AB krävdes) till fler än sju. Bland annat för att efterfrågan från näringslivet på biogas har ökat markant sedan det blev mer förmånligt att köpa så kallade bifuel-bilar. Därför är biogasen idag mer tillgänglig för allmänheten.

En kubikmeter gas motsvarar en liter bensin i verkningsgrad, men kostar ca en krona mindre än 95-oktanig bensin i Stockholm. Bidraget till växthuseffekten är dock mellan 70-95% lägre än från bensin. Dock är det viktigt att undvika läckage eftersom icke förbränd metangas bidrar till växthuseffekten.[2]

Fördelar

Bidrar inte till nettotillskottet av koldioxid i atmosfären eftersom det är en del av en naturlig biologisk process
Råvaran uppstår naturligt som bieffekt vid avloppsrening
Billigare än bensin
Lägre explosionsrisk än bensin
Luktar mindre vid förbränning

Nackdelar

Dyrt att köpa bilen (ca 20-50 000 kr mer än samma bil med enbart bensindrift)
Svårt att hitta tankställen utanför storstadsområdena
Vid tankning uppstår ganska obehagliga ljud eftersom gasen pressas in i tanken


6. Vätgas

Framställning

Vätgasen är egentligen ingen energikälla utan en energibärare. Större delen av vätgasen framställs genom konvertering av naturgas eller genom hydrolys av vatten. Hydrolys är en teknik där man separerar vätet och syret i vanligt vatten från varandra genom en elektrolysprocess.

Det finns motorer som kan drivas på vätgas utan att den behöver kylas eller komprimeras – så kallade ottomotorer – men bilar med dessa motorer är inte tillgängliga för allmänheten utan finns bara som prototyper i Tyskland.

För gemene man är bränslecellstekniken den mest tillgängliga. Redan år 1839, dvs. ungefär 20 år innan förbränningsmotorn uppfanns, upptäckte Sir William Robert Grove vätets energi-transporterande egenskaper och i samband med detta uppfanns bränslecellen. Dock var intresset för tekniken svalt fram till rymdkapplöpningen under 1960-talet då intresset för en ”avgasfri” process att framställa energi efterfrågades.

I en bränslecell låter man syre och väte reagera med varandra och skapar på så sätt energi som kan driva en motor. Processen kan liknas vid ett stort batteri där man låter ämnen reagera med varandra för att på så sätt skapa elektricitet. ”Avgasen” blir rent vatten. I framställnings-processen och trycklagringen av vätet går ca 1/3 av energin förlorad.[3]

Fördelar

Koldioxidutsläppen från hela processen är i princip lika med noll
Nytt ”råmaterial” (vatten) till bränsle skapas automatiskt av processen
En av de minst förorenande drivprocesser vi känner till idag

Nackdelar

Dyrt! Att producera vätgas och framför allt att köpa in en bränslecell är kostsamt och problem med gasens renhet orsakar ofta att bränslecellen ”sotar igen” och måste rengöras eller i värsta fall bytas ut
Vätgas är högexplosivt och måste handhas med största försiktighet


7. Etanol

Framställning

Spannmålen kommer till fabriken med och töms i intagsgropen. Via transportörer förs spannmålen vidare för rensning och mellanlagring i en spannmålssilo, tills den skall användas. Även fast processen inte störs utav fuktigt spannmål måste, på grund utav lagringen, spannmålen ligga på en fuktighetsgrad på 13-15 %. I huvudsak används energivete på grund av dess höga värden på stärkelse gentemot andra spannmål, men ändå tillsätts korn i processen eftersom det har ett hårdare skal och har därför en renande effekt på rör och ledningar. Malningen sker i en hammarkvarn, där spannmålskornet mals ner till en mjölfraktion. Mjölfraktionen blandas med vatten till en gröt som förs vidare till likvifieringen och försockringen där enzymer tillsätts. Stärkelsen i spannmålen (ca 60 % av innehållet) bryts därefter ned till en sockerlösning, så kallad mäsk.

För att sockret ska omvandlas till etanol och koldioxid, tillsätts vanlig bagerijäst. Denna procedur kallas rimligen för Jäsningen. Jästlagringen byts ut en gång i veckan. För att avskilja etanolen ur mäsken sker en destillation i två steg; mäskkolonnen och koncentreringskolonnen. Slutligen sker en fullständig avskiljning av vattnet i en molekylsikt, dehydreringen, varvid vatten och fri
etanol framställts. Etanolen har nu kommit upp i en alkoholhalt av 99,8 %.

Fördel mot andra förnyelsebara bränslen

Den främsta fördelen mot andra förnyelsebara bränslen som till exempel biogas, vätgas och el-bilar är att dagens bensinbilar klarar av att köras på etanol utan några större modifieringar. Det enda som krävs för att konvertera en vanlig bensinbil till etanoldrift är en ökning av bränsleflödet till motorn, antingen genom högre bränsletryck eller genom större bränslespridare. I de flesta fall är inte kostnaden mer än tusen kronor.

