Bränslen och drivlinor för framtiden

Transkript

1 Bränslen och drivlinor för framtiden Anders Röj Volvo Technology AB Fuels and Lubricants 6150 / Anders Röj /1 Förnybara drivmedel för tunga fordon GAME Energisession 2006 Trollhättan,

2 Volvo Business Areas Mack Trucks Renault Trucks Volvo Trucks Volvo Buses Trucks Volvo Construction Equipment Volvo Penta Volvo Aero Volvo Financial Services 6150 / Anders Röj /2

3 Volvos kärnvärden Kvalitet Säkerhet Miljö 6150 / Anders Röj /3

4 Generellt krav dagens dieselbränsle: EN590 Krav bränslekvalitet (väggående dieselfordon): Europa-standarden EN590 (inklusive legala kraven enl. Dir 2003/17/EC) Specificerar fysikaliska och kemiska egenskaper - förutsätter kolväten som bas (cert.bränslet 100% kolväten!) Bränsle som uppfyller EN590 skall kunna användas av alla konventionella diesel fordon - oberoende av ålder, emissionsnivå, applikation, motorstorlek.. T.ex etanol- och vattenemulsioner faller inte inom EN590 Etablerade artfrämmande komponenter kan regleras separat i EN590. exempel idag: max 5% FAME - introduktion nya komponenter: bevisbördan & ansvaret hos bränsle-leverantören - individuell acceptans från motortillverkare möjlig (t.ex flottor) 6150 / Anders Röj /4

5 Dedikerade fordon en helt annan historia! Fordonet är utvecklat/anpassat för annat bränsle än EN590 - beaktas normalt i certifieringsförfarandet: emissionkrav, hållbarhetskrav. - i en del fall: dispensbestämmelser Exempel: - FAME 5 100% - dieselmotorer för etanol (E95) - naturgas/biogas (otto) Garantier: normala ansvarsförhållanden gäller 6150 / Anders Röj /5

6 Strategier för att möta Euro 4 and 5 (Tunga fordon) 0.10 Particulates g/kwh EU6 EU5 Cooled EGR DPF EU4 EU3 Trade-off Present HD Diesel SCR η=65% SCR η=80% NOx g/kwh 6150 / Anders Röj /6

7 Utsläppen från vägtransporter i EU (källa: Auto-Oil II) Alla reglerade emissioner på väg mot uthålliga nivåer utom CO2. vår utmaning inför framtiden! CO NOx VOC Benzene PM-diesel CO2 SO / Anders Röj /7

8 Bränslen till transportsektorn i framtiden Människans påverkan på på den den ökande växthuseffekten är är ett ett faktum vilket majoriteten av av världens forskare är är överens om. om. Över 98% 98% av av drivmedlen som som används inom transportsektorn kommer från från råolja. Råolja är är en en ändlig resurs. Många regioner har har redan nått nått sin sin maximala produktionsnivå och och produktionen minskar. Den Den globala produktionen av av råolja kommer högst sannolikt att att nå nå sin sin maximala nivå nivå inom ett ett årtionde. Tiden med med billig billig energi från från råolja kommer då då att att vara vara över. Den Den olja olja som som återstår finns i i huvudsak i i ett ett fåtal fåtal politiskt instabila länder. De De stora ekonomierna i i världen är är beroende av av importer. Säkerheten i i tillförseln är är en en stor stor risk. risk / Anders Röj /8

9 Produktion av olja och gas Produktions-topp. Tiden med billig olja i i riklig mängd kommer att att vara över! Production, Gboe/a Gas Oil Trend +1,6% per år / Anders Röj /9 Source: CJ Campbell, 2004

10 Which producing countries has reached the peak? There are 65 oil producing countries in the world There are only 11 countries which has not reached the peak. Vietnam Sudan Thailand Chad Azerbaijan Bolivia United Arab Emirates Saudi Arabia Kuwait Iraq Kazakhstan Will remain after 2010! 6150 / Anders Röj /10 Source: ASPO, CJ Campbell, 2005

11 Framtida bränslen vilka kriterier är viktiga? Hållbar och långsiktig tillgänglighet Energieffektivitet och utsläpp av växthusgaser över hela livscykeln Reglerade och oreglerade emissioner över hela livscykeln Ekonomi och infrastruktur Andra viktiga kriterier Energitäthet Säkerhet och hälsoaspekter Specifika behov relaterade till olika typer av drivlinor (lastbilar, bussar, båtar och stationära enheter) Politik Kundens syn 6150 / Anders Röj /11

12 Well-to-Wheels analysis of future automotive fuels and powertrains in the European context A joint study by EUCAR / JRC / CONCAWE 6150 / Anders Röj /12

