MARKNADSUNDERSÖKNING av FORDON DRIVNA MED BIOGAS/NATURGAS

MARKNADSUNDERSÖKNING av FORDON DRIVNA MED BIOGAS/NATURGAS Steg 1a av Karl-Erik Egebäck Autoemission K-E E Consultant Charlie Rydén Stockholm MFO AB 1

Slutsatser och rekommendationer Sammanställningen av marknadsundersökningen visar att det finns ett stort utbud av olika typer av bio/metangasfordon. Från mindre bilar till bussar och lastbilar. Tekniken har väsentligen förbättrats. Där kan man förvänta sig prestanda som är likvärdiga med modeller som drivs med konventionella drivmedel såsom bensin och diesel. Driftsäkerheten har också förbättrats likaså service underhåll. Från olika intressenter ( kommuner och privata företag) har det framkommit ett stort intresse av att köpa biogasfordon. Rekommendationen är att övergår vi till etapp 1b. Marknaden för intresserade biogas (metan) fordonskunder undersöks och resultatet sammanställs enligt följande; En inbjudan skickas ut till presumtiva intressenter till projektet (ca 10 000 företag och kommuner). Denna inkluderar en enkätundersökning baserad på de möjliga alternativ som framkommit i marknadsundersökningen. Detta för att kunna klarlägga vilket eller vilka alternativ som vi går vidare med. SAMMANFATTNING Genom Stockholm MFO AB ett företag, som är ansvarig för inköp och underhåll av fordonsflottan för Stockholm Stad har en marknadsundersökning utförts. Syftet med det projekt, som presenteras i denna rapport, var att försöka få svar på frågor ställda till bilfabrikanter om deras eventuella utveckling av gasdrivna bilar/fordon. Syftet har också varit att undersöka bilfabrikanternas planer om försäljning av sina gasdrivna bilar på den svenska marknaden. Förfrågningarna skickades per brev till både de svenska biltillverkarna/leverantörerna och till bil-/fordonstillverkare i Frankrike, Italien, Holland och Tyskland. Sammanlagt skickades brev ut till ett 40-tal mottagare. Introduktion av fordon för användning av metanrikt bränsle i något större skala är av jämförelsevis ungt datum i vårt land. En något bredare introduktion av gasdrift skedde i och med att en produktion av biogas startades. Gasdrift förekom visserligen under en period under 1960-70 talen men då med motorgas (LPG) som bränsle. Nu gällde det emellertid att följa upp 1990-talets satsningar på ett metanrikt bränsle som biogas. Anpassningen till gasdrift har tidigare mera fokuserats på anpassning av bränsletankar och bränslesystem och mindre på optimering av motor inklusive förbränningen av bränsleluftblandningen i motorn. Detta har givetvis inte varit helt till fördel för det alternativa bränslet med avseende på bränsleekonomi, driftssäkerhet och emissioner. Ett problem har varit att potentialen hos bränslet har inte utnyttjats till fullo. Å andra sidan har det i många fall inte funnits tillräcklig bärkraft hos alternativen för en större satsning av motorutveckling hos motor- eller bilfabrikanten. Man kan också se något positivt i att utvecklingen fått ske genom en typ av trial and error, eftersom detta trots problemen lett utvecklingen framåt. Då det gäller gasdrivna fordon har situationen väsentligen förbättrats i det att en mer allomfattande anpassning av motorerna till det gasformiga bränslet skett. Tyvärr finns det fortfarande infrastrukturella hinder som i viss mån hämmar en fullständigare anpassning av motorn till gasbränslet. Eftersom det saknas en infrastruktur för distribution av naturgas/biogas över hela 2

landet är motorerna till personbilar vanligen utvecklade så att de kan använda antingen de aktuella gaserna eller bensin. Med dagens utvecklade elektronik kan anpassningen till två-bränsledrift i viss mån kompenseras genom styrning av vissa motorparametrar, men skillnaden mellan bensin och gas är för stor för att resultatet skall bli den bästa motortekniska lösningen. Bränslen, som huvudsakligen består av metan, tål en högre kompression än bensin, vilket är bränsleekonomiskt fördelaktigt. Att ta tillvara denna goda egenskap hos de gasformiga bränslena kräver emellertid andra och förmodligen dyrare motortekniska lösningar för två-bränslebilarna än de, som kan motiveras idag. Bland annat därför bör två-bränslemotorn under relativt lång tid framåt ses som det bästa alternativet för vårt land. En utveckling av gasdrivna fordon har skett både internationellt och nationellt trots bristen på en bredare infrastruktur för distribution av gas. Detta har också visat att det finns goda möjligheter att både emissions- och energimässigt påtagligt förbättra prestanda hos gasdrivna fordon. Med de framtida skärpta emissionskraven för både lättare och tyngre fordon kan gasdriften bli ett alternativ för att inom en kortare eller längre period uppfylla kommande emissionskrav och detta framförallt för tyngre fordon. Kostnadsutvecklingen för de kommersiella bränslena antas kunna påverka det framtida valet av drivmedel (flytande, gasformiga och elkraft) och detta kan då komma att utgöra en bonus för de alternativa drivmedlen. Idag betraktas de alternativa drivmedlen antingen ha för höga kostnader i förhållande till de kommersiella motorbränslena eller inte finnas tillgängliga för bilisten i gemen annat än i begränsad omfattning. Det, som krävs av samhället i gemen, är att visa en uthållighet i utveckling och introduktion av alternativa drivmedel samtidigt som detta kräver en väl utarbetad strategi. 3

INNEHÅLLSFÖRTECKNING TABELLER...5 FIGURER...5 NOMENKLATUR (BETECKNINGAR) FÖRKLARINGAR...7 1 BAKGRUND...9 2 METOD...12 3 LÄTTARE BILAR...14 3.1 Situation idag...14 3.1.1 DaimlerChrysler...14 3.1.2 Ford...16 3.1.3 IVECO...17 3.1.4 Nissan...17 3.1.5 Opel...18 3.1.6 Volvo Car...18 3.1.7 Volkswagen...20 3.2 Vissa återförsäljares framtidsplaner...21 4 TYNGRE BILAR...22 4.1 Situationen idag...22 4.1.1 Ford...22 4.1.2 IVECO...22 4.1.4 MAN...23 4.1.5 SCANIA...24 4.1.6 VOLVO BUSS...24 4.1.6 Volkswagen...25 4.2 Finns det planer för framtiden?...26 4.3 Hur är situationen för övriga tillfrågade?...26 5 INTERNATIONELL UTBLICK...28 6 SITUATIONEN I SVERIGE...45 6.1 Volvo personbilar...49 6.2 Scania...50 6.3 Volvo Buss...50 LITTERATURREFERENSER...51 7 BILAGOR...53 Bilaga I: Brev till fabrikanter och återförsäljare...53 Bilaga 2: Emissionskrav för lättare fordon enligt EU direktiv 70/220/EEC (13 oktober 1998)...54 4

