Förbränningsmotorn – passé eller lösning i väntan på något bättre?

2018-12-13 06:00  

Dagens debatt har antagit formen av ett ställningskrig mellan fossila bränslen och elektrifiering. Men det görs stora investeringar i förbränningsmotorer, och tekniken fortsätter att utvecklas.

Hur mår egentligen förbränningsmotorn?

Öivind Andersson, professor i förbränningsmotorteknik vid Lunds Tekniska Högskola, irriterade sig på debatten. Alla tycktes ense om att elektrifieringen av fordonsflottan var lösningen på klimatutmaningen. Elfordon har inget avgasrör och därmed inga utsläpp.

Men i Stockholm förutsågs effektbrist i elnätet på grund av de allt fler elfordonen. Värtaverket ville ha kvar möjligheten att elda kol för att svara upp mot elbehovet. Kärnkraftverket i Ringhals är på väg att stängas och i Karlshamn stod det oljeeldade kondenskraftverket redo att dra igång.

– Jag hade funderat på det länge och tänkte att någon borde skriva något för att nyansera bilden, säger han sittandes i ett konferensrum i maskinteknikhuset på LTH.

Debattartikeln slog ner som en bomb mitt i den stekande julivärmen. Under rubriken Utsläppen från elbilar jämförbara med konventionella bilar argumenterade Öivind Andersson för att den bejublade ersättningsprodukten inte alls är fossilfri.

Professor: Vill ha ett livscykelperspektiv på fordon

Han påpekade att den vid drift kan ge upphov till större utsläpp än bilen med förbränningsmotor om den laddas med el från kolkraft. Hans önskan var att se frågan behandlad mer i termer av livscykelperspektiv. Debatten är välkänd vid det här laget och har pågått i flera år.

Detta reportage ska inte ta reda på hur rätt Öivind Andersson har gällande koldioxidutsläppen. Det finns en mängd rapporter på temat och slutsatserna varierar. Sina egna fakta hämtade han från en sammanställning av EU-samarbetet JCE (som i sin tur består av Joint Research Centre, Eucar och Concawe) kallad Well to Wheels Report från 2014.

En sak som hans debattartikel inte tog upp är det faktum att elbilen faktiskt helt saknar lokala utsläpp i form av till exempel kväveoxider – vilket ju stått i centrum för den så kallade Dieselgateskandalen.

Öivind Andersson överraskades av reaktionerna – debattartikeln har närmare 400 kommentarer och har varit den mest lästa artikeln på nyteknik.se under 2018.

– Jag trodde inte att det var så polariserat. På Energimyndighetens konferenser brukar det visserligen vara batteriförespråkare å ena sidan och motorförespråkare på den andra. Men jag upplever att ämnet har nyanserats inom forskarvärlden. På debattforumen är det betydligt högre svansföring, säger han och skrattar till.

”Tanken var inte att göra ner elbilar”

Han säger att han har lärt sig att bli noggrannare i kommunikationen.

– Tanken var aldrig att göra ner elbilar. Jag ser dem som en del av framtiden. Men man får passa sig så att man inte får kritik i onödan. Det jag fortsätter att driva framöver är att lagstiftningen ska sträva mot ett livscykelperspektiv, inte bara för elbilar utan också för bilar med förbränningsmotorer. Lagstiftningen måste utgå från effekterna på miljön, säger han.

Kan du förstå dem som ser förbränningsmotorn som en återvändsgränd?

– Jag förstår tanken och ser att lagstiftningen inte fungerar. Luftkvaliteten förbättras inte så snabbt som förväntat eftersom de verkliga utsläppen från fordonen ligger högre än de gör i körcykeln. Det fuskas och människor vill se ett teknikskifte för att komma bort från det. Men risken är att vi skapar ett nytt fuskverk när man säger att elbilen är fossilfri. Den laddas ju i Europa med el som stor del är fossileldad och släpper ut både partiklar och kväveoxider. Det är inga nollutsläppsbilar. Som forskare har vi ett ansvar att ta ett steg tillbaka och belysa kunskapsläget.

