Annons

Återkoppling: Håll ordning på var energin kommer ifrån!

Författare: 

Publicerad:

2009-12-16

I artikeln står: "Elmotorer är mycket mer effektiva än förbränningsmotorer. I dag används omkring 40 TWh energi för personbilstransporter. Med plug in-hybrider skulle det minska till 10 TWh."

Detta är ett missförstånd av skillnaden mellan TWh och TWhe. Till skillnad från bränslen finns inte elektricitet som råvara i naturen, utan en energiomvandling behövs. En normal verkningsgrad vid omvandling från ett bränsle till el är 38 procent. Om vi jämför i bränsleekvivalenter så skulle plug in-hybriderna dra 26 TWh, mer än dubbelt så mycket som påstådda 10 TWh.

Om alla bilar med andra förbränningsmotorer (mest bensin och etanol) i stället byttes ut mot dieselmotorer, som har dubbelt så hög verkningsgrad, skulle förbrukningen minska till något över 20 TWh, dvs. bättre än plug in-hybrider. För alla diskussioner om energifrågor är den viktigaste frågan "Var kommer energin ifrån från början?".

Inte ens om elen kommer från kärnkraft, vattenkraft eller solenergi är det så smart att påstå att elmotorer är mer effektiva än förbränningsmotorer, eftersom förbränningsmotorer inte går på el.

Du har just läst en artikel från tidskriften Forskning & Framsteg. Prenumerera här.

Kommentera:

7

Dela artikeln:

TIDNINGEN FÖR DIG SOM ÄR NYFIKEN PÅ ALLVAR
10 nummer 779 kr
2 nummer 99 kr
Du vet väl att du kan läsa Forskning & Framsteg i din läsplatta? Ladda ned appen från App Store eller Google Play. (Läsplatteutgåvan ingår i alla prenumerationer.)

Kommentarer

Korrekt om elbilar, på ett sätt - men effektivitet bör kanske mätas i förhållande till utsläpp av fossil CO2 istället för i förhållande till primärenergi (eller exergi, eller t.o.m. emergi). Det är en avsevärd skillnad på om vi slösar bort 60 % av en kWh vindkraftsenergi för att vi tillverkar el av den, jämfört med att slösa bort 60 % av en kWh fossil energi. Vindkraften förnyas ständigt och det ger inga negativa miljökonsekvenser om den slösas bort. Fossil energi är ändlig och varje kWh vi använder påverkar klimatet.

Sen är du nog lite för optimistisk vad gäller dieselbilens prestanda...
Dieselbilar (kompressionständningsmotorer) har ca 24 % verkningsgrad, medan bensinbilar (tändstiftsmotorer) ligger på ca 19 % - ingen siffra som imponerar för nåtdera alternativet. Dieselmotorer i tunga fordon ligger en bit över - ca 43-44% - det kanske var dem du tänkte på. Men detta beror enbart på att motorn är så liten i förhållande till lasten. Det motsvarar att du skulle köra omkring med en 15-hästars bilmotor (det är därför du behöver uppemot 18 växlar i en lastbil).

Vad gäller etanol så kan den användas i såväl dieselmotorer (med 24 % resp 43-44% verkningsgrad) och i bensinmotorer (faktiskt med aningen högre verkningsgrad än bensin, ca 20 %), så håll isär bränsle och teknik, annars blir det förvirrat.

Sen ska sägas att bensinmotorn har en stor utvecklingspotential, liksom hybriddriften så sista ordet i energieffektivitet är långt ifrån sagt.

Din kommentar som jag inte läst förrän i dag missar helt poängen med mitt inlägg. Min återkoppling i FoF handlade om att det inte går att jämföra två olika komponenter som elmotor och förbränningsmotor eftersom de inte använder samma energislag in. Det är faktiskt varken smart eller klokt. Olika totalsystem går förvisso att jämföra. De verkningsgrader du nämner för Diesel- och Otto-motorer förefaller dock inte korrekta. Bränsleförbrukning för samma biltyp med olika men lika stora motorer säger en del om den verkliga effektiviteten. T ex på engelska Wikipedia ges sådana siffror som ger avsevärt högre verkningsgrad för Dieselmotorer. Eller titta direkt på biltillverkarnas uppgifter.

Hej!

Man använder dagligen begreppet primärenergi för att exv. jämföra olika uppvärmningsalternativ för hus - så där går det uppenbarligen väldigt bra att jämföra el och olja.

Vad gäller energieffektiviteten så räknar man sedan många år med ca 19 % för ottomotorer och ca 24 % för dieselmotorer.

En titt på dagens nyaste bilar visar att det trots effektiviseringar fortfarande stämmer ganska bra, även om det inte är helt okomplicerat att ta reda på hur mycket arbete som utförs när en bil rullar.

En ren elbil (Citroên C Zero) drar ca 0,11 Wh/kg, km (Nybilsguiden). Om vi utgår från att eldrift ligger på ca 80 % effektivitet (en vanlig uppskattning i branschen - se exv Alaküla), så är den nyttiggjorda energin alltså 0,09 Wh/kg, km

En dieselbil (Volvo V70 D3) drar (med samtliga stödsystem, som lyse, AC, farthållare mm) avstängda) ca 0,31 Wh/kg, km, dvs en effektivitet på ca 29 %, vilket med stödsystemen inkopplade sjunker ner emot 24-25 %.