Bilaga 3: Emissionskrav för gasdrivna tyngre fordon enligt EU direktiv 1999/96/EG (13 december 1999)...55 LÄTTARE FORDON...55 Bilaga 4: Svar från DaimlerChrysler...55 Bilaga 5: Svar från Ford...66 Bilaga 6: Svar från IVECO...67 Bilaga 7: Svar från Mitsubishi Motors Sverige...68 Bilaga 8: Svar från Nissan Sverige...68 Bilaga 9: Svar från Opel Sverige...69 Bilaga 10: Svar från Volvo Car...70 Bilaga 11: Svar från Volkswagen...72 TYNGRE FORDON...73 Bilaga 12: Svar från MAN...73 Bilaga 13: Svar från Scania...77 Bilaga 14: Svar från Volvo Buss AB...95 TILLVERKARE OCH KONTAKTPERSONER...96 Bilaga 15: Sammanfattning av svaren från tillskrivna...96 B 15.1 Personbilar och lätta lastbilar...96 B 15.2 Lastbilar och bussar...97 TABELLER Tabell 1. Gränsvärden för EEV fordon vid ESC (transient testcykel) och ETC (konstantbelastnings cykel). Källa. van der Steen et al., 2000...35 Tabell 2. Ökade kostnader för utrustning till olika motorsystem....37 Tabell 3. Gränsvärden enligt EU Direktiv 70/220EEC oktober 1998. Källa EU, 1998....45 Tabell 4. Gränsvärden för CO och HC vid test vid temperaturen 7 C. Källa: EU, 1998....45 Tabell 5. Försämringsfaktorer att användas istället för Typ V test (hållbarhetstest)....46 Tabell 6. Gränsvärden för motorer till tunga fordon vid ETC test b (transient testcykel)...46 FIGURER Figur 1. Volvo V70 utrustad för drift med natur-/biogas. Källa: Volvo Car 2000...19 Figur 2. Bild av gasdrivna bussar från MAN. Källa: MAN, 2001...23 Figur 3. Schematic of Honda Civic GX. Källa: Suga et al., 2000...27 Figur 4. Konstruktionskrav för kommande fordon. Källa: Bartunek och Hilger, 2000....32 Figur 5. DING förbränningskoncept. Källa: Bartunek och Hilger, 2000...32 Figur 6. Samband mellan partikel- och NO x -emissionerna för tunga gas- och dieselmotorer utrustade med lågemissions-teknologi. Källa: van der Steen et al., 2000....36 Figur 7. System för sekventiell insprutning av naturgas separat till varje cylinder. Källa: IVA Berlin 2001....39 5

Figur 8. Schema för drivning av bilen utan mekanisk koppling mellan gaspedal och gasspjäll. Källa: IVA Berlin 2001....39 Figur 9. System för drivning av bilen utan mekanisk koppling mellan gaspedal och gasspjäll. Källa: IVA Berlin 2001....40 Figur 10. Säkerhetskomponenter hos ett system för naturgasdrift...40 Figur 11. Värderingsmatris för system för insprutning av gas. Källa: IVA Berlin 2001...41 Figur 12. Reduktion av reglerade emissioner vid drift med naturgasdrivna bilar jämfört med bensindrivna bilar. Källa: IVA Berlin 2001....41 Figur 13. Reduktion av icke reglerade emissioner vid drift med naturgasdrivna bilar jämfört med bensindrivna bilar. Källa: IVA Berlin 2001....42 Figur 14. Reglerade emissioner för en 2,0 l Golf två-bränslebil vid naturgasdrift före och efter anpassning till de specifikt tyska avgaskraven D4 (EU III före anpassning Dec. 2000 och D4/EODB efter anpassning Jan. 2001, se Figur 1 och Tabell 2). Källa: IVA Berlin 2001...42 Figur 15. Reglerade emissioner för en utvecklad 2,0 l Golf två-bränslebil vid naturgasdrift jämfört mednuvarande gränsvärden EU III och kommande gränsvärden EU IV, se Figur 16 och Tabell 2). Källa: IVA Berlin 2001...43 Figur 16. Tidigare, nuvarande och kommande gränsvärden i Europa (inkl. Sverige). Källa: IVA Berlin 2001....43 Figur 17. Antal naturgasdrivna fordon i världen. Källa: IVA Berlin 2001....44 Figur 18. Gasbehållare 3x 60 l över bakre axeln i en VW T4 med lång hjulbas och taxi utrustning. Källa: IVA Berlin...44 Figur 19. Dagens system för gasdrivna Volvo-bilar. Källa: Volvo Car 2001...49 Figur 20. Kommande system för gasdrivna Volvo-bilar. Källa: Volvo Car 2001....49 Figur 21. Specifikation för Scania s gasmotorer. Källa: Scania 2001....50 6