I konferensrummet finns också Öivind Anderssons kollega Martin Tunér. Han är också professor i förbränningsmotorteknik och tillika vicerektor på LTH. Han ägnar sig mycket åt bio- och elektrobränslen i sitt arbete.

– Det är inte rimligt att tro att biobränslen ska räcka till att driva alla fordon. Men vi har mycket mark i träda i norra hemisfären som vi inte utnyttjar. Borde vi inte använda den på ett bättre sätt under en övergångsperiod, frågar han retoriskt.

Missar ”fantastiska saker” med allt fokus på elbilar

Apropå den större diskussionen kring vilken teknik som fordonsbranschen bör satsa på tycker att det är viktigt att komma ihåg vem som har ansvar för sanningen.

– Marknadskrafterna tar inget ansvar. Roa dig med att läsa Volkswagens samhällsansvarspolicy för 2014 och 2015 (åren kring Dieselgateavslöjandet, reds anm.). Deras uppdrag är att tjäna pengar till aktieägarna. Vi delar bilden att den långsiktiga framtiden är elektrifierad och där elen genereras av solen. Men vi är inte där ännu och missar fantastiska saker under tiden, säger han och syftar på vad ett stopp i utvecklingen av andre tekniker än ren eldrift hade kunnat innebära.

Fordonstillverkarna befinner sig just nu i en svår balansgång som bland annat handlar om hur utvecklingspengar ska fördelas. Vilken teknik kommer att bli den dominerande om tio år? Elektrifiering? Hybridisering? Syntetisk diesel? Gasmotorer? Bränsleceller? De möjliga svaren är förstås olika beroende på användningsområde. Givna svar är det ont om.

Scania investerar 1,5 miljarder i nytt motorgjuteri

Investeringar i förbränningsmotorer kommer förmodligen att fortsätta på många företag framöver. I fjol beslutade till exempel Scania att bygga ett nytt gjuteri för motorer i Södertälje för 1,5 miljarder kronor. Investeringen är en av de största i företagets historia och innebär att produktionskapaciteten kan tredubblas.

– Just nu allokerar vi rätt mycket resurser till förbränningsmotorutveckling som blir viktig för tunga transporter under lång tid framöver. Av EU:s strategi ser vi att vi kommer att nå nollutsläpp först kring 2050. Eftersom förbränningsmotorn kan köras på förnybara bränslen kommer det att finnas ett behov av den både i Sverige, Europa och globalt. Elen har inte tagit över totalt vid 2030. Men vi får använda resurserna åt båda hållen. El- och hybridlösningar kommer att stå för en ökad andel längre fram, säger Urban Wästljung, senior rådgivare inom hållbara transporter på Scania.

Björn Westman, chef för drivlineutveckling på samma företag, konstaterar att Scania inte jobbar på någon ”revolutionerande uppfinning” gällande förbränningsmotorn.

– Utvecklingen gnetar på. Motorn blir lite bättre hela tiden och kommer fortsätta att bli det. Den kommer att se ungefär likadan ut även framöver och på sikt ersättas av elektrifiering, säger han.

Har ni något mål för vilken verkningsgrad ni kommer att uppnå?

– För de stora dieselmotorerna som vi använder i fordon kan jag tänka mig att vi når runt 55 procent. I dag ligger vi på cirka 47 procent.

Volvo och Scania lägger resurser på gasmotorer

Ny Teknik har även ställt frågan till Volvo AB om hur de ser på framtiden för förbränningsmotorn men företaget har inte återkommit. Däremot berättar de här hur de utvecklar ett så kallat DCEE-koncept, vilket kan höja verkningsgraden över 50 procent.

