Av: Emil Bjäreborn och Björn Nyberg Marknaden för gasfordon
Innehåll Abstrakt... 3 Vad är gas?... 4 Varför använda gas?... 4 Utseendet på naturfordonens utveckling i olika länder.... 5 Frankrike... 5 Italien... 5 New Zeeland... 6 USA... 6 Argentina... 6 Thailand... 6 Ryssland (Sovjetunionen)... 6 Dagsläget... 6 Vad händer härnäst?... 9 Oljepris... 9 Finanskris... 9 Standardisering... 9 Lite framtid... 11 Diskussion... 11 Referenser... 12
Abstrakt Naturgas har funnits lika länge som olja i världen, de två energibärarna förekommer även ofta på samma ställe. Oljan har dock haft övertaget som fossil energi, mycket på grund av dess lätta transportkriterium. På senare år har dock ögon återigen öppnats för gasen, när gemene man nu förstår att vi påverkar vår värld på negativa vis så kan gasen få ny chans. I den här lilla reflektionen så tittar vi på gas som drivmedel för fordon, hur var, när och varför.
Vad är gas? [9] En gas är ett tillstånd ett ämne kan befinna sig i och klassas som fluid. Oftast så sker omvandling från vätska till gas eller vice versa, omvandling från solid till gas kan även ske. Det finns två sätt att förvara gasen till naturgasdrivna fordon på, som komprimerad eller som flytande naturgas. Flytande naturgas (LNG) används oftast för stora fordon som bussar och arbetsfordon medan komprimerad naturgas CNG oftast används för personbilar. Fordon med LNG är inte så vanligt men har börjat öka i antal på senare tid. CNG är förkortning för Compressed Natural Gas, vilket helt enkelt är fossil gas utvunnen ur håligheter i jordskorpan vilken sedan komprimerats till 1 % av sin ursprungliga volym. En liter CNG motsvarar i energi ¼ liter diesel. LNG står för Liquified Natural Gas och har samma egenskap som CNG med skillnaden att den har komprimerats så mycket att den kondenserats till en vätska. Biogas är gas som inte är fossil utan producerad från material som befinner sig i det naturliga kortsiktiga kretsloppet. Biogas kan likt naturgas förvaras som trycksatt gas eller trycksatt vätska och benämns då CBG respektive LBG. Både naturgas och biogas består till störst del av metan (CH4). Varför använda gas? [10] Så varför används det gas i dagsläget? Ur miljösynpunkt så kan man motivera gasanvändandet. Biogas är såklart bäst då det inte tillför något nettoutsläppt av CO2, men däremot krävs det en relativt stor energiinsats för att utvinna biogasen. Naturgas å andra sidan bidrar med CO2 utsläpp i atmosfären, men naturgasen finns redan som lagrad energikälla i marken vilket gör den mycket mer effektiv att använda. Just naturgas som sådan har visats vara bättre att använda än olja ur CO2-synpunkt, förklaringen torde vara att i gas binder kolatomen fyra väten medan i kolvätekedjorna hos olja så binder kolatomen bara lite mer än två. Rent säkerhetsmässigt i fordon så anses gasen säkrare än de flytande alternativen, naturgas är lättare än luft så det bildas inte pölar av bränslet vid läckage, och gasen brinner bara i mellan 5 till 15 % blandning med luft. Fordon som idag går på gas använder samma koncept som traditionella fordon med en förbränningsmotor, skillnaden ligger enbart i bränslet. Vid konvertering från en bensinbil till en CNG-bil krävs dock vissa förändringar på bränslesystemet, då gasen är trycksatt krävs det bränsletankar som är dimensionerade för högre tryck, även ventilerna som styr insprutningen måste dimensioneras upp samt ledningarna som transporterar bränslet måste ha högre hållfasthet. Där infrastrukturen för gas ej ännu är utbredd, Sverige t ex., används ofta såkallade bi-fuelbilar
eller flexifuelbilar som kan använda både den traditionella bensinen och gas. Dessa är oftast optimerade efter bensinen som driftsmedel, och man har då inte tagit tillvara på alla fördelar med naturgas som bränsle.[3] Varför skulle man då välja naturgas som alternativt bränsle? Här är några fördelar med naturgasen:[2] Mindre partikel- och NOXemissioner. Lägre bränslekostnader. Kan göras från en förnybarkälla (biogas). Det krävs väldigt lite bearbetning och förfining av bränslet. Säkrare än många flytande bränslen. Kan tankas hemma eller på jobbet, byggnaden kanske värms med naturgas och då är naturgasen tillgänglig för fordonsgrift också. Minskat buller med 50 %. Reducerat motorslitage. Man bör också ha i åtanke när det gäller ovanstående att det inte alltid är så enkelt att införa naturgas då det krävs en utbredd infrastruktur och stora investeringar för att uppnå detta. Lägre pris är ju relativt till priset på råoljan och råoljan har på sistone varit dyr men vad händer nu när den har gått ner och olja kanske blir billigare igen? Det krävs att politikerna hjälper naturgasen med t.ex. skattesubventioner för att det långsiktigt ska vara lönsamt med naturgasdrift. Effekten som man får ut ur gasmotorn kommer variera lite beroende på om man använder bensin eller naturgas, ibland får man mer effekt med naturgas och ibland mindre. Om man kör på naturgas kan man ha en högre kompression i motorn och på så sätt öka verkningsgraden. Variationen kommer dock vara så liten att de flesta inte kommer märka någon skillnad.[3] Utseendet på naturfordonens utveckling i olika länder. Frankrike Frankrike hade ett framgångsrikt program för naturgasdrivna fordon på 1930 talet men det stannade av och dog nästan helt ut på 1960 talet när oljepriset sjönk, vilket medförde att det inte längre var lönsamt med naturgas som bränsle. Det var inte förrän mitten på 1990 som satsningen på naturgasfordonen återupplivades.[5] Italien Italien började utveckla sin naturgasfordonsindustri 1930 och är fortfarande igång med en framgångsrik utveckling.[5]
New Zeeland Utvecklingen i New Zeeland växte kraftigt under åtta år fram till 1987 då 11 % av New Zeelands personbilar hade konverterats till naturgasdrift. Sen skedde en attitydförändring i regeringen samtidigt som bensin- och dieselpriset gick ner vilket ledde till att antalet naturgasbilar och dess tankstationer halverades.[5] USA På grund av lagstiftning för emissions- och stimulansåtgärder från regeringen lyckades USA under några år växa starkt och snabbt. Det återstår att se vad som händer med USA:s naturgasfordonsutveckling när dessa bidrag upphör.[5] Argentina Argentina hade under en 10 års period runt 1990-talet en kraftigare och snabbare utveckling än alla andra länder när det gäller konvertering av personbilar och taxibilar till naturgas. Man lyckades genom att ha en mycket fördelaktig prisskillnad mellan naturgas och bensin.[5] Thailand Thailand ökade sin naturgasfordonspark från ca 11000 stycken 2006 till 33000 stycken år 2007 alltså en ökning med 300 %. Man började satsa på naturgasen som drivmedel redan 1984 för att man ville minska emissionerna i Bangkokområdet. Man började då med framförallt tunga fordon som bussar och 1987 kom man även igång med personbilar. Sen 2002 har regeringen varit för alternativa bränslen som gasol, biodiesel och naturgas. Thailand ökar sitt oljeberoende och det är transportsektorn som är den stora konsumenten. Transportsektorn står för hela 67 % av oljekonsumtionen. I Thailand finns det egen tillgång på naturgas och man producerade 2005 motsvarande ca 515 tusen fat per dag av petroleumolja. Vilket gjorde att naturgasen blev ett självklart alternativ till bensin och diesel när råoljepriset gick upp.[6] Ryssland (Sovjetunionen) Ryssland eller dåvarande Sovjetunionen förstod på 1930 talet samtidigt som Italien att den komprimerade naturgasen var miljövänligare än oljan och hade ekonomiska fördelar. Sovjet hade sin första CNG-tankstation klar 1939. Projektet med naturgas dog ut under andra världskriget och kom inte igång igen förrän runt 1980.[7] Dagsläget Det finns idag cirka 8 miljoner naturgasfordon av typen CNG (Compressed Natural gas) i världen. År 2000 fanns det bara cirka 1,7 miljoner CNG fordon. Den stora ökningen på ca 31 % per år beror framförallt på ökad medvetenhet om oljeberoende och dess negativa miljöpåverkan. Olika ekonomiska faktorer som högre bensin- och dieselpris och skattepålägg för
emissioner gör att det är billigare med naturgasdrivna bilar än bensin- och dieseldrivna i många länder. De länder som har flest naturgasdrivna fordon är Argentina, Pakistan och Brasilien. I Europa, som kommer på fjärde plats, är Italien störst inom gasfordon. USA som har 10 gånger så många bilister som de ledande länderna kommer först på en tionde plats. Indien har världens största naturgasdrivna transportfordonsflotta av typen CNG i huvudstaden New Delhi, tätt följt av Pakistan där Toyota och Suzuki satsar på att ta fram flera CNG-fordon.[1] Figur 1 Länder med flest CNG drivna fordon. Det som bromsar världsmarknaden för naturgasdrivna fordon är att det än så länge inte finns så många olika bilmodeller från olika biltillverkare som går på naturgas. Det finns i viss mån färdiga konverteringskitt men de är fortfarande dyra. Det finns idag cirka 800 miljoner fordon i världen och naturgasdrivna fordon står för 1 % detta är en anledning till varför det inte finns flera modeller tillgängliga vid nybilsköp.[4] Naturgas som bränsle i fordon har funnit sedan 1920 talet. Det två stora oljechockerna 1974 och 1979 tillsammans med den eventuella möjligheten att lagra förnybart bränsle ledde till att naturgasen fick mycket uppmärksamhet som ett alternativet bränsle. Det ledde också till att det fick ekonomiska fördelar genom bidragsprogram när de strategiska fördelarna inte var lika påtagliga. När vi började oroa oss för miljöförstörning i tätorter och globalt visade det sig tydligt att en övergång till naturgasen minskar emissionerna, mer än vad man med enkel teknik kunde minska emissionerna för flytande bränslen. Vidare framsteg för naturgasdriften har inte varit enkel och varierat mycket mellan olika länder.[5]
Med ökat antal naturgasdrivna fordon har det kommit fler styrsystem till motorer och konverteringssatser till olika bilar. Antalet tillverkningsföretag som gör naturgasfordon har också ökat. Utvecklingen av naturgasfordonsindustrin har varierat mycket i världen. Några förklaringar till detta kan vara tillgängligheten på energiresurser, regeringars inställning, bränsleskatter och olika grader av miljömedvetenhet. Det finns ca 28 CNG-fordonsmodeller globalt från bland annat Audi, Fiat, Ford, Honda, Hyundai, Lincoln, Mercedes-Benz, Opel, Peugeot, Renault, Toyota and Volkswagen.[1] Som nämnt ovan har den genomsnittliga tillväxten varit ca 31 % för hela världen. Sen år 2000 har Asien varit den region som växt starkast med hela 50 % fram till 2007 vilket är i en klass för sig. Det har även gott bra för Sydamerika och Afrika som har en medeltillväxt på 28 och 21 % respektive. Medan det inte gått så bra för Nordamerika som till viss del kan förklaras med att Nordamerika alltid haft ett lågt oljepris. I figuren nedan kan man se hur medeltillväxtfördelningen har varit för naturgasdrivna fordon mellan olika världsdelar, värdena är mellan 2000 till 2007.[8] Figur 2 Medel tillväxtfördelningen i olika världsdelar[8]. Om vi fortsätter se på de olika världsdelarna finner vi att Sydamerika hade flest antal fordon i juni 2007 cirka 3,4 miljoner tack vare Argentina och Brasilien. Asien kommer på en säker andra plats med cirka 2,5 miljoner naturgasdrivna fordon. Landet med störst andel naturgasfordon i förhållande till totalt antalet fordon är Bangladesh med 27 %, på delad andraplats med 25 % kommer Armenien och Pakistan. De stora naturgasfordonsländerna Argentina och Brasilien kommer först på femte respektive åttonde plats. Europa kommer först på en tjugonde plats med hjälp av Italien som har 1,1 % naturgasfordon vilket är väldigt lite jämfört med Bangladesh och Pakistan. Kina som är ett av de länder som utvecklas snabbast i världen på grund av ökad levnadsstandard och bygger massvis för att t.ex. klara efterfrågan på elektricitet hade bara 0,4 % naturgasfordon 2007. Sverige kommer på en 25 plats med 0,3 % och ca 13500 naturgasfordon.[8]
Vad händer härnäst? Oljepris Tillväxten för gasdrivna fordon har sedan år 2006 har legat på 26 %, den planeras fortsätta med en årlig tillväxt på 18 %, detta skulle generera en gasfordonspark på 65 miljoner fordon år 2020. 65 miljoner kan låta mycket men det motsvarar enbart 9 % av den totala fordonsparken, men en skillnad är en skillnad och denna ökning av gasfordon skulle i sin tur minska oljeanvändandet med 7 miljoner fat per dag. Detta sades av presidenten för IANGV (International Association for Natural Gas Vehicles) i juni i år. Vid tiden för uttalandet kostade ett fat olja 130 $. Tyvärr, om man nu får uttrycka sig så, så har priset på oljan sjunkit drastiskt och ligger i dags läge (19 november 2008) på 54 $, därav har ett av kärnargumenten för gasfordons tillväxt ruckats. Spekulationer angående oljeprisets nergång bör beaktas då det kanske är OPEC-ländernas taktiska drag att få igång tillväxten hos deras kassako västvärlden, och när vi (västvärlden) har tagit oss ur denna svacka så börjar priset höjas igen vilket i sin tur skulle återställa intresset för lite dyrare men miljövänligare alternativ till oljebaserade drivmedel.[11] Finanskris Påverkan från finanskrisen, som världen befinner sig i, på gasfordon kan än så länge inte riktigt ses i informationsflödet på internet. De röster som gör sig hörda via internet angående gasfordon är entusiaster eller företag som anammar gas som drivmedel, detta ger en ensidig åsikt i gasfordons framtåg på fordonsmarknaden, kanske kan anas en liten paus i glada rapporter på www.ngvglobal.com. Standardisering [12] Den nu växande gasfordonsindustrin upplever samma sak som alla nya globala innovationer gör; standardisering. Den standard som idag oftast gäller för tekniska områden är ISO-standarden (International Organization for Standardizartion). För att lösa denna uppgift har IANGV åtagit sig uppdraget att se över detta spörsmål och identifiera specifika problem:
Liquid Natural Gas standard. En standard för tank och påfyllningsanordning samt en periodiserad inspektion av fordon utrustade med LNG-möjlighet. Dubbelbränslestandard. Industrierna har redan i samspråk med varandra tagit fram en standard för bilar med dubbla bränslen, denna standard anses räcka för tillfället. Gasmix mellan naturgas och väte. Diskussion hålls mellan de tekniskt kompetenta inom området och gäller kvalitén på mixen samt komponenterna i bilarna. Enheter. Enheter för tryck och temperatur måste harmoniseras. Bränslekvalité och säkerhetsstandard. Det finns redan ISO-standard för naturgas och LNG, även för vätgasbilar med bränsleceller finns standard, men för mix av de båda finns ännu ingen. Materialkompabilitet vid användning av vätgas. Det finns redan en standard men den granskas. Standard på tankställen. Det finns nu en plan för en standard inom Europa (CEN) som går parallellt med en ISO-standard där kommunikation sker för att inte dubbelt arbete händer. IANGV skriver i artikeln angående detta att de hoppas denna standard kommer gälla för hela världen. Cylinderstandard Den befintliga standarden för cylindrar genomgår granskning. Säkerhet för kvalité på biogas Undersöks. Standardisering av UNECE:s regler och ISO-standarder. Detta är en av de viktigaste punkterna att styra upp, då många länder redan använder sig av UNECE:s (United Nations Economic Commission for Europe) reglemente, tyvärr finns det skiljaktigheter mot gällande ISO-standarder. Tanken är att UNECE i sitt reglemente ska hänvisa
till gällande ISO-standard istället för att byta ut sina regler, och på så sätt knyta ihop dessa två. IANGV inser att arbetet med att genomföra detta är stort och kommer ta många år, men dem är övertygade om att detta kommer gynna marknaden för gasfordon i världen. En intressant aspekt på det här är att de länder som ligger längst fram i användandet av gasfordon idag ligger utanför EU, och både UNECE och ISO är placerade i EU. Kommer IANGV ta hänsyn till de redan utvecklade systemen som används eller kommer de på klassiskt kolonisationsmanér att köra över dessa och implementera sin egen åsikt? Lite framtid Ett samarbete mellan Perthföretaget Advanced Engine Components Limited (AEC) och en av Indiens största biltillverkare Tata Motors Limited (TML) har initierats. AEC har fått i uppgift att utveckla gasdrift till Tata:s fyr- och sexcylindriga motoralternativ, alternativen skall även kunna möta avgaskraven för 2009. AEC har redan utvecklat alternativ för konvertering av originalmotorer till företagen Escort Motors och Force Motors. Att ett land som Indien tar gasfordon på allvar kan ses som positivt, då gas har visats ge lägre CO2-emissioner, om levnadsstandarden ökar i Indien så pass att gemene man har råd med ett fordon är gasdrift en lättnad för (väst)världen.[13] Teknikframsteg som inte bara gynnar konsumenter görs även på gasfordonsmarknaden, det världskända trimningsföretaget TÜV Saarland presenterade nyligen en fyrsitsig Audi A4 med gasdrift som utvecklar 427 kw. Med denna bil är tanken att de ska bräcka hastighetsrekordet för passagerarbilar, än så länge har de nått en hastighet på 327 km/h, 17 km/h från det befintliga rekordet på 344 km/h satt av en CNG-Bugatti 1994. Fler resultat ges angående CNG-rallybilar som placerar sig bra, detta gör att folk höjer ögonbrynen för gas och blir intresserade av gasfordon.[14] Diskussion Framtiden för gasfordon tror vi är positiv, naturgas likt olja kommer en dag att ta slut men än så länge så kan vi bara spekulera i när detta kommer att ske. Men att just gas som energibärare, blir mer accepterad, kommer gynna framtida transportsektorer. Ur global CO2-synpukt så är ju förbränning av metan att föredra framför de idag använda flytande kolväten, samhället skulle även själva kunna, i större grad, producera metan från sopor och massa som blivit över vid förbrukningsprocesser och på så sätt ackumulera energi i gasform. Visionen vätgas har också funnits nu en längre tid och ska den, en vacker dag, realiseras så är ett samhälle som accepterar gas mer förberett för vätgasen.
Referenser [1] www.cngnow.com verkar som en pålitlig källa då de tagit information från iangv. www.iangv.org International Association for Natural Gas Vehicles, som fått sin information från länder runt om i världen. [2] http://www.iangv.org/natural-gas-vehicles.html [3] http://www.iangv.org/tools-resources/faqs/16/31-is-a-natural-gas-vehicle-aspowerful-as-a-normal-vehicle.html [5] http://www.iangv.org/tools-resources/reports.html?func=startdown&id=2 [6] http://www.iangv.org/tools-resources/ngvs-by-country/thailand/84-thailand-countryreport-september-2005.html [7] http://www.iangv.org/tools-resources/ngvs-by-country/cis-(former-soviet-union)/75- commonwealth-of-ind-states-former-soviet-union-country-report-september-05.html [8] http://www.iangv.org/tools-resources/statistics.html[9] www.wikipedia.comden information som tagits härifrån anser vi trovärdig, för djupare undersökning så kan fortsatta länkar på Wikipedia synas. [4] http://www.plunkettresearch.com/industries/automobilestrucks/automobiletrends/ tabid/89/default.aspx [10] www.ngvglobal.com Syskonorganisation till iangv, man bör ha i åtanke att det är västländer som publicerar på denna sida. [11] http://www.ngvglobal.com/en/association-news/65-million-ngvs-by-2020-iangvprojection-01923.html [12] http://www.ngvglobal.com/en/editorial-comment/harmonization-of-internationalngv-standards-02190.html [13] http://www.ngvglobal.com/en/market-developments/turbo-charged-ngv-engineproduction-for-tata-02183.html [14] http://www.ngvglobal.com/en/market-developments/mighty-methane-powered-audihits-327-km-h-02177.html