ED95 BIODRIVMEDEL HÄR & NU

Transkript

1 ED95 BIODRIVMEDEL HÄR & NU

2

3 INNEHÅLL ED95 INTRODUKTION 4 DETTA ÄR ED95 7 Sammansättning 7 MasterBatch 7 DRIVMEDLETS UTVECKLING 8 Historia ED95 8 Provdrift 80-tal 8 Provdrift 90-tal 9 Provdrift 00-tal 9 TESTERNA SOM LEDDE FRAM TILL ED95 10 Brasilien - den tidiga utvecklingen 10 Projekt E95 11 Örnsköldsviks Buss AB 12 Projekt Västernorrland 13 Storstockholms Lokaltrafik (SL) 14 Test av etanolhybridbussar 16 Skaraborg 18 SVENOL TEST MED ETANOL FÖR LASTBILAR 20 BEST-PROJEKTET 22 VÄRLDENS FÖRSTA ETANOLDRIVNA DIESELBIL 23 CLEAN TRUCK-PROJEKTET 24 AVGASER & UTSLÄPP 26 Oreglerade utsläpp 26 Reglerade utsläpp 27 EU-STANDARD EURO 1 TILL EURO 6 28 Motorutveckling 28 Utsläppsgränser i diagram 29 Utsläppsvärden i tabell 30 ETANOL I VÄRLDEN 32 Den globala etanolproduktionen 32 Ett realistiskt alternativ till olja 34 Användning av biodrivmedel i världen 35 BILAGOR 36 KÄLLOR & FÖRKORTNINGAR 38

4 INTRODUKTION SEKAB & ED95 HÄR, NU OCH FRAMTID I Örnsköldsvik, vid havet och de norrländska skogarna finns den svenska kemiindustrins vagga, det är också här SEKAB har sina rötter och de första dropparna svensk industrietanol producerades Med över 100 års samlad erfarenhet kan vi med stolthet säga att vi har den bredaste, längsta och mest kvalificerade erfarenheten av att förädla högkvalitativa biodrivmedel och kemikalier med etanol som råvara. Vi har även förfinat en unik teknik för att producera bland annat etanol genom att nyttja värdena i bi- och restprodukter från skogs- och jordbruk. Vi kan på så sätt effektivt ta tillvara vår norrländska resurs skogen på bästa sätt. I början av 80-talet startade SEKAB utvecklingen av ED95, ett etanolbaserat drivmedel för bussar och lastbilar. Målet var en renare stadsmiljö. Redan 1986 rullade de första etanoldrivna bussarna på våra vägar och tre år senare drevs 30 bussar i Stockholm med SEKABs ED95 och det har sedan dess varit ett av de dominerande drivmedlen i Stockholms kollektivtrafik. Då som nu är SEKABs drivkraft att vara en del av lösningen. Med ED95 i tanken bidrar du till hållbara transporter och minskad klimatpåverkan. Utförliga tester och ett ihärdigt utvecklingsarbete i samarbete med universitet och näringsliv har gett motorer för etanol som är lika tillförlitliga och energieffektiva som vanliga dieselmotorer. I den här boken får du följa den utvecklingen. ED95 tillverkas och har utvecklats av SEKAB BioFuels & Chemicals AB. Sofie Indevall Affärsområdeschef biodrivmedel 4 Sustainable Green Chemistry Solutions

5

6

7 DETTA ÄR ED95 DETTA ÄR ED95 För alla biodrivmedel gäller en enkel regel tillverkar du det på ett bra sätt får du en bra produkt. ED95 minskar lastbilarnas klimatpåverkan med i genomsnitt 68 procent. När den mest klimateffektiva etanolen används, producerad på rester från svensk skogsindustri, då minskar klimatpåverkan med upp till 87 procent jämfört med om lastbilarna körs på diesel. ED95 är därmed ett av de effektivaste verktygen i kampen mot växthuseffekten. Avgaser från traditionella dieselfordon innehåller inte bara växthusgaser och giftiga kväveoxider, utan även cancerogena partiklar som är skadliga för människors hälsa. Resultatet av utvecklingen blev ED95, ett drivmedel som löser alla tre problem. År 2014 körs ett stort antal fordon i Sverige på ED95. Omkring 800 bussar och ett 30-tal lastbilar finns i Sverige och ett stort antal rullar också runt om i världen. En övergång från fossila drivmedel till bioetanol innebär dessutom hälsovinster i stadsmiljöer. Syftet med att ta fram ett etanolbaserat drivmedel var från början att minska de problem som avgaser från trafiken medför i våra städer. Namnet ED95 står för etanol i dieselmotorer som innehåller 95 procent vattenhaltig etanol. Från början användes förkortningen E95 för att sen bytas till Etamax D. Sedan 2007 kallas drivmedlet ED95. SAMMANSÄTTNING För att optimera förbränningen och driften av de anpassade dieselmotorerna blandas etanolen med tändförbättrare, smörjmedel och antikorrosiva tillsatser. Denatureringsmedel, som förhindrar förtäring, kan också tillsättas beroende på lokal lagstiftning. En stor del av etanolmotorns och drivmedlets utveckling har handlat om att hitta rätt sort och rätt andel tändförbättrare i drivmedlet i kombination med ökat kompressionsförhållande. Tillsatsen har till uppgift att öka Cetantalet* så att motorns höga kompression antänder drivmedlet på samma sätt som för vanligt dieselbränsle. Ren etanol har hög självantändningstemperatur och fungerar i ren form inte som bränsle för kompressionstända motorer, det vill säga dieselmotorer. MASTERBATCH Kombinationen av tillsatser som blandas i etanolen kallas för Masterbatch, och gör det möjligt för SEKAB:s kunder att med en relativt enkel process framställa ED95 av lokalt producerad etanol. Eftersom Masterbatch bara är ca 10 procent av det färdigblandade drivmedlet minskar kostnaderna för transporter, när etanolen kan produceras lokalt. Tabeller med antändningsbenägenhet och skaderisker, samt sammanställning av kemiska och fysikaliska data ligger på de sista sidorna, *Bränslets självantändande egenskaper. Ju högre cetantal desto snabbare antändning. Sustainable Green Chemistry Solutions 7