Både Volvo AB och Scania har också plöjt ner stora resurser i att utveckla gasmotorer. Flera modeller har lanserats, även för långdistansfordon. Tillgången på det fossila bränslet naturgas är god och klimatprestandan omkring 20 procent bättre jämfört med diesel. Samtidigt finns ju möjligheten att tanka fordonen med biogas och därmed sänka koldioxidutsläppen rejält. Men tillgången är ännu begränsad.

På personbilssidan ser läget annorlunda ut. Volvo Cars har sagt att de ska sluta utveckla nya generationer dieselmotorer. Från 2019 ska alla deras bilar vara åtminstone mildhybrider. Och från 2025 ska hälften av alla fordon vara helt eldrivna.

DN rapporterade nyligen att behovet av ingenjörer inom förbränningsmotorteknik minskar. Volvo Cars svarade att de behövs för att fortsätta utveckla motorer till hybrider. Så förbränningsmotorn lär finnas kvar ett tag till. Och en viktig fråga att ta hänsyn till är också hur batteriutvecklingen och -priset förändras i framtiden.

”Kan inte alltid forska på det vi tror mest på”

Andreas Cronhjort är universitetslektor i förbränningsmotorteknik vid Kungliga Tekniska Högskolan, KTH. Han ser flera områden där förbränningsmotorn blir svår att ersätta under överskådlig framtid, främst inom tunga transporter på väg och vatten samt inom elgenerering.

– Både bättre verkningsgrad och biobränslen är viktiga nycklar för att komma åt koldioxidutsläppen. Men motorerna ligger nära 50 procent nu. Frågan är hur mycket längre vi kommer. Vi kan däremot byta ut en större andel av de fossila bränslena till förnybara och konstruera hybrida drivlinor som möjliggör högre verkningsgrad för förbränningsmotorerna, säger han.

Hybriddrivlinorna är särskilt viktiga för att minska koldioxidutsläppen när det kommer till personbilar, menar han. Detta eftersom batterier ännu är en begränsad resurs och personbilar generellt sett körs ganska korta sträckor. Han frågar sig om det är rätt att bygga en batteribil när battericellerna annars hade räckt till tio laddhybrider.

– Då kommer väldigt många resor kunna göras på el, och vi låser inte upp stora mängder batterier i bilar som nästan aldrig använder dem. Kan vi sedan dessutom köra våra förbränningsmotorer på förnybara bränslen när vi vill åka längre sträckor, då kan vi uppnå en rejäl minskning av koldioxidutsläppen medan vi väntar på kraftfulla batterier i stora volymer, säger han.

En utmaning gällande biobränslen är att många motorer ännu inte är godkända för dem. Därför är det enligt Andreas Cronhjort viktigt med omfattande provning och utveckling för att göra det möjligt att använda dem.

– Kunskapen om de fossila bränslena bygger på många års verksamhet på många olika marknader, klimat och körmönster. Du känner säkert till att fritidsbåtar får problem med biodiesel eftersom de inte tankas så ofta. Bränslet föråldras på ett sätt som diesel inte görs. Det är den typen av frågeställningar tillverkarna brottas med, säger han.

Finns viljan hos dem att genomföra omställningen?

– Jag uppfattar det som att det finns en vilja från industrin. Men i Sverige har vi en situation där akademisk forskning till stor del är beroende av extern finansiering, säger han och syftar på exempelvis offentliga myndigheter och forskningsstiftelser.

– Så vi kan inte alltid välja att forska på det vi tror mest på, fortsätter han.

Vad tycker du om det?

– Om vi får fram jättefina och miljövänliga batterier som kan ersätta de flytande bränslena har vi en lösning, säger han och poängterar att det också kräver tillgång till el med begränsade koldioxidutsläpp.

– Men i väntan på det dessa batterier har vi en skenande växthuseffekt och lägger inte så mycket energi som vi borde på att hitta alternativa lösningar, säger han och lyfter återigen fram hybriddrivlinans förtjänster.

Johan Kristensson

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt