Det er dessverre ingen magiske løsninger, men bruk av teknologi gir oss en del muligheter.
Drivstoff
Hydrogen
Det ideelle drivstoffet for kjøretøyer er uten tvil hydrogen. Med hydrogen ville eksosen bli til vanndamp. Dessuten er hydrogen det ideelle brennstoffet i en brenselcelle som gir en svært høy omvandling av energiinnholdet i gassen til strøm. Og strøm kan brukes med svært høy virkningsgrad i elmotorer.
Hydrogen har den høyeste ”tank to weel” virkningsgrad av alle drivstoffer om man ser bort fra strøm lagret i batterier. Hvis man måler helt fra kilden, som i praksis er naturgass, er ”well to weel”-forholdet omtrent som for dagens hybridbiler. Fordelen er at hydrogen kan lages i store anlegg hvor det er enklere å reinjisere CO 2-gassen.
Metan
Et annet alternativ, som også benyttes i en viss utstrekning, er metan. Metan eller CNG - Compressed Natural Gas komprimeres til 300 bars trykk i tanker. Metan, CH 4, er den aller største komponenten i naturgass og gir omkring 25 prosent mindre CO 2 per energienhet enn bensin. Metangass forbrennes i Ottomotorer som har lavere virkningsgrad enn dieselmotorer. Sammenliknet med slike er CO 2-utslippet omtrent likt, selv om andre lokale forurensingskomponenter er lavere.
Likevel er det håp for metan. Marintek i Trondheim har utviklet marine motorer til å utnytte metan med høy virkningsgrad. Det arbeides for å få effektive gassmotorer også til landbaserte kjøretøyer. Problemet er selve tenningen, og en løsning kan være å sprøyte inn en liten mengde diesel først og tenne den i det metangassen pumpes inn.
Propan
Propan, eller LNG (Liquified Natual Gas) er mye brukt i biler. Propan blir til væske ved 7 bars trykk og er enkelt å håndtere. Propan gir 10 prosent mindre CO 2 per energienhet enn bensin.
------------------------
Virkningsgrad
Jo mer av det teoretiske energiinnholdet som utnyttes til drift av hjulene, jo mindre CO 2 slipper kjøretøyet ut. Det er et beklagelig faktum at virkningsgraden i biler er lav. Ideelt sett har bensin- og i enda større grad dieselmotoren en virkingsgrad på 30-40 prosent, men den avhenger av turtallet.
Fordi turtall og belastning varierer hele tiden, ligger en bensinbil på rundt 16 prosent virkningsgrad mens en dieselbil kommer opp i over 20 prosent. Til sammenlikning kan en skipsdiesel komme opp i 50 prosent virkningsgrad i det optimale turtall- og belastningsområdet, mens en stor dieselmotorer kan nå 45 prosent.
En måte å løse turtallsproblemet på er å bruke hybriddrift. I slike biler kan motoren gå på et mye gunstigere turtall og la elmotoren hjelpe til med kraft over og under intervallet der forbrenningsmotoren har best virkingsgrad. Hybridbiler får også et unikt tilskudd fordi de kan bruke elmotoren som generator når de bremser, og gjenvinne energi som ellers går tapt. En bensinhybridbil kan ha en virkingsgrad på opptil 30 prosent.
På langkjøring er ikke en hybridbil nødvendigvis så mye bedre enn en bil med tradisjonell forbrenningsmotor. Vekt, motorstørrelse og kjøreforhold er avgjørende for hvor stor gevinsten blir. Tunge vogntog med høy jevn hastighet på flat vei har liten nytte av hybridteknologi.
Forbrenning
Hemmeligheten ved bruk av flytende drivstoffer er forbrenningen. Drivstoffet sprøytes inn i manifolden i en bensinmotor og rett inn i forbrenningskammeret i en dieselmotor. Sistnevnte har gjennomgått en revolusjon de siste ti årene og dyseteknikken har mye av æren. Likevel er det langt igjen til vi får en homogen forbrenning uten utslipp av partikler og med lite NO X slik som i en bensinmotor, men med dieselens høye virkningsgrad.
Målet er en blanding av de to motortypene men det er vanskelig i praksis. Veien fremover er kanskje via en hybrid løsning hvor motorens turtalls- og belastningsområde kan begrenses. Det kan gi oss et drivsystem med svært høy virkningsgrad og lite forurensning.
Kilde: Rolf Hagman, TØI.