13 WtW GHG versus total energy use (ref: Eucar/Concawe/JRC 2005) Liquid fuels 2010 Conventional gasoline Conventional diesel WTW GHG emissions (g CO2 eqv / 100 km) Black Liquor Gasification GTL CTL RME Gasification Ethanol RME: Gly as chemical RME: Gly as animal feed Syn-diesel: CTL Syn-diesel: GTL Syn-diesel: Farmed wood Syn -diesel: Waste wood, Black liqour DME: CTL DME: GTL DME: Farmed wood DME: Waste wood, Black liqour EtOH: Wheat, Straw CHP, DDGS as AF EtOH: Sugar cane (Brazil) EtOH: Wheat, Straw CHP, DDGS as fuel EtOH: Farmed wood EtOH: Wheat straw EtOH, Wheat, Lignite CHP, DDGS as AF EtOH, Wheat, Lignite CHP, DDGS as fuel EtOH, Wheat, NG GT+CHP, DDGS as AF EtOH, Wheat, NG GT+CHP, DDGS as fuel Total WTW energy (MJ / 100 km) 6150 / Anders Röj /13

14 Alternative use of primary energy resources - Biomass Potential for CO 2 avoidance from 1 ha of land 25 CO 2 savings per hectare are better for advanced biomass than ethanol or biodiesel Using biomass for electricity generation offers even greater savings Reference case: 2010 ICE with Conventional fuel t CO2 avoided / ha/a Electricity 10 Conventional biofuels Wood to elec (vs NG) Wood to elec (vs Coal) Sugar beet to Ethanol Wheat grain to Ethanol Wood to Ethanol Oil seeds to bio-diesel Wood to C-H2, FC Wood to C-H2, ICE Wood processing Wood to FT diesel Wood to FT diesel (inc. Naphtha) Wood to DME Wood gasification or direct use of biomass for heat and power offers greatest GHG savings 6150 / Anders Röj /14

15 Renewable fuels for advanced powertrains 6150 / Anders Röj /15

16 RENEW Projektstruktur SP 1 SP 2 SP 3 SP 4 SP 5 Biomass and process Optimised fuels for new drive trains Optimised processes for FT- fuel DME production - from black liquor - Optimisation of bioethanol production assessment - biomass potential - life-cycle assessment - economical impact - suitability for ICEs - production assessment - biogas (SNG) Training 2 summer schools SP / Anders Röj /16

17 RENEW PROJECT FP6 Budget: 20 M (EU funding 10 M) Duration: 4 years start: 01 / 2004 Partners: 31 from 8 countries Coordinating Committee: Volkswagen, Daimler- Chrysler, Renault, Volvo, Choren, Cutec, Chemrec, Abengoa, EEE, Total, BP Coordinator: Volkswagen AG 6150 / Anders Röj /17

18 Results, biomass potentials Energy in transports 2002 Total biomass potentials 2040 Transport share DME / MeOH 28% substitution of 2002 consumption Ethanol 19% substitution of 2002 consumption FTD 17% substitution of 2002 consumption (TWh) 6150 / Anders Röj /18 Source: RENEW Project FP6, EUCAR/CONCAWE/JRC 2005

19 DME - Dimethylether A multi source and multi purpose fuel Natural gas Power generation DME Diesel vehicles Other fossil sources Fuel Fuel cell cell CH3-O-CH3 Domestic gas gas Biomass Chemical feedstock 6150 / Anders Röj /19

20 DME (Dimetyleter) några egenskaper Enkel att hantera och transportera Vätska vid 5 bars tryck och normal temperatur (påminner om gasol) Hög energitäthet jämfört med CNG eller vätgas Ej giftigt, används bl.a som drivgas i aerosoler Biologiskt nedbrytbart Mycket goda emissionsegenskaper Sotfri förbränning Potential för låg Nox med bibehållen låg förbrukning CH 3 -O-CH 3 Bästa well-to-wheel energieffektivitet och CO2-emissioner när framställd från biomassa Bland annat genom att vara ett genuint dieselbränsle 6150 / Anders Röj /20

21 DME - vårt primära alternativ för framtiden Konventionellt dieselbränsle (ytterligare förbättrat, möjligen innehållande syntetiska komponenter) kommer att dominera som bränsle för transporter i ytterligare minst två årtionden Naturgas (CNG) och biogas att användas kommer att användas regionalt/lokalt. DME är Volvos huvudkandidat till framtida alternativt bränsle Bästa energieffektivitet från förnyelsebar källa speciellt om den framställs via förgasning av svartlut I det närmaste CO2-neutralt framställt av biomassa Multisource multipurpose. Kan framställas från ett antal olika energiråvaror, användas i ett antal olika applikationer 6150 / Anders Röj /21