NOMENKLATUR (BETECKNINGAR) FÖRKLARINGAR I internationell teknisk litteratur förekommer en nomenklatur, som vid översättning kan vålla vissa bekymmer bland annat på grund av officiell svensk beteckning saknas. Vi har i den här rapporten valt att använda följande svenska beteckningar för den nomenklatur som vanligen används i den engelskspråkiga litteraturen. Engelsk beteckning Bi-fuel vehicle Dual fuel vehicle Pilot injection Dedicated vehicle Stökiometrisk förbränning Lufttalet? Beteckning i rapporten - förklaring Två-bränslebil: Bilen kan i samma motor antingen drivas med till exempel ett gasformigt bränsle som biogas/naturgas eller bensin. I Tyskland används beteckningen Bivalent för en sådan bil. Dubbel-bränslebil: Dubbel-bränsletekniken är främst aktuell för tunga dieselfordon, som konverterats till användning av ett bränsle med lågt cetantal (dvs ett bränsle med egenskaper, som inte passar för dieselmotor - motor med kompressionständning). Biogas/naturgas hör till dessa bränslen. I de fall man vill behålla dieselmotorns egenskaper med kompressionständning sprutas en mindre mängd dieselolja in omedelbart före insprutningen av gas för att tjäna som tändbränsle. Vissa använder beteckningen Pilot injection för detta. Beteckningen används framförallt inom dieselmotortekniken och då för att beskriva en förinsprutning där en liten mängd dieselolja sprutas in omedelbart före insprutningen av huvudmängden dieselolja i syfte att starta förbränningsförloppet i motorns förbränningsrum. För gasdrivna fordon är gränsen mellan användningen av beteckningen pilot injection och dual fuel inte helt klar. En-bränslebil, som helt anpassats till det enda bränsle, som skall användas för bilens drift. Generellt sett anses biogas och naturgas ha nära gemensamma egenskaper att de kan utan påverkan på motorn används växelvis. I en två-bränslebil för bensin eller gas måste vid utvecklingen eller anpassningen av motorn hänsyn tas till båda bränslenas egenskaper. Sådana hänsyn behöver inte tas vid utvecklingen av en en-bränslebil. I Tyskland används beteckningen "Monovalent för en en-bränslebil. Förbränning av en blandning mellan luft och bränsle, som teoretiskt ger fullständig förbränning, dvs då förbränningsproduk terna är enbart koldioxid (CO 2 ) och vatten. Denna blandning mellan luft och bränsle betecknas reaktionsekvivalent luftbränsleblandning. Benämningarna fet och mager blandning hänför sig till förhållandet mellan mängden luft och mängden bränsle (kg luft/kg bränsle) betecknat som A/F ( Air/Fuel ratio ). Ju större detta förhållande är, A/F>1, desto magrare sägs blandningen vara och tvärtom om blandningen har underskott på luft sägs den vara fet, A/F<1. Massa (kg) tillförd luftmämgd Beteckningen? = (lufttalet) 7

Magerförbränning Motor med TWC-system Magermotor Kompressionständning Tändstiftständning Glödstiftständning Tändning med pilotbränsle Massa (kg) teoretisk luftmängd används ofta istället för beteckningen A/F. Magra bränsleluftblandningar?>1 och feta bränsle-luftblandningar?<1. Ofta används därför beteckningen luftöverslott (?>1) och luftunderskott (?<1 ). Betecknar förbränning av en luft-bräsleblandning med luftöverskott?>1. Motor med stökiometrisk förbränning försedd med s k trevägskatalysator - en katalysator som i samma katalysatorenhet (kemiskt) reducerar kväveoxider (NO x ) och oxiderar brännbara gaser som kolväten (HC) och kolmonoxid (CO). Totala verkningsgraden hos katalysatorn, dvs då reduktion+oxidation ger bästa resultatet, är högst vid stökiometrisk förbränning - även betecknad förbränning vid lufttalet? = 1. Motor som är utvecklad för att drivas med mager bränsleluftblandning och som är en vanlig typ av gasdriven motor till tunga fordon som bussar och lastbilar. Hos en ottomotor, som drivs med bensin, uppnås vanligen högsta momentet hos motorn vid ett litet luftöverskott. Detta är emellertid inte fallet med en gasdriven motor. För en gasdriven motor nås högsta momentet vid stökiometrisk bränsle-luftblandning. Hos båda motortyperna finns risk för misständningar och stora utsläpp av kolväten (HC) vid större luftöverskott än det som motorn utvecklats för. Den främsta fördelen med en väl utvecklad magermotor är bränsleekonomin. Bränsleförbrukningen hos exempelvis en gasmotor till ett tungt fordon kan vara 15 20 % lägre vid magerförbränning jämfört med en motor med stökiometrisk förbränning. Detta förhållande är ett starkt skäl till att många fabrikanter av motorer till tunga gasdrivna fordon använder magermotorer. Antändningen av bränsle- luftblandningen i motorns förbränningsrum sker genom kompression. Bränsle-luftblandningen i motorns förbränningsrum antänds med en gnista från ett tändstift Bränsle-luftblandningen i motorns förbränningsrum antänds med hjälp av en uppvärmd kropp exempelvis glödstift eller varm yta i förbränningsrummet. Antändningen hos en motor med kompressionständning sker genom att en liten mängd av ett bränsle med högt cetantal (lättantändbart bränsle) sprutas in omedelbart före insprutningen av huvudbränslet. Teknologin med insprutning av pilotbränsle har använts vid försök med högkomprimerad gasmotor och kan om man lyckas bemästra svårigheterna väsentligt förbättra gasmotorns verkningsgrad. I denna rapport betecknas en gasdriven motor med två olika bränslen vanligen dubbel-bränslemotor ( Dual-fuel engine ) men beteckningen pilotinsprutning används också. 8

1 BAKGRUND Räknat över hela världen är tillgången av gas med hög halt av metan mycket stor i och den kan t o m vara större än tillgången på råolja i energitermer räknat. I Sverige distribueras emellertid inte naturgas annat än i ett stråk från Malmö och upp till Göteborg. Närheten till Danmark har gjort det förhållandevis lätt att distribuera gas i detta område och här är det då främst till industrier, som gasen levereras. Någon egentlig infrastruktur för distribution av gas till bilar finns ännu inte. I Malmö och Göteborg drivs emellertid ett antal bussar och distributionsfordon med gas och även ett antal personbilar drivs med metanrik gas. En berättigad fråga att ställa är vad de stora tillgångarna på naturgas skall användas till. Den frågan har emellertid hittills inte lett till något enhetligt svar. Internationellt sett används naturgas idag till bland annat produktion av elkraft och värme, till hushåll och till produktion av metanol eller syntetisk dieselolja och i någon omfattning dimetyleter (DME). Genom utvecklingsarbete i främst USA, som har betydande gastillgångar i Alaska, har man lyckats effektivisera metoderna för konvertering av gas till syntetisk dieselolja. Detta har lett till att kostnaden för konverteringen och därmed den syntetiska dieseloljan har sjunkit betydligt under senare år. Luftvårdande myndigheter och andra i olika länder har sedan lång tid tillbaka sett användning av gasformiga bränslen i fordon som fördelaktig för den lokala miljön. Utveckling eller konvertering av lätta och tunga fordon till gasdrift sker i ganska stor omfattning i USA och Västeuropa (främst Italien ca 360 000 fordon). Konvertering i rätt stor omfattning har även skett i länder som Argentina (ca 360 000), Pakistan (ca 120 000), China (ca 36 000) och Ryssland (ca 35 000). Sett i ett internationellt perspektiv omfattar den totala flottan av fordon, som utvecklats eller konverterats för främst naturgas, till nära 1,5 miljoner fordon. Det är visserligen ingen stor andel räknat på hela världens totala bilflotta på över 600 miljoner fordon, men det visar att naturgas används som fordonsbränsle i större omfattning än vad som kan vara känt. Tyvärr är erfarenheterna från gasdrift inte särskilt goda på många håll helt beroende på att undermålig teknik använts för konverteringarna från bensindrift respektive dieseldrift till gasdrift. Specifikt för fordonen har det mest påtagliga problemet varit dålig körbarhet och låg tillgänglighet av fordonen på grund av olika tekniska fel. Ett annat problem med negativa konsekvenser har varit och som fortfarande upplevs på många håll är kapaciteten vid tankning. Under senare tid har det i rapporter i radio talats om kravalliknande situationer i Pakistan orsakade av problemen i landet med undermåliga fordon och otillräcklig kapacitet vid tankning av gasfordonen. Den besvärliga situationen har lett till man diskuterar att gå tillbaka till drift med gamla dåligt utvecklade dieselfordon. Vi skall längre fram i rapporten kort redovisa en lovande teknikutveckling för gasdrivna, som skett under de senaste fem till sex åren och som förhoppningsvis kan komma länder som Pakistan till del. I vårt land finns ett visst motstånd mot att använda naturgas inte bara som fordonsbränsle utan även för andra ändamål. Bakgrunden till motståndet är en övertygelse, inte minst hos företrädare för miljörörelser, om att användning av förnybara bränslen måste ökas på bekostnad av fossila energibärare. Detta kan vara en av orsakerna till att distribution av naturgas begränsats till sydvästra delen av landet. En fråga man emellertid kan ställa sig är om biogas ensam kan bära kostnaderna för bredare utveckling och användning av biogas som fordonsbränsle. Särskilt gäller detta fordonsutvecklingen och investeringar i en utbyggd infrastruktur. Ett alternativ, som skulle kunna effektivisera och sänka kostnaden för användningen av biogas, vore att samdistribuera biogas med naturgas i likhet med samdistribution av elenergi. Detta kräver dock en till synes 9

ofrånkomlig uppbyggnad av ett naturgasnät i åtminstone de befolkningstätare delarna i landet. I det omtalade stråket Malmö Göteborg finns redan idag möjligheten till samdistribution av biogas med naturgas. Idag är det är främst i städerna Stockholm, Uppsala, Linköping och Trollhättan, som biogas finns tillgänglig för fordonsdrift. Här har man gjort bedömningen att produktion av gas från rötslam och avfall och användning av gasen till fordon är fördelaktigt för den lokala miljön. För övriga delen av landet är det främst investeringar i anläggningar för produktion och användning av biogas som gäller, när man talar om användning av gas till industrier och till bilar, bussar och andra fordonsgrupper. En stark drivkraft för produktionen av biogas har också varit att den är till fördel även för den globala miljön. Därigenom har gasen fått epitetet biogas, dvs en energibärare i ett kretslopp i en biologisk process. Tekniskt sett betraktas biogas och naturgas för fordonsdrift som utbytbara bränslen, dvs bilen kan tankas på det ena eller det andra bränslet utan att behöva justeras eller på annat sätt ställas om inför användningen av det ena eller det andra bränslet. Av flera olika anledningar har bilfabrikanterna tidigare inte satsat helhjärtat på utvecklingen av gasdrivna bilar/fordon, som är helt anpassade till användning av naturgas/biogas. Därför räknar man fortfarande med att betydligt över 90 % bilar/fordon, som drivs med gas, är konverterade bensinbilar respektive dieselfordon. Den stora tillgången på naturgas i kombination med en fortlöpande skärpning av bilavgaskraven och de lokala luftkvalitetskraven har emellertid lett till ett ökat intresse för gasdrift. Prisutvecklingen för dieselolja och särskilt bensin jämfört naturgas kan vara en faktor, som är eller blir intressant att ta hänsyn till och som lockar bilfabrikanterna att erbjuda alternativ. Visserligen kan, som redan nämnts, naturgasen tjäna som råvara för produktion av andra bränslen t ex syntetiskt dieselbränsle, dimetyleter (DME) eller vätgas mm, men verkningsgraden i processen är inte högre än omkring 70 %. Dessutom har erfarenheter under många år visat att t ex metanol inte fått något märkbart genomslag. Ett skäl till detta kan vara att energiinnehållet hos metanol är mindre än 50 % av energiinnehållet hos dieselolja. Det bränsle, som i framtiden kan bli en konkurrent dieselbränslet är DME, till följd av att det fungerar bra i dieselmotorer och att framtida emissionskrav kommer att kräva en helt ny teknologi för användning av dieselbränsle. En företrädare för en av landets fordonsindustrier anser att DME kan komma att få en mer framträdande roll som fordonsbränsle till följd av att vissa tekniska svårigheter för användning av DME i fordon har lösts. Idag produceras DME ur naturgas via syntetisk gas genom användning av den välkända Fischer-Tropsch teknologin. DME kan givetvis produceras även ur biogas och förgasad biomassa genom användning av Fischer-Tropsch processen, men det troliga är att naturgas av ekonomiska skäl kommer att utgöra råvaran för en storskalig produktion av DME för fordonsdrift. I en CD The Automotive Industry and the Global Environment the Next 100 Years, som skickats ut från Ford framgår av följande citat att man betraktar naturgas som ett av detta sekels alternativa bränslen: The world s natural gas reserves will last about 60 years at the current rates of use. In addition, it is estimated that there may be an additional 50% of resources that have not been discovered. Because natural gas is an abundant, environmentally friendly, efficient, low-cost and flexible fuel, we predict that it could become a major (>10% of total global vehicle energy use) alternative source of transportation fuel sometime around 2030. Natural gas can be used in a variety of ways to power a vehicle. Such options include: 1) a compressed natural gas (CNG) vehicle, 2) a bi-fuel system with the option to switch to a liquid fuel, 3) an electric or hybrid-electric vehicle after the natural gas is converted to 10

electricity in a thermal-electric power plant, or 4) a natural gas derived fuel such as dimethylether, dimethoxyether, gasoline or diesel. Vi skall i ett särskilt avsnitt i slutet av rapporten kort beskriva något av den utveckling, som skett under senare år. Det som skett och fortsättningsvis sker är att de fysikaliska egenskaperna hos bränslet utnyttja effektivare än tidigare till förbättring av motorns funktion och till att nå låga emissionsnivåer. 11

2 METOD Syftet med det projekt, som presenteras här var att försöka få svar på frågor ställda till bilfabrikanter om deras eventuella utveckling av gasdrivna bilar/fordon och om deras planer på försäljning av dessa gasdrivna bilar på den svenska marknaden. Förfrågningarna skickades per brev till både de svenska biltillverkarna/leverantörerna och till bil-/fordonstillverkare i Frankrike, Italien, Holland och Tyskland. Sammanlagt skickades brev ut till ett 40-tal mottagare. Därefter har telefonkontakt tagits med ett antal återförsäljare från vilka inget svar kommit och brev skickades med påminnelse skickades till två tillverkare i Tyskland och en tillverkare i Holland. Från de svenska bil-/fordonstillverkarna och deras samarbetspartners har svar kommit in, men däremot fattas svar från någon eller några av de bil-/fordonsfabrikanter, som inte producerar bilar i vårt land. Eftersom importörer/återförsäljare av bilar ofta representerar flera biltillverkare är det inte helt klart att de svar de lämnat täcker alla fabrikanter. Det finns även fabrikanter i t ex Japan, som enligt internationell litteratur utvecklat gasdrivna bilar av tekniskt hög klass, men som inte saluför dessa bilar i Sverige. Om fabrikat av gasdrivna bilar i Japan kommer att levereras här i vårt land någon gång i framtiden är också oklart. Kostnaden för introduktion av en modell av gasdriven bil är betydligt högre än för motsvarande modell av bensin- eller dieseldriven bil. Detta beror på att samma säkerhetskrav för användning gas i fordon inte tillämpas i alla länder och att säkerhetskraven i Sverige framställs som strängare än i flera andra länder. För att få en bild av hur omvärlden ser eller såg ut ifråga om gasbilar för ett par månader sedan återges en förteckning, som visades vid en konferens Well to Wheels i Nice i Frankrike 14-16 maj 2001 (Seisler, JM. 2001). Presentationen omfattade bil/fordons grupperna lätta och medelstora bilar, medelstora bilar för person- och varutransporter, tunga lastbilar och bussar. Följande av den nyare generationen av bilar presenterades: Lätta och medelstora bilar Volvo S80 Fiat Multipla Blupower 1,6 liter Medelstora bilar för person- och varutransporter Mercedes Sprinter Ford Transit Iveco (liten lastbil) Tunga lastbilar Sopbil Scania Sopbil MAN Sopbil ERF typ EC 12,30 TMU 6x2 Bussar Volvo Iveco MAN Nutzfahrzeuge AG Arbetsfordon/sportbilar Gaffeltruck Truck för isbanor Veg Vorarlberger Erdgas GmbH Go cart 12