8 DRIVMEDLETS UTVECKLING KAB 1979 SCANIA besöker Brasilien och tar med sig utvecklingen av Etanolmotorer till Sverige Projekt E95 inleds De första Etanolbussarna tas i drift i Örnsköldsvik. Två bussar levereras till Göteborg SEKAB grundas i Örnsköldsvik Etanolbussar rullar i Stockholm bussar rullar i Skaraborg Andra generationens etanolmotor SVENOL. Försök med lastbilar inleds PROVDRIFT 80-TAL Från Brasilien till Sverige, Idéerna om att köra lastbilar och bussar med dieselmotorer på etanolbaserat drivmedel dök upp i Brasilien och ett mindre utvecklingsarbete startades. Efter studiebesök av bland annat Scania och SSEU (Stiftelsen Svensk Etanolutveckling) tog Scania utvecklingen av etanolmotorer till Sverige. Ett flertal tester genomfördes med målet att göra så små ändringar av motorn som möjligt för att anpassa den till etanoldrift. Läs mer på sidan 10. Projekt E95, Stiftelsen Svensk Etanolutveckling (SSEU) tog 1984 initiativ till att starta projektet E95, det första i en rad projekt för etanoldrift som startats av SSEU och där Scania deltog i bussprojekten. Inom Projekt E95 genomfördes tre större provperioder med etanoldrivna bussar i kollektivtrafik, i Örnsköldsvik, Göteborg och Stockholm. Resultatet av samarbetet blev ett etanoldrivmedel baserat på en ny tändförbättrande tillsats. Patent för drivmedlet har hittills beviljats i Sverige, Norge, USA samt Europa. Patentet beskriver och skyddar tändförstärkaren så att inte andra kan blanda och sälja samma blandning. Patentet gick ut juli Läs mer på sidan 11. Provperiod i Örnsköldsvik, Svensk Etanol Kemi AB (SEKAB) grundades 1985 av Berol Kemi och MoDo baserat på den etanolkemiverksamhet som funnits på Domsjö industriområde sedan slutet av 1930-talet. Företaget började producera och leverera etanoldrivmedel till två Scaniabussar, de första i Europa, som togs i drift av Örnsköldsviks Buss AB inom Projekt E95. Volvo deltog också med två lastbilar. Läs mer på sidan 12. Provperiod i Göteborg, Två etanolbussar levererades till Göteborgs Spårvägar inom Projekt E95 i mars 1986 och kördes sammanlagt kilometer under två år. Drivmedlet var etanol och åtta procent EHN (Etyl Hexyl Nitrat) som tändförbättrare. Provdriften avslutades i maj 1988 och bussarna lånades ut till Storstockholms Lokaltrafik (SL). Provperiod i Stockholm ( ) Etanoldrivmedlets intåg förändrade Stockholms kollektivtrafik när SL lånade de två bussarna från Göteborg beställde SL ytterligare 30 etanolbussar från Scania. Olika oljor och tändförbättrare provades för att hitta en långsiktigt fungerande lösning. Läs mer på sidan Sustainable Green Chemistry Solutions

9 DRIVMEDLETS UTVECKLING 2006 BESTprojektet startas i Europa SEKAB tilldelas sustainable Bioethanol Award. Etanolhybridbussar tas i drift Tredje generationens etanolmotor Clean Truckprojektet inleds i Stockholm Scanias etanolmotor lanseras som Euro 6 motor hösten PROVDRIFT 90-TAL Etanolbussarna i Stockholm, Erfarenheterna från provperioden inom Projekt E95 fick SL att vilja satsa vidare på etanoldrivna bussar, och det största flottförsöket hittills inleddes. Tillförlitligheten hos bussarna visade sig vara god och inom ett par år hade SL runt 200 etanolbussar i trafik. Totalt fanns det 633 etanolbussar år 2014, (Källa FRIDA). FRIDA är ett verksamhetssystem inom kollektivtrafiken med fokus på uppföljning av ställda krav inom områdena kvalitet, miljö, tillgänglighet och säkerhet. Projekt Västernorrland, Försöken med etanoldrivna bussar i Örnsköldsvik utvidgades till att omfatta nio bussar som gick i linjetrafik. Läs mer på sidan 13. PROVDRIFT 00-TAL och KFB genomfördes försök med först fyra och senare sju lastbilar med Euro 2 dieselmotorer som förändrats för att klara etanoldrift. Lastbilarna kördes totalt kilometer med gott resultat. Läs mer på sidan 20. BEST-projektet, Bioethanol for Sustainable Transport var ett stort EU-projekt som omfattade ca 250 miljoner kronor och koordinerades av Stockholms Miljöförvaltning. Förutom sju europeiska länder deltog även Kina och Brasilien. Projektet syftade till att förbereda ett marknadsgenombrott för etanolfordon och för bioetanol. Inom projektet togs mer än etanolbilar och 160 etanolbussar i drift. Läs mer på sidan 22. Provdrift i Skaraborg, Femton bussar, varav tio ombyggda dieselbussar, deltog i projektet som syftade till att pröva möjligheterna för en miljövänligare kollektivtrafik på landsbygden. Bussarna visade sig ge lägre utsläpp och ha samma tillgänglighet som dieselbussar. Läs mer på sidan 18. SVENOL, I ett utvecklingssamarbete mellan Chalmers, Volvo Etanolhybridbussar, Bussar med både etanol- och elmotor provkördes i Stockholms kollektivtrafik under två år. Tekniken kan ge ytterligare minskade utsläpp jämfört med rena dieselmotorer. Läs mer på sidan 16. CleanTruck-projektet Målet med projektet var att minska klimatbelastningen i Stockholm. ED95 var en av teknikerna som överträffade förväntningarna. Läs mer på sidan 24. Sustainable Green Chemistry Solutions 9

10 TESTERNA SOM LEDDE FRAM TILL ED95 BRASILIEN DEN TIDIGA UTVECKLINGEN De första brasilianska proven genomfördes av Scania i laboratorium Drivmedlet som provades var etanol blandat med tolv procent tändförbättrare, etylhexylnitratet DII-2 från Ethyl SA. Efter testerna levererades två bussmotorer och elva ombyggnadssatser, avsedda för befintliga dieselmotorer, till Brasilien och i juni 1980 kördes en buss i linjetrafik kilometer på etanoldrivmedel. Totalt genomfördes 24 tester på cirka 250 timmar vardera i Brasilien fram till Resultaten blev en ny tryckbult i spridarhållaren och flera lärdomar om hur motorn ska konstrueras, exempelvis att spridarhålen inte får vara för stora och att nålstängningen måste dämpas av drivmedlet. Tryckventiler av liktryckstyp (GDV) infördes. Huvudsakligen användes brasiliansk tändförbättrare av typen TEGDN från Britanite, med en inblandning på 4,5 procent. I viss utsträckning användes även TMETN. De olika tändförbättrarna provades på lab och TEGDN klassades som explosiv. Mellan oktober 1982 och januari 1987 kördes elva fordon med DS11 (6 cylindrar) och DS14-motorer (V8) i ett fältprov. Motorerna var oförändrade förutom insprutningssystemet, den totala körsträckan uppgick till kilometer. Totalt kördes 56 fordon hos etanoltillverkare/sockerrörsodlare. 10 Sustainable Green Chemistry Solutions

11 PROJEKT E95 TESTERNA SOM LEDDE FRAM TILL ED95 Styrelsen för Teknisk Utveckling (STU) beviljade 1985 ett bidrag om kronor till Scania för att undersöka hur dieselmotorer kan anpassas till etanoldrift. PROJEKT E95 S Styrelsen för Teknisk Utveckling (STU) beviljade 1985 ett bidrag om kronor till Scania för att undersöka hur dieselmotorer kan anpassas till etanoldrift. Det ledde till att halten av den då aktuella tändförbättraren som var baserad på etylhexylnitrat (EHN) från Bofors Nobel Kemi kunde sänkas från tolv till åtta procent beroende på en höjning av kompressionsförhållandet i motorn från 15:1 till 18:1. Nitrerade tändförbättrare var dock otrevliga att hantera, eftersom ångorna kunde orsaka huvudvärk vid inandning. Det ställde till problem vid arbete med bränslesystemet i fordonet och nitraterna var inte heller stabila vid lagring. I oktober 1985 inleddes ett samarbete mellan Berol Kemi (dåvarande ägare till SEKAB och nuvarande Akzo Nobel) och Scania för att utveckla en tändförbättrare baserad på polyetylenglykol (PEG) som var lämplig för etanoldrivmedel. Berol Kemi hade tidigare låtit göra inledande prov som visat att PEG kan fungera som tändförbättrare tillsammans med metanol. De nya proverna ledde till ett nytt etanoldrivmedel med polyetylenglykol som tändförbättrande tillsats, som hittills har patenterats i Sverige, Norge, USA samt med Europapatent. Inom projektet levererades totalt runt 300 etanoldrivna bussar med D11-motor till en rad städer i Sverige: Borås, Falun, Gävle, Göteborg, Halmstad, Helsingborg, Mariestad, Norrköping, Skövde, Stockholm, Umeå och Örnsköldsvik. Sustainable Green Chemistry Solutions 11

12 TESTERNA SOM LEDDE FRAM TILL ED95 ÖRNSKÖLDSVIKS BUSS AB PROJEKT E95 Försök med etanolbussar startade i Örnsköldsvik redan Etanolbussprojekten i Örnsköldsvik har sedan starten genomgått ett antal olika faser där olika generationers etanolmotorer och drivmedelsammansättningar prövats. Inledningsvis gällde det prov av Scanias Brasilienteknik, det vill säga motorer med normal eller endast något förhöjd kompression och med då tillgängliga cetanhöjande tillsatser. Efterhand byttes tillsatserna ut mot andra utan nitrat, som orsakade färre motorproblem. Motorernas kompression ökade för att minimera tillsatserna och nya katalysatorer utvecklades. Detta medförde vissa tekniska fördelar till priset av ett något dyrare drivmedel. Europas två första etanoldrivna bussar togs i drift i Örnsköldsvik Detta var inom projekt E95. Det nyligen grundade SEKAB producerade etanoldrivmedlet till bussarna och till två Volvolastbilar som också deltog i testerna. Lastbilarna var försedda med dubbla insprutningssystem, ett för etanol och ett för diesel som pilotinsprutning, i stället för tändförbättrare. nedre delen av pumpkolven, där drivmedel och olja möts. Provdriften vid Göteborgs Spårvagnar med samma drivmedel visade på liknande problem. De två bussarna i Örnsköldsvik bytte därefter till ett drivmedel med den PEG-baserade tändförbättraren Beraid från Berol Kemi. Inom ett par månader visade det sig att en kaliumförorening i tändförbättraren satte igen katalysatorn på bussarna. Stellitbeläggningen på avgasventilerna tålde inte heller PEG, med kraftigt läckage som följd. Ventilmaterialet byttes till nimonic. Fram till juni 1991 kördes kilometer med PEG i olika halter: 17, 6, 3 och 12 procent. Inga insprutningspumpar behövde bytas, som fallet var med EHN. Mellan juni 1985 och februari 1988 körde testfordonen totalt kilometer på ett etanoldrivmedel som innehöll åtta procent av tändförbättraren EHN. Insprutningspumpar byttes åtta gånger på grund av att de kärvade eller skar på 12 Sustainable Green Chemistry Solutions

13 PROJEKT E95 TESTERNA SOM LEDDE FRAM TILL ED95 Europas två första etanoldrivna bussar togs i drift i Örnsköldsvik Detta var inom projekt E95. Det nyligen grundade SEKAB producerade etanoldrivmedlet till bussarna. PROJEKT VÄSTERNORRLAND De försök som inleddes redan 1985 kunde fortsätta och utvecklas med nytt innehåll under projektet Västernorrland. Det drevs av Örnsköldsviks Buss AB och genomfördes i samarbete med SSEU och SEKAB med stöd från Kommunikationsforskningsberedningen (KFB) i tre etapper under perioden Totalt ingick nio etanolbussar i företagets bussflotta, samtliga tillverkade av Scania. Av dem var två försedda med ombyggda etanolmotorer, två med nya etanolmotorer som bytts ut i tidigare levererade bussar, samt fem nya etanolbussar. Under 30 år gick etanolbussar i reguljär trafik i Örnsköldsvik med samma tillgänglighet och tillförlitlighet som dieselbussar. Den sammanlagda körsträckan i projektet uppgick till kilometer och medelförbrukningen av drivmedel var 7,6 liter etanoldrivmedel per mil. Mätningar och tester av emissionerna av avgasutsläpp från etanolbussarna har skett löpande under hela försöksperioden (Tabell 1.0). Det använda drivmedlet var en 90-procentig etanol under etapp I och etanol med en extra tillsats av 5 % vatten under etapp II. Under etapp III har en ny drivmedelsammansättning provats med en nyutvecklad variant av Beraid som tändförbättrare. Scanias nya etanolbussar (generation 3) har hög kompression i motorn (28:1), turboladdning och laddluftkylning. Motorstyrkan är 191 kwh vid varv/minut. Bussarna har också utrustats med nyutvecklade oxiderande katalysatorer. Tabell 1.0. Medelvärden från emissionstester av katalysatorutrustade etanolbussar i Örnsköldsvik Prov utförda enligt ECE R49 (Larsson E, 1997). PROJEKTFAS ÅR CO g/kwh HC g/kwh NOx g/kwh PARTIKLAR g/kwh ETAPP ,01 0,05 4,8 0,2 ETAPP ,06 0,10 4,1 0,2 ETAPP ,01 0,065 4,02 0,17 Sustainable Green Chemistry Solutions 13

14 TESTERNA SOM LEDDE FRAM TILL ED95 STORSTOCKHOLMS LOKALTRAFIK (SL) PROJEKT E95 När SL övertog två etanolbussar från Göteborgs Spårvagnar 1988 fortsatte driften med etanoldrivmedel, men nu med 17 procent PEG som tändförbättrare. I mars 1989 fick Scania Bussar Katrineholm (SBK) en order på 30 etanolbussar från SL. Eftersom PEG visat sig sätta igen katalysatorn ville man istället använda Imperial Chemical Industries (ICI) relativt nya tändförbättrare Avocet. Avocet innehöll EHN och andra nitrerade kolväten samt smörjande och korrosionshämmande tillsatser. Enligt ICI fungerade Avocet utmärkt vid drift i Nya Zeeland och i USA med i första hand metanol. Vid prov i Sverige visade det sig dock snabbt att insprutningspumpens element kärvade. För att hitta en alternativ lösning provades olika smörjoljor i motor och insprutningspump i långtidsprov under sammanlagt timmar och en kortare tid i buss. Den fungerande lösningen visade sig vara separat smörjning av insprutningspumpen med ricinolja utspädd med 17 procent hexanol för att få lämplig viskositet. Ricinoljan är löslig i alkohol och ingen hindrande beläggning bildades därför på pumpelementen. Två nya provbussar med första generationens etanoldieselmotorer levererades till SL i oktober De kördes med två procent Avocet som tändförbättrare och insprutningspumpen separatsmord med ricinolja och hexanol. Vid en högtidlig ceremoni den 18 april 1990 invigdes ytterligare 15 etanolbussar hos SL. Efter ytterligare leveranser hade SL 32 etanoldrivna bussar, vilket blev starten för det största flottförsöket hittills. Det pågick fram till 1993 då det avrapporterades (Rydén C, 1994). Flottförsöket visade att etanoldrift i anpassade motorer kan ge markant förbättrade emissionsvärden och de då uppsatta miljömålen ansågs uppnådda. Tillförlitligheten hos bussar och infrastruktur (tankanläggningar) visade sig vara mycket god. I mitten av 1990-talet lade ICI ned tillverkningen av tändförbättraren Avocet. SL gick på inrådan av Scania och SEKAB över till tändförbättraren Beraid. Beslutet grundade sig främst på driftsresultaten i Örnsköldsvik, där bussar hade kunnat köras under lång tid utan kärvningar i insprutningspumpen. Samtidigt slopades separatsmörjningen av insprutningspumpen som var mycket servicekrävande. När de etanoldrivna bussarna blev allt vanligare i Stockholm blev lukten av ättika i avgaserna ett allt mer påtagligt problem. Lukten orsakas av läckande 14 Sustainable Green Chemistry Solutions

15 PROJEKT E95 TESTERNA SOM LEDDE FRAM TILL ED95 Vid en högtidlig ceremoni den 18 april 1990 invigdes 15 etanolbussar hos SL. Efter ytterligare leveranser hade SL 32 etanoldrivna bussar, vilket blev starten för det största flottförsöket hittills. spridarnålar, en del av drivmedlet deltar inte i förbränningen utan följer i oförbränd form med gaserna ut ur motorn. I katalysatorn reagerar detta oförbrända drivmedel (etanol och acetaldehyd oxideras) och den karakteristiska ättikslukten uppstår. Som ett resultat av luktproblemen inleddes ett omfattande utvecklingsarbete för att ta fram nya katalysatortyper, med stöd från bland annat KFB. I dag finns en ny generation katalysatorer, som används i etanolbussar som levererats efter de 32 första bussarna i Stockholm. Luktproblemen har också till viss del visat sig vara en attitydfråga, människor vänjer sig vid och accepterar nya lukter när man vet att de inte innebär hälsorisker. Sedan flottförsöket avslutades i juni 1993 har SL fullföljt sina planer på att utöka antalet etanolbussar, trots ökade kostnader. År 2014 fanns det drygt 600 etanolbussar i Stockholm. SEKAB har varit leverantör av ED95 och deltagit, antingen direkt eller via BAFF, BioAlcohol Fuel Foundation alternativt SSEU, i utvecklingen under hela denna period. I en uppföljning av driftserfarenheterna från SL:s busspark (Rydén C, 1996) rapporterades att etanolbussarnas tillgänglighet är lika god som hos motsvarande dieselbussar. Ett problem har dock rapporterats, nämligen beläggning i filter, insprutningspumpar och på spridarnålar. Problemet beror troligen på en kombination av reaktioner mellan etanol, tändförbättraren Beraid och motoroljan. Problemet har lösts med tätare serviceintervall, något som kan innebära ökade driftskostnader. En jämförande studie mellan bussflottor runt om i landet visade 1997 att ingen av de dittills använda tändförbättrarna (Avocet, Beraid 3525 och Beraid 3540) fungerade tillfredställande (Rydén C, 1997). En ny variant utvecklades, Beraid 3555 M. Det är den Beraid SEKAB använder idag med tillfredställande funktionalitet. Etanolbussarna i Stockholm har fortlöpande emissionstestats. Resultaten visar att man har legat väsentligt under gällande lagkrav (Tabell 1.1). Tabell Resultat av emissionsmätningar på 32 etanolbussar i Stockholm (medelvärde) (Rydén C, 1995). REGLERADE EMISSIONER "1994" Diesel g/kwh Målsättning vid start g/kwh Mätresultat g/kwh Långsiktigt mål g/kwh Kväveoxider NOx 9,0 4,5 3,8 1-2 Koloxid CO 5,0 0,1 0,05 0,05 Kolväten HC 1,2 0,2 0,16 0,1 Partiklar (sot) 0,4 0, Sustainable Green Chemistry Solutions 15

16 TESTERNA SOM LEDDE FRAM TILL ED95 TEST AV ETANOL- HYBRIDBUSSAR PROJEKT E95 För att ytterligare förbättra miljön i Stockholm, startade Scania i samarbete med SL och Swebus ett storskaligt test 2009 av sex etanolhybridbussar. En hybridbuss har både en förbränningsmotor för etanol (ED95) och en elmotor. Tekniken som används är att ta till vara på inbromsningsenergin vilket kan göra att bränsleförbrukningen kan minska med upp till 30 procent och att utsläppen av fossil koldioxid kan minskas med upp till 90 procent jämfört med en dieselbuss. Kungen och Drottningen åkte i SLs nyhet, etanolhybridbussen. Stora bilden: Etanolhybridbuss rullar framför Stockholms stadshus. SEKAB levererade även här drivmedlet och hybridbussarna kördes under de två år som testet omfattade i trafik på en av de mer krävande och passagerartäta linjerna i Storstockholm. Bakom testet stod också Statens Energimyndighet och Naturvårdsverket. Scanias Omnilink-bussar använder en seriehybridslösning. Det är den teknik som kommer bäst till sin fördel i stadstrafik med många stopp och starter, och karaktäriseras av att det inte finns någon mekanisk koppling mellan förbränningsmotorn och den drivande elmotorn. Scania avslutade försöket med etanolhybridbussarna 2010 för att utvärdera data och fortsätta utveckla hybridtekniken. Den relativt avancerade seriehybridtekniken fungerade väl i testet, men elmotorerna visade en del brister. 16 Sustainable Green Chemistry Solutions

17

18 TESTERNA SOM LEDDE FRAM TILL ED95 PROJEKT SKARABORG PROJEKT E95 För att pröva möjligheterna för en miljövänlig kollektivtrafik på landsbygden startades 1993 ett projekt i Skaraborg med etanoldrivna bussar. Projektet genomfördes med stöd från KFB och innefattade en kontinuerlig utvärdering och datainsamling kring tre mål. Etanolbussarna skulle vid provperiodens slut 1997: Ge lägre utsläpp. Vara lika tillgängliga. Ha likvärdiga driftskostnader jämfört med motsvarande dieselfordon. För kostnadsmålet tog man även hänsyn till de samhällsekonomiska effekterna som kan uppskattas till följd av att utsläppen av skadliga ämnen har minskats. Skaraborgsprojektet bestod av en fordonsflotta med femton bussar, dels en serieombyggnad av tio gamla bussar, dels nyanskaffning av fem Scaniabussar med andra generationens etanolmotorer. Erfarenheterna från ombyggnaden blev mycket goda. Fordonens motorer byttes ut medan det befintliga E95 bränslesystemet (tankar och ledningar) rengjordes med etanol. Efter driftsstart av de ombyggda bussarna kördes de kilometer innan bränslesystemets filter byttes, för att förhindra igensättning och driftsstopp. Under perioden hade bussarna sammanlagt tillryggalagt kilometer. Uppgifter samlades in löpande om bland annat bränsleförbrukning, drifts- och underhållskostnader. SEKAB levererade E95 till försöken under hela perioden och deltog i erfarenhetsutbytet. Mer detaljerade emissionstester genomfördes för fyra 18 Sustainable Green Chemistry Solutions

19 PROJEKT E95 TESTERNA SOM LEDDE FRAM TILL ED95 För att pröva möjligheterna för en miljövänlig kollektivtrafik på landsbygden startades 1993 ett projekt i Skaraborg med etanoldrivna bussar. av projektets femton bussar vid Motortestcentrum (MTC) i Jordbro. Resultaten av dessa mätningar framgår av Tabell 1.3. I slutrapporten från projektet (Berg R, 1997) konstateras att etanol fungerar som bussdrivmedel i större skala. Emissionstesterna visade att miljömålen nåddes då utsläppen av kväveoxider, koldioxid och partiklar från etanolbussar var lägre än från dieselbussar. Etanolbussarna hade samma tillgänglighet som dieselbussarna. Utvärderingen visade att de direkta kostnaderna för ett införande i större skala var högre än att för konventionell dieselteknik. Samhällsekonomiska vinster i form av förbättrad stadsmiljö och klimat skall dock vägas in i bedömningen av lönsamheten för etanolen som drivmedel. Totalt kördes 14 busslinjer i Skövde och Mariestad med etanolbussar. Under 2004 ersattes de av dieselbussar efter ett politiskt beslut. Tabell 1.3. Emissionstester från Skaraborgsbussar (Berg R, 1997). UTSLÄPP g/kwh Vanlig Dieselbuss EURO 2 från 1996 Bästa Diesel + katalysator Etanolprojekt Skaraborg Partiklar (sot+svavel) 0,7 0,15 0,05 0,04 Kväveoxider (NOx) 14,0 7,0 6,3 3,93 Koloxid (CO) 5,0 4,0 0,1 0,13 Kolväten (HC) 1,5 1,1 0,1 0,09 Koldioxid (CO2) som bidrar till växthuseffekten Ja Ja Ja Nej Sustainable Green Chemistry Solutions 19

20 TESTERNA SOM LEDDE FRAM TILL ED95 SVENOL ETANOL FÖR LASTBILAR S Som ett resultat av ett utvecklingssamarbete mellan Chalmers Tekniska Högskola, Volvo och KFB, inleddes 1995 försök med fyra etanoldrivna lastbilar. Projektet benämndes Svenol I och omfattade fyra Volvoproducerade lastbilar med sjuliters etanolmotorer. Två av bilarna var fordon avsedda för varudistribution och två var sopbilar. I en senare etapp, Svenol II, tillkom ytterligare tre fordon. I fordonen användes Volvos konventionella dieselmotorer som i vissa avseenden hade förändrats för att klara etanoldrift. Lastbilarna i projektets två olika faser skiljde sig också åt. De erfarenheter som inhämtades från praktisk drift av de fyra första bilarna togs till vara när den andra generationens lastbilar utvecklades för etapp II. Fordonen testades under tre år under praktiska driftsförhållanden i Örnsköldsviks och Falun kommun, samt på Bilspedition och Södertörns renhållningsverk (SRV). SEKAB deltog i projektet och levererade E95 till fordonen på samtliga ställen. Under försöksperioden fördes loggbok kontinuerligt. Vissa specialprov samt emissionsmätningar genomfördes också. Två egenheter noterades för fordonen: dels problem med igensättning av bränslefilter, dels vissa kallstartsproblem vintertid. Förarna upplevde dock fordonen som piggare än diesellastbilar och de problem som noterades innebar inga driftsstopp. 20 Sustainable Green Chemistry Solutions

21 TESTERNA SOM LEDDE FRAM TILL ED95 Utsläppen för motsvarande motor som körs på diesel var cirka sju gram kväveoxider per kilowattimme. Etanollastbilarna visade på en halvering av kväveoxidutsläppen. Under projektet noterades en något högre bränsleförbrukning än förväntat. Detta berodde dels på problem med tändförbättraren men också på att motorerna inte var optimerade för etanoldrift. Stora variationer fanns mellan de olika fordonen som till viss del kunde förklaras av olika driftsförhållanden (Tabell 2.0). Volvo påpekade också att motorn var optimerad för låga emissioner snarare än låg bränsleförbrukning. Utsläppen för motsvarande motor som körs på diesel var cirka sju gram kväveoxider per kilowattimme. Etanollastbilarna visade på en halvering av kväveoxidutsläppen (cirka 3,5 g/kwh). I slutrapporten från projektet konstateras att lastbilarna fungerade mycket tillfredsställande (Ekelund M, 1997). Sammanlagt rullade de sju bilarna omkring kilometer utan några allvarliga driftsstörningar och med samma tillgänglighet som dieselbilar. Förarna och andra inblandade personer var nöjda med fordonen. För den fortsatta utvecklingen av motorer och fordon rekommenderades fortsatt motor- och bulleroptimering för att öka verkningsgraden, förbättring av startegenskaperna och byte av ytskikten på bränsleledningskomponenter så att bränslefiltret inte sätts igen på grund av utfällningar. Tabell 2.0. Jämförelse mellan etanol- och dieselförbrukning för Svenol-projektets lastbilar (Ekelund. M, 1997). 10 Diesel VÄXJÖ, KYN SRV FALUN ÖRNSKÖLDSVIK Sustainable Green Chemistry Solutions 21

22 BEST-PROJEKTET BEST- PROJEKTET BEST står för Bioethanol for Sustainable Transport och är ett nu avslutat EU-projekt som verkat för etanolens genombrott på Europas drivmedelsmarknad. Projektet omfattade tio strategiskt utvalda områden i Europa och övriga världen, där etanolmarknaden befann sig i olika faser. Ett antal viktiga etanolaktörer var aktiva i projektet, däribland Ford, Saab och SEKAB. SEKABs del i projektet var att ta fram ett nytt dieseldrivmedel med tio procent etanolderivat. SEKAB deltog även med kunskapsöverföring för hantering och lagring av etanolbränslena inklusive regelverk. Det senare visade sig vara en stor barriär för att etablera nya tankställen. Under projektet sattes mer än etanolbilar och 160 etanolbussar i drift. Tankställen för E85 och ED95 öppnades, samt att låginblandningar med bensin och diesel utvecklades och introducerades. Stockholms miljöförvaltning var projektansvarig eller koordinator som det kallas i projektet, bland de många parter som deltog i projektet. Projektet samfinansierades inom EUs sjätte ramprogram, Sustainable Energy Systems/alternativa motordrivmedel: Biofuel Cities. Projektet startade i januari 2006 och avslutades Biofuel Region Rotterdam Stockholm Koordinator Nanyang, Kina Somerset Brandenburg La Spezia Basque Country Madrid Sao Paulo, Brasilien 22 Sustainable Green Chemistry Solutions

23 BEST-PROJEKTET VÄRLDENS FÖRSTA ETANOLDRIVNA DIESELPERSONBIL Det svenska företaget BSR har tillsammans med SEKAB och BEST-projektet byggt om en SAAB diesel personbil för att kunna köras på etanoldrivmedlet ED95. Resultatet blev den första etanoldrivna dieselbilen i världen, med lägre bränsleförbrukning, hög prestanda och minimerade avgasutsläpp jämfört med en vanlig dieselbil. bränsleekonomin kan förbättras dramatiskt, i nivån procent jämfört med en bensinmotor med turboladdning. Projektet visar att det går relativt enkelt att konvertera små dieselmotorer för ED95, även om vissa problem med korrosion måste lösas för att det ska vara kommersiellt gångbart. Rent tekniskt är det dock inga större problem att använda ED95 i en motor som utformats för diesel. Ett väsentligt högre kompressionsförhållande i dieselmotorn gör att Möjligheterna för etanol som drivmedel baseras som framgår av denna sammanställning, på många års utveckling och en stabil kunskapsbas. Med rätta kommersiella och politiska förutsättningar, där de fossila alternativen belastas med samhällets kostnader, kan en övergång till mera hållbara drivmedel påskyndas. Sustainable Green Chemistry Solutions 23