En bensinbil (Volvo V70 T4) drar ca 0,39 Wh/kg, km, motsvarande 23 % effektivitet. med stödsystemen inkopplade sjunker detta ned emot 19-20 %

- - -
Energiförbrukning = literförbrukning x energiinnehåll / tjänstevikt

Bränsleförbrukning och tjänstevikt hämtade från Nybilsguiden
Energiinnehåll i bränslet från Energimyndigheten

- - -
US DoE hänvisar till den rena effektiviteten i en bensin- resp dieselmotor när den sitter i testbänk - då stämmer siffrorna 30 % och potentialer på 50-55 % energieffektivitet. Men i rullande bilar så ligger effektiviteten betydligt lägre.

Din första mening innehåller precis det som borde sägas, om den avsåg verkningsgraden. I den artikel som jag kommenterade hade man inte gjort jämförelsen korrekt m a p verkningsgraden. Att få nära 100% verkningsgrad för omvandling till värme är trivialt både för olja och el så att göra en jämförelse för uppvärmning som du nämner är också trivialt.

På ditt svar i övrigt låter det som du fortfarande inte har förstått min poäng. Självklart går det att komplicera en jämförelse av effektivitet hur mycket som helst och som du gör använda speciella definitioner för "effektivitet". Du jämför bl a två motorer som inte är lika stora. Termisk effektivitet (verkningsgrad) eller som du kallar den "rena effektiviteten" är nog den enda siffra som är hållbar att jämföra. Varför nämner du inte körcykler o d i diskussionerna också? Dessa påverkar ju din jämförelse mellan Ottomotor och Dieselmotor.

Din sista mening är inte helt korrekt, eftersom en förbränningsmotor i en hybridbil (som rullar) kan arbeta nära sitt optimum och då får högre effektivitet, eller hur?

Den enda verkningsgrad som är intressant är kvoten mellan hur mycket energi man stoppar in i systemet och hur mycket nytta man får ut.Allt annat är delsummor.

I bilens fall kan nyttorna beskrivas som att driva en kaross av en bestämd storlek, med varierande last under många olika hastigheter och med möjlighet till acceleration - samtidigt som kupén ska tillhandahålla ett behagligt klimat och ge föraren stöd i sin körning och passagerarna möjlighet till avkoppling. Vad motorn presterar i motorbänk är bara en mycket liten del av sanningen.

Motorer har optimum vid olika varvtal - men ska klara de flexibla krav som användaren ställer - det betyder att under flertalet körförhållanden arbetar motorn långt ifrån sitt optimum. I snitt blir alltså verkningsgraden betydlig lägre än vad motorerna klarar vid sitt absoluta optimum. Optimum är alltså ganska ointressant - det är betydligt viktigare hur effektiv motorn är när den INTE arbetar i sitt optimum. Dessutom tillkommer en mängd stödsystem som kräver olika mycket energi beroende på motorlösning.- men som också är en del av nyttan och inte kan räknas bort. Termisk verkningsgrad är därför ointressant i sig, det visar bara en mycket liten del i den totala beräkningen.
.
En hybridbil har möjlighet att utnyttja energin bättre än en bensin- eller dieselbil ja, eftersom den använder en elmotor för att stötta förbränningsmotorn - vart ville du komma?

F.ö. är det långt ifrån trivialt att åstadkomma nära 100 % verkningsgrad vid värmesystem. 50-60 % ligger de bästa systemen på - och det bygger på att alla fönster är stängda hela tiden och att all ventilationsluftsvärme återvinns - något vi inte sett i praktisk användning ens bland de mest inbitna passivhusfanatikerna.

En sak jag undrar över... hur skulle den eldrivna bilen bete sig om man flyttade elproduktionen till bilen självt? Dvs ett väldigt litet (och väldigt uppsäkrat) kärnkraftverk som laddar batterier och driver bilen (batterierna används främst när extra energiuttag krävs, typ acceleration).

Mina funderingar grundar sig på att hoppa över energiförlusterna och nackdelarna i momenten eltransport från Forsmark > laddare > stora batterier (eftersom de ensamma måste driva bilen).

Det går ju alldeles utmärkt att driva ubåtar & hangarfartyg nukleärt, så varför inte bilar?

Om man bortser från risken med radioaktivitet etc vore det intressant att veta hur en sådan bil skulle ta sig ut, vilken energieffektivitet skulle uppnås?

Intressant det där med bilar, som laddar ur sina batterier till elnätet. Ändå, man undrar en morgon som idag, -30 grader C, hur batteriet fungerar om det har laddat ur sig till vämeelementen. Ska vi inte ha sikte på att minska användning av bilar? Har vi redan glömt miljöhoten. Den smarta elkopplingen innehåller en symbol som ser ut som en avbild av en reaktor i Forsmark. Kärnkraft är inte särskilt smart om man betänker vad den åstadkommit hittills, enorma mängder billig el (subventionerad av staten) som t ex lett till att husen hos oss installerat direktverkande el (subventionerat av staten) i stället för isolering, då det dyrare byggnadssättet inte kunde motiveras ekonomiskt. Vi sitter nu med reaktorer som går på halvfart (av säkerhetsskäl, underhåll måste göras när det behövs, det kan inte vänta till sommaren) och berg av hypergiftigt, hyperradioaktivt avfall, vars förvaring ingen vet hur man ska lösa.
Enligt Alfvén produceras en dödlig dos gift per kWh. Sug på den karamellen!
1 mikrogram plutonium lär räcka för dödlig skada.
Radioakrtiva utsläpp till luft och vatten under normal drift hamnar i mat som vi äter, i luft som vi andas. Radioaktiva ämnen ansamlas i våra kroppar, tritium, strontium m fl.
Avfallet vid anrikning, DU, används som vapen och pansar och sprider radoaktivt stoff (U238), då DU brinner explosionsartat. Sprids antagligen i Norrland när NATO övar där.
Hur smart är detta? Kunskapen om kärnkraften verkar vara liten numera. Jag ser fram emot dess snara avveckling.

Lägg till kommentar