Fördelar mot bensin

Den största fördelen med Etanol som bränsle jämfört med bensin är de minskade utsläppen av kolväten (HC) och de kolväten som bildas är ren etanol, acetaldehyd och ättiksyra. Dessa utsläpp är små och försumbara jämfört med utsläpp från motsvarande bensinmotorer. Även utsläppen av kolmonoxid (CO) minskar i de flesta fall.

Nackdelar mot bensin

Speciellt här i Sverige kommer vi får problem under vintermånaderna då kallstarts-egenskaperna är sämre än en bensindriven bil. Dock så är dessa problem på väg att lösas genom olika typer av förvärmaranläggningar som börjar komma ut på marknaden. Liksom bensin och diesel så är etanol explosivt. Problemet med etanol är att det är explosivt mellan 12-40 grader Celsius. Bensin däremot är explosivt endast under -10grader, en temperatur som inte stora delar av landet har särskilt ofta.


8. Rapsolja RME

RME är en förkortning av rapsmetylester, även kallad rapsdiesel, vilken framställs genom en kemisk förädling av rapsolja. Rapsoljan utvinns från jordbruksväxten raps och genomgår efter inblandning av etanol och exempelvis kaliumhydroxid en kemisk process kallad förestning. Utan denna process skulle rapsoljan inte gå att använda som bränsle på grund av dess viskositet (seghet) vid låga temperaturer.

Raps används istället för diesel i vanliga dieselmotorer (som dock måste anpassas för RME) och har många fördelar. Det är mycket bränslesnålt (0.35 l/km), vilket gör att utsläppen av växthusgasen koldioxid minskas med 60-80 procent jämfört vid dieseldrift. Utsläppen av partiklar är vanligen också något lägre. Dessutom är raps förnyelsebart och bryts snabbt ned i naturen. Utsläppt koldioxid kan till stor del tas upp av växterna på nytt. Restprodukter från framställningen kan med fördel användas som foder, till gödsel, asfaltering och produktion av smink. Den bidrar till svenska åkrar med öppna landskap.

Nackdelen med raps är den höga energiåtgången vid odling och framställning. Utsläppen av kväveoxid är lika höga eller något högre än vid dieseldrift vilket gör bränslet olämpligt i stadstrafik. Dessutom är framställningen av RME en kostsam historia. Raps kan aldrig tillgodose mer än en bråkdel av landets bränsleanvändning. RME har också 5 procent lägre energiinnehåll än dieselolja.

På grund av att konventionella dieselmotorer är sämre miljömässigt än andra alternativ vad det gäller utsläpp av partiklar och kväveoxider godkänns RME - bilar oftast inte som miljöbilar. Ett fåtal dieselmodeller i bästa miljöklass med mycket låg bränsleförbrukning klarar miljöbilskraven i Göteborg och Malmö. Detta gäller oavsett om de körs på dieselolja eller RME, även om det sistnämnda påverkar miljön minst.

RME kan med fördel blandas i vanlig dieselolja. Ungefär 5 procent raps rekommenderas då.


9. Elfordon

Att driva fordon med el har varit möjligt lika länge som det har funnits förbränningsmotor-försedda bilar. Tekniken har dock inte utvecklats i samma takt som den sistnämnda och aldrig slagit igenom i bred skala. Det är först på senare tid som elbilen på riktigt börjar få fotfäste.

Nuförtiden finns elbilar för försäljning också på den svenska marknaden.

Bland de olika sätten att utnyttja el för att driva fordon finns batteri-elbilen samt elhybridbilen.

Batteri-elbilen

I batteri-elbilen lagras elströmmen, som namnet anger, i ett batteri som laddas via en stickkontakt. Att helt ladda ett tomt batteri tar ungefär 10 timmar. Vissa batterimodeller kan dock snabbladdas med ett särskilt aggregat.

Problemet är att dagens batterier inte är kraftfulla nog att kunna lagra tillräckligt med energi för att kunna driva en bil en längre sträcka. Ett konventionellt blybatteri har en energitäthet på högst 40 Wh/kg. Den vanliga bensinens energitäthet är 100 ggr högre. Med andra ord kan man få ut samma energimängd ur 1 kg bensin som man kan få ut ur 100 kg blybatteri. Batteriets räckvidd per laddning är oftast bara 5-8 mil (lite beroende på årstid, batteristorlek och körstil), även om det finns modeller och prototyper som har en räckvidd på uppåt 20 mil per laddning.
Ett annat problem med batterierna är att det är svårt att få dem att fungera i både varmt och kallt klimat utan att det exploderar och utan att prisnivån gör batteriet olönsamt.

Mot bakgrund av allt detta fungerar batteribilarna för närvarande bäst som service och distributionsfordon i lokal drift. I Sverige säljs nästan bara ”golfbilar” och minilastbilar medan personbilen i stort sett utgått. I många andra europeiska länder säljs inga batteridrivna elbilar alls. Istället kommer nya koncept som bygger på elmotorns fördelar.

Elhybriden

Elhybriden är en ”korsning” mellan två drivsystem. Dels en vanlig förbränningsmotor som drivs på bensin, dels en elmotor. Elektricitet alstras ombord, antingen från motorn eller genom att rörelseenergi matas tillbaka till batteriet vid bromsning. På det här sättet behöver motorn aldrig kopplas till ett eluttag. Den lagrade energin används sedan av elmotorn, till exempel som hjälpkraft vid accelerationer.

Elbilens för- och nackdelar

När det gäller elbilar kan man generellt säga att verkningsgraden blir mycket högre än för konventionella bensindrivna bilar. Batteribilen, som endast drivs av el, tar tillvara energi mer än två gånger så bra som bensinbilarna medan elhybriderna har en effektivitet som är mer än dubbelt så stor som de bensindrivna bilarna.

När det gäller bränsleförbrukningen sänker elhybriden denna med cirka 20-40 procent jämfört med motsvarande bensinbil. Den har också låga utsläpp av miljöskadliga ämnen. Batteribilen har inga utsläpp alls, så länge ingen hänsyn tas till energiframställningen. Detta innebär att både batteribilen och elhybridbilen har potential att väsentligt minska oljeanvändningen för personbilar. Elbilarna är dessutom tystare (har en lägre bullernivå).

Vad det gäller elframställningen måste hänsyn tas till hur elen framställts. Kommer den från svenska kraftverk, där huvuddelen av energin framställs av vatten - och kärnkraft, blir miljövinsten stor. Samtidigt måste man ta påverkan på biologisk mångfald, landskapsbild och radioaktiva utsläpp till luft och vatten med i beräkningen. Om elen däremot framställts i exempelvis ett danskt kolkraftverk, kommer koldioxidutsläppen och transporterna med tillhörande energiförlust att minska fördelarna väsentligt.

Vad man helst vill se i framtiden är etablerandet av en effektiv och uthållig elproduktion. Visionen är billig el från rena källor, exempelvis solceller och vindkraft. Att framställa el med hjälp av biomassa för att sedan ladda batterierna är inte effektivt.

En annan klar fördel med elbilen är de låga driftkostnaderna och att befintlig infrastruktur fortfarande kan användas, vilket ger låga introduktionskostnader.

Nackdelar med båda dessa typer av elbilar är de höga inköpskostnaderna samt deras mer komplexa uppbyggnad.

Norge är det land där det finns flest elbilar per capita. I västvärlden finns nuförtiden dessutom platser där elfordon av miljöskäl är de enda tillåtna fortskaffningsmedlen. Som exempel kan Zermatt i södra Schweiz nämnas. Här i Sverige finns en elhybridbil, Toyota Prius, på marknaden. På grund av dess lönsamhet väljs den ofta av taxichaufförer.






[1] Här hämtat ur en annonsbilaga från http://www.bilsweden.se/, publicerad i Dagens nyheter september 2005
[2] Information hämtad från www.miljofordon.se, www.miljobilar.stockholm.se samt ackumulerad av Eira Sjöberg under två år som miljöinformatör i Hammarby Sjöstad
[3]Information hämtad ur ”Det förnyelsebara energisystemet i GlashusEtt” Samproduktion av ABB, LiP, Stockholms Stad, Energimyndigheten och Fortum, 2005 samt egna kunskaper förvärvade av Eira Sjöberg under 2 år som miljöinformatör i Hammarby Sjöstad

Källor:

Webbsidor:

http://www.etanol.nu/
http://www.spi.se
http://www.miljofordon.se
http://www.miljobilar.stockholm.se
http://www.snf.se
http://vv.se
http://www.era.se
http://www.e.kth.se
http://www.ecobransle.se
http://www.gronabilister.se

http://www.naturvardsverket.se/index.php3?main=/dokument/hallbar/miljomal/nyamal/klimm1.html

http://www.sheab.se/she%5Cweshefiles.nsf/vLookUpFiles/Etanolarbete.pdf/$FILE/Etanolarbete.pdf

http://www.vv.se/templates/Pressrelease____12947.aspx

Litteratur:

Gunnarson, L. och Svensson, L. (2001) : ”Körkortsboken” Sveriges Trafikskolors Riksförbund.

Trycksak: ”Det förnyelsebara energisystemet i GlashusEtt” Samproduktion av ABB, LiP, Stockholms Stad, Energimyndigheten och Fortum.

Intervju:

Intervju med Mats Bjursell, Naturvårdsverket. 2005-09-23.

Övrigt:

Egna kunskaper förvärvade under 2 år som miljöinformatör i Hammarby Sjöstad. (Eira)

Projektmedarbetare:

Ylva.Hogman@student.lhs.se
jonas_marner@hotmail.com
nathasha_richardson@hotmail.com
ellinor.sundholm@student.lhs.se
eira.sjoberg@student.lhs.se