24 CLEAN TRUCK - PROJEKTET CLEAN TRUCK- PROJEKTET Clean Truck gick ut på att etablera tankställen för förnybart lastbilsdrivmedel, samt att testa och demonstrera nya sorters miljölastbilar. Projektet CleanTruck var ett projekt som under åren drevs av Miljöförvaltningen i Stockholms stad, AGA och OKQ8/IDS. Projektet medfinansierades av EU Life+, Vinnova och Energimyndigheten. Samordning och projektledning stod miljöförvaltningen i Stockholms stad för. Syftet med projektet var att miljöanpassa godstrafiken i Stockholms stad då den tunga trafiken som endast utgör 4 % av trafiken ändå står för 23 % av utsläppen av växthusgaser (2013). I projektet har det rullat 50 miljölastbilar fördelat på 18 deltagande transportföretag. Lastbilarna har tillsammans rullat mer än 5 miljoner kilometer. Målet med projektet var att minska klimatbelastningen med ton koldioxidekvivalenter, 17 ton kväveoxider och 240 kg partiklar (PM 2,5 och mindre). Tekniker som valdes ut till projektet hade alla gemensamt att de stod på tröskeln till marknadsintroduktion. Teknikerna var ED95, Metandiesel (dvs. fordonsgas samt diesel) och Elhybrid. Andra aktiviteter som fanns med i projektet var infrastruktursatsningar, klimatsmart transportkyla, kvävgas i däcken och utbildning i sparsam körning. I projektet fick de deltagande transportföretagen bidrag för 50 % av den merkostnad ett inköp av en miljölastbil innebar. Kyl & Frysexpressen var det företag som valde att satsa på etanol och ED95 och investerade under projektets gång i totalt 15 lastbilar. Elhybriderna var väldigt tysta och kunde användas till nattrafik men hade en genomsnittlig reduktion om ca 15 % och bidrog med 96 ton CO2ekv under projektets tid. Metandieslarna som gick som bland annat sopbilar reducerade CO2 med mellan 0-41 % jämfört med konventionella dieselbilar. Under projektet bidrog metandieslarna med totalt 350 ton CO2ekv. Den stora lärdomen från projektet var att man ska utvärdera teknik efter användningsbehov för att uppnå högsta möjliga klimatnytta. TCO (total cost of ownership) efter halva avskrivningstiden har visat att samtliga tekniker är något dyrare än konventionell diesel sett till traditionella körcyklar i citydistribution. Projektet har inte kunnat uppmäta kväveoxider och partiklar då testmetoder för detta inte funnits tillgängliga inom ramen för projektet. Dock har samtliga bilar uppfyllt kraven om Euro Sustainable Green Chemistry Solutions

25 CLEAN TRUCK - PROJEKTET Förbränning av etanol ger mycket positiva effekter på utsläpp av bland annat kväveoxid, kvävedioxid, kolmonoxid och kolväten. RESULTATET FÖR ED95 Clean-truck projektet resulterade i att OKQ öppnade världens första publika tankstation för ED95 i Jordbro industriområde söder om Stockholm. Resultaten från projektet visade att projektet bidragit med att reducera koldioxidutsläppen med ton CO2ekv vilket överträffade förväntningarna. Av dessa ton kom hela ton från ED95s 15 lastbilar som hade en genomsnittlig CO2 reduktion om 70 %. KYL & FRYSEXPRESSEN Projektet innefattade Kyl & Frysexpressen som kör kylda varor för ICA i Stockholms innerstad. År 2014 har företaget 15 nya lastbilar som rullar på etanol ED95 och satsningen har slagit mycket väl ut. Bilarna fungerar bra, förarna är nöjda. Bränslepriset är bara något högre än diesel. Dessutom krävs ett eller två servicetillfällen mer per år, berättar Robert Barkensjö, VD på åkeriet. Vi hade inte gjort den här satsningen utan stödet från CleanTruck och vår transportkund ICA. Nu när vi kört en tid kan vi konstatera att kalkylen är utmärkt: vi reducerar koldioxidutsläppen med uppåt 80 procent och det kostar bara två procent mer än om vi kör på diesel. Sustainable Green Chemistry Solutions 25

26 FORDONENS AVGASUTSLÄPP AVGASER & UTSLÄPP När drivmedel förbränns i en motor bildas avgaser som innehåller både gasformiga och fasta föreningar. Många av dem är hälsoeller miljöfarliga. Till största delen består avgaserna av vattenånga och koldioxid, men även koloxid, kolväten och kväveoxider bildas och följer med ut i luften. Trafikens utsläpp är dels reglerade av Trafikverket och internationella regler som sätter maximala gränsvärden, dels oreglerade som inte begränsas av regelverket i Sverige eller internationella regler. Efterhand som kunskapen ökar blir fler och fler ämnen i avgaserna reglerade. OREGLERADE UTSLÄPP De oreglerade utsläppen omfattar i första hand koldioxid och svaveldioxid. K oldioxid är en gas som finns naturligt i atmosfären och är nödvändig för växternas tillväxt. I rätt mängd bidrar den också till att upprätthålla jordens temperatur, och små halter är inte giftiga. Förbränning av fossila drivmedel gör dock att allt mer koldioxid samlas i atmosfären, något som leder till en ökad växthuseffekt och att jordens medeltemperatur höjs. Andra växthusgaser som människan producerar i olika sammanhang och som kan uppstå inom transportsektorn är metan (CH4) och dikväveoxid (N2O, lustgas). Avgaser från äldre sorters drivmedel innehåller också svaveldioxid, som kommer från svavlet som finns i all olja och även tillsatser i drivmedlet. Svaveldioxid är en gas som lätt förenar sig med vattenångan i luften och bildar sulfater som fastnar på partiklar. I dag är svaveldioxidens andel av trafikutsläppen i praktiken obetydlig till följd av den svavelfria dieselolja och bensin som säljs i dag. 26 Sustainable Green Chemistry Solutions

27 FORDONENS AVGASUTSLÄPP REGLERADE UTSLÄPP De reglerade ämnena rör koloxid, kolväten, kväveoxider och partiklar. K oloxid kallas även kolmonoxid eller kolos och oxideras relativt snabbt till koldioxid. Globalt sett är därför problemen med koloxid inte så stora. Vid stora lokala halter kan den dock orsaka symptom hos personer med hjärt- och kärlsjukdomar. Den del av drivmedlet som passerar motorn utan att förbrännas orsakar kolväteutsläpp. Kolväten i luften irriterar andningsvägarna. De utsläppen kan effektivt minskas med en katalysator. Utsläpp av kolväten sker dock även när drivmedlet avdunstar vid exempelvis tankning och transport av drivmedlet. Det finns olika typer av kolväten i olika drivmedel, varav somliga är cancerogena och bedöms farligare för människan. Lagstiftningen kring reglerade utsläpp skiljer dock inte på dessa. Kväveoxider står för största delen av de biprodukter som uppkommer till följd av förbränningen. De irriterar andningsvägarna och ökar övergödningen i naturen. Utsläppen av kväveoxider är särskilt höga från dieselmotorer. Framförallt utsläppen av kväveoxiden NO ² (lustgas) är svåra att komma åt då en oxidationskatalysator i avgasröret samtidigt även oxiderar andra kväveföreningar och omvandlar dem till NO ² -utsläpp. Både kortvarig och längre exponering för höga eller förhöjda halter av NO ² kan ge negativa hälsoeffekter. Halter i nivå med vad som kan finnas inne i centrala Stockholm har i studier visat samband med luftvägssymtom och reducerad lungtillväxt hos barn. En speciellt utsatt grupp då de andas på samma nivå som bilarnas avgasrör. Det kan dock vara svårt att särskilja hälsoeffekterna av just NO ², då ämnet ofta förekommer tillsammans med andra luftföroreningar, främst partiklar. Enligt studien så anses främst andra luftföroreningar stå för hälsoeffekten medan NO ² är indikatorn. Ren NO ² har i studier på människor visat att astmatiker, allergiker och KOL-patienter får en ökad retbarhet i andningsvägarna vid halter på 200 mikrogram per kubikmeter, medan friska personer reagerar först på halter vid 1800 mikrogram per kubikmeter. I en studie gjord i Umeå har man hittat samband mellan NOx, som är samlingsbeteckningen för alla kväveoxider, och utvecklandet av demens. Även om merparten av avgasutsläppen är gasformiga, innehåller avgaserna även fasta beståndsdelar. Dessa partiklar uppkommer när en bränsledroppe förbränns ofullständigt och lämnar kvar en kärna som består av sot (organiskt kol). Partiklar uppkommer i synnerhet i dieselmotorer, men även i bensinmotorer med direktinsprutning (GDI-motorer) kan partikelutsläppet vara stort jämfört med övriga bensinmotortyper. Partikelutsläpp kan reduceras med partikelfilter av olika slag. Sustainable Green Chemistry Solutions 27

28 EU STANDARD FRÅN EURO 1 TILL EURO 6 MOTOR- UTVECKLING De första direktiven, Euro 1, kom 1993 och gällde personbilar och lätta lastbilar. Etanolmotorerna har länge legat långt före Euro-standarden i utveckling. Redan 1989 klarade Scanias etanolmotor utsläppskraven för Euro 3, som blev obligatoriska först 2000, elva år senare. Andra generationen etanolmotorer introducerades 1996 och klarade redan då det som 2006 blev klassificeringen Euro 4. Den största skillnaden mellan motorerna var att elvalitersmotorn hade krympt till en effektivare om nio liter, med ett modernt elektroniskt insprutningssystem. Scania presenterade den tredje generationens etanolmotor Den har lika hög verkningsgrad som en vanlig dieselmotor och uppfyller samtidigt utsläppskraven enligt Euro 5 och EEV. Euro 5 infördes i oktober Den nya standarden Euro 6 började gälla den 1 januari 2014 för nya bussar och lastbilar. Etanolmotorn lanserades som Euro 6 motor hösten FJÄRDE GENERATIONENS ETANOLMOTOR Termisk verkningsgrad Etanol upp till 43 % Diesel upp till 44 % Euro 6 och EEV Bästa tillgängliga miljöstandard. Bevisad teknologi Över 1000 sålda fordon sen Sparar upp till upp till 90 % CO 2 9-liters SCR dieselmotor 280 hp, 1250 Nm Bränsle Etanol med 5 % tändförbättrare. 28 Sustainable Green Chemistry Solutions

29 EU STANDARD FRÅN EURO 1 TILL EURO 6 BEGRÄNSNING AV UTSLÄPP Den europeiska standarden sätts för begränsning av utsläpp för personbilar och lätta lastbilar som säljs inom EU. Fig. 3. Europeiska utsläppsstandarden för tunga dieselmotorer. Euro ,0 8,0 EURO 1, ,0 EURO 2, ,0 5,0 EURO 3, 2001 NO ² REDUKTION, 94 % NO x (g/kwh) 4,0 3,0 2,0 1,0 EURO 4, 2006 EURO 5, 2009 EURO 6, ,0 0,0 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 PM (Partiklar) (g/kwh) PARTIKELREDUKTION, 98 % Sustainable Green Chemistry Solutions 29

30 EU STANDARD FRÅN EURO 1 TILL EURO 6 UTSLÄPPS- VÄRDEN EURO 1 (1992) Den första EU-standarden sätts för begränsning av utsläpp från persontrafik och lätta lastbilar. EURO 2 (1996) Den andra EU-standarden sätts för begränsning av utsläpp från persontrafik och lätta lastbilar och införs Kraven inom Euro 2 skärps 1998 med krav på lägre partikelutsläpp än tidigare. EURO 3 (2001) Den tredje EU-standarden sätts för begränsning av utsläpp från persontrafik och lätta lastbilar. EURO 4 (2006) Den fjärde EU-standarden med ytterligare skärpning av kraven införs EURO 5 (2009) EURO 6 (2014) STEG DATE CO HC HC+ NO X NO X PM G / KM EURO ,74-0,35 0,28 0,005 STEG DATE CO HC HC+ NO X NO X PM G / KM EURO ,74-0,215 0,125 0,005 UTSLÄPPSVÄRDEN I EU-STANDARDERNA EURO 1-6 STEG DATE TEST CYCLE EURO , < 85 kw CO HC NO X PM SMOKE 4,5 1,1 8,0 0, , > 85 kw 4,5 1,1 8,0 0,36 EURO 2 October 1996 ECE R-49 4,0 1,1 7,0 0,25 October ,0 1,1 7,0 0,15 EURO 3 October ,1 0,66 5,0 0,10 0,8 EURO 4 October 2005 ESC & ELR 1,5 0,46 3,5 0,13* 0,02 0,5 EURO 5 October ,5 0,46 2,0 0,02 0,5 EURO 6 1 januari 2014 WHSC 1,5 0,13 0,4 0,01 * for engines of less than 0.75 dm³ swept volume per cylinder and a rated power speed of more than 3,000 per minute. EEV is "Enhanced environmentally friendly vehicle". 30 Sustainable Green Chemistry Solutions

31 Etanolmotorerna har länge legat långt före Eurostandarden i utveckling. Redan 1989 klarade Scanias etanolmotor utsläppskraven för Euro 3, som blev obligatoriska först elva år senare.

32 ETANOL I VÄRLDEN DEN GLOBALA ETANOLPRODUKTIONEN E tanol är i särklass det mest använda alternativet till bensin och diesel. Dock är det bara cirka 2 % av energimängden inom transporter som är förnybara drivmedel. I Sverige ligger vi på cirka 10 %. USA och Brasilien är föregångare och de största, men många andra länder bygger nu upp sin kapacitet och infrastruktur för biodrivmedel. För etanol är låginblandning i bensin det mest vanliga med blandningar från 5 till 25 % som i Brasilien. I många länder har flexifuel bilar för E85 ökat drastiskt under de senaste åren. USA har ca 9 miljoner flexifuelbilar och Brasilien nästan lika många. Etanolfordon för ED95 finns idag över hela världen. Fig. 4. Den globala Etanolproduktionen i världen per region och år. Källa: F.O. Licht. Miljarder gallon Resten av världen Kanada Kina Europa Brasilien USA Sustainable Green Chemistry Solutions

33 ETANOL I VÄRLDEN USA och Brasilien är föregångare och de största, men många andra länder bygger nu upp sin kapacitet och infrastruktur för biodrivmedel. Fig. 5. Etanol, Biodiesel och HVO globala produktionen, Källa: REN21. Miljarder liter Totalt i världen 127,7 miljarder liter Hydrotreated vegetable oil (HVO) Biodiesel Etanol Sustainable Green Chemistry Solutions 33

34 ETANOL I VÄRLDEN ETT REALISTISKT ALTERNATIV TILL OLJA De flesta länder i världen är överens om att vi måste hitta alternativ till fossila drivmedel. Övergången måste ske nu och det globalt största och mest trovärdiga alternativet till bensin och diesel är etanol. Etanolen erbjuder ett realistiskt alternativ till en stor del av den fossila olja och minskar utstäppen av växthusgaser avsevärt. Etanol finns här och nu och produktionen kan hållbart skalas upp eftersom råvarubasen är stor. I över hundra år har etanol använts i motorer och utvecklingen har bara börjat då potentialen är enorm. Vanligaste råvaran för tillverkning av bioetanol idag är sockerrör, vete och majs. Men även träflis, halm och papper är några av råvarorna man kan använda. Bi- och restprodukter från jord- och skogsbruk är de mest aktuella råvarorna för tillverkning av bioetanol, men det går också att använda till exempel energigrödor. De huvudsakliga ämnen som råvarorna består av är cellulosa, hemicellulosa och lignin, tillsammans kallat lignocellulosa. Under stora delar av utvecklingsarbetet har SEKAB arbetat med ved från barrträd. Lignocellulosa från barrväxter är ett av de svåraste materialen att arbeta med. Mer lättarbetade råvaror från jordbruket är till exempel halm och bagasse (sockerrörsrester). Träflis, halm, papper och restprodukter från jord- och skogsbruk kan man tillverka etanol av. 34 Sustainable Green Chemistry Solutions

35 ETANOL I VÄRLDEN ANVÄNDNING AV BIODRIVMEDEL I VÄRLDEN Grödor Socker Fig. 6. Bilden från REN21 visar konsumtionen av biodrivmedel i världen år Grödor Socker Fig. 7. Bilden från REN21 visar konsumtionen av biodrivmedel i världen år Sustainable Green Chemistry Solutions 35

36 BILAGOR Bilaga I: Antändningsbenägenhet och skaderisker Antändningsbenägenhet Öppen situation Antändningsbenägenhet Sluten situation ED95 E85 REN BIOGAS RME BENSIN DIESEL ETANOL Relativ skaderisk vid brand Relativ skaderisk vid brand Släckningsaspekt Relativ skaderisk vid brand Brandens visibilitet Tabell ur Säkerhetsaspekter med E85 som drivmedel Ecotraffic 2006, kompletterad med kända och uppskattade data för ED95, RME och biogas. 1 innebär låg risk och 10 extrem hög risk. 36 Sustainable Green Chemistry Solutions

37 BILAGOR Bilaga II: Sammanställning av kemiska och fysikaliska data MÄTENHET ED95 E85 REN BIOGAS RME BENSIN DIESEL ETANOL Densitet vätska Kg/m Densitet ångtäthet Rel. luft 1, ,6 0, Kokpunkt C 78, , Konduktivitet ps/m som E ca >50 >50 Ångtryck DVPE kpa , Flampunkt C 12 < < -40 (56) 60*** Brännbarhetsområde % i luft 3,3 19 1,4 -< 19 3, ,6-7,5 Brännbarhetsområde sommar* vinter* C +12 till till till till +40 > till till -30 >56 Självantändningstemperatur C Ca Stökiometriskt luftbehov kg/kg 8,5 10 9,0 17,2 13,8 14,6 14,8 Förångningsvärme kj/kg Förbränningsenergi, kwh/lit 5,9 6,3 5,9 13 kwh/kg 9,3 9,1 9,8 LHV Förbränningsenergi, MJ/lit 21,2 22,7 21,2 47,1 MJ/kg 33,3 32,8 35,3 LHV CO 2 -bildning g/mj 70,8 71,6 58,3 107, Flamspridningshastighet m/s , ,02-0,08 Diffusionskoefficient cm2/s 0,137 (ca) 0,110 0,137 0,22 0,05 0,05 Antändningsenergi min** mj 0,24 ca bensin 0,24 0,30 0,20 0,24 Säkerhetsaspekter med E85 som drivmedel Ecotraffic 2006, Kompletterad med kända och uppskattade data för ED95, RME och biogas. 0,20 0,24 Sustainable Green Chemistry Solutions 37

38 KÄLLOR KÄLLOR STOCKHOLM Flottförsök med 32 etanolbussar vid AB Storstockholms lokaltrafik Charlie Rydén Kommunikationsforskningsberedningen, 1995 Vad hände sen? Driftserfarenheter från flottförsök med 32 etanolbussar i Stockholm Charlie Rydén Kommunikationsforskningsberedningen, 1996 Driftsproblem med etanoldrivna bussar Charlie Rydén Kommunikationsforskningsberedningen, 1997 SKARABORG Bioetanolbussar i Skaraborg Rolf Berg Kommunikationsforskningsberedningen, 1997 SVENOL "Svenol" slutrapport: prov med 7 etanoldrivna lastbilar Mats Ekelund Kommunikationsforskningsberedningen, 1997 ÖRNSKÖLDSVIK Etanoldrivna stadsbussar i Örnsköldsvik: projekt Västernorrland: slutrapport för etapp I, II och III Egon Larsson Kommunikationsforskningsberedningen, 1997 ETANOLMOTORUTVECKLING PÅ SCANIA Information TDMEC Göran Carlsson, Scania, 1997 DEN GLOBALA ETANOLPRODUKTIONEN World Fuel Ethanol Analysis and Outlook Dr. Christoph Berg, F.O. Licht REN21 Renewables Global Status report 2015 FÖRKORTNINGAR SSEU E95 ECOTRAFFIC CLEAN TRUCK EHN TEGDN TMETN PEG ICI STU AVOCET BERAID SL SBK DS 11-MOTOR DS 14-MOTOR KFB HC Stiftelsen Svensk Etanolutveckling, numera BAFF, BioAlcohol Fuel Foundation Etamax och ED95 samma produkt, ett dieselersättningsbränsle Arbetar med teknik-, ekonomi och lagstiftningsfrågor inom områdena drivmedel, fordon och emissioner se Etylhexylnitrat = tändförbättrare TriEtylenGlykolDiNitrat = tändförbättrare Trimetyloletan trinitrate = tändförbättrare Polyetylenglykol = tändförbättrare Imperial Chemical Industries = producent av tändförbättrare Styrelsen för Teknisk Utveckling, nuvarande Energimyndigheten Nitrerad tändförbättrare tillverkad av ICI Tändförbättrare producerad av Berol Kemi, nuvarande Akzo Nobel, baserad på PEG Storstockholms Lokaltrafik Scania Bussar Katrineholm 6-cylindrig dieselmotor V8 Kommunikationsforskningsberedningen, avvecklades i början av 2000-talet Kolväten 38 Sustainable Green Chemistry Solutions