Audi racerbil MAN rälsbuss Båtar, färjor Kanalbåt i Amsterdam LNG-färja (med flytande naturgas) i Norge. Ovanstående förteckning omfattar helt säkert inte alla modeller av gasdrivna bilar tillgängliga i Europa. Särskilt gäller detta lättare bilar av vilka det finns modeller av Opel och Volkswagen. (En kommentar är att gasdriven Truck för isbanor inte rekommenderas för särskilt isbanor inomhus p g a risken för höga halter av NO 2 en gas som påverkar bl a andningsorganen). Vid presentationen talades också om att det finns 360 000 naturgasdrivna bilar/fordon i Italien, att Tyskland lämnar ekonomiskt stöd på 5 000 till 10 000 DM till lätta bilar och taxibilar och stöder även användningen av andra gasdrivna fordon. I Frankrike finns 4 450 gasdrivna bilar/fordon. En kuriositet värd att nämna är att någon uppskattat att 15 miljoner kor i Tyskland ger ifrån sig gödsel, söm kunde användas för produktion av 788 000 ton metangas per år. Denna mängd skulle räcka till att driva 42,8 miljoner personbilar under 9,8 år (metanutsläpp från bilar uppskattas till 0,2 g/km). I följande avsnitt presenteras de bilar/fordon, för vilka vi fått mer eller mindre noggranna specifikationer. Svaren från biltillverkarna och återförsäljare i Sverige presenteras i en bilaga för varje bilmärke och fordonsklass. 13

3 LÄTTARE BILAR I kategorin Lättare bilar ingår alla gasdrivna bilar upp till 3,5 ton (betecknas i direktiv som fordon av kategori M och N 1 ). En tabell med emissionskrav finns i Bilaga 2. I nedanstående presentation av tillgängliga gasdrivna lättare bilar, som saluförs eller kommer att saluföras i Sverige, återges i flesta fall svaren från fabrikanterna i den form de sänts in. För att intresserade av gasdrivna lätta bilar skall ha möjlighet att ta kontakt med fabrikanten eller hans representant i vårt land återges även namn, adress och telefonnummer. 3.1 Situation idag Med begreppet Situationen idag avses en presentation av bilmärken och modeller som redan finns eller kan beställas vid beslut om eventuellt inköp/anskaffning. I vissa fall kan det röra sig om en längre eller kortare leveranstid, då det inte är helt säkert att fabrikanterna har bilar i lager i Sverige. De svar om tillgången på bilar/fordon, som återges nedan är i flesta fall direkta klipp från inkomna svar. 3.1.1 DaimlerChrysler Svaret från DaimlerChrysler var omfattande och därför återges endast en del av deras sända material här. För mer omfattande del av materialet - se Bilaga Svar från DaimlerChrysler. Since 1997 DaimlerChrysler offers and sales the Mercedes Benz Sprinter fueled by CNG in Germany and other European countries. Some of these vehicles are also running in Sweden. The brand name is NGT Sprinter. I am pleased to provide you with the requested data. If you require more information, please don t hesitate to contact me or Mr Robert Schwarz, Productmanager vans, DaimlerChrysler Sverige (Tel. +46 40 671 8438). Yours sincerely Karl-Heinz Keller DaimlerChrysler AG Competence Center for Zero Emission Commercial Vehicles (KEN) Sales and Marketing Hanns-Martin-Schleyer-Strasse 21-57, W20, HPC C28 D-68299 Mannheim Tel +49-621-393-3745, Fax +49-621-393-4324 Content-Type: application/octet-stream; name = "NGT Sprinter technical description.doc" Content-Disposition: attachment; filename="ngt Sprinter technical" description.doc" DaimlerChrysler erbjuder inte mindre än 9 olika modeller av gasdrivna fordon, som baserats på samma motor. Teknik för gasdrift och bilar (se även Bilaga 4: Svar DaimlerChrysler I följande stycken presenteras rubriker till den information, som getts ut av DaimlerChrysler för de nio olika bilmodellerna och som finns i Bilaga 4: 1. NGT Sprinter technical 14

I dokumentet specificeras motorn (som baseras på den 4-cylindriga M 111 E23 bensinmotorn) och ges en kort beskrivning (på engelska) av systemet för gasdrift. Följande specifikation gäller för motorn. Engine and Engine Management Monovalent natural gas engine with sequential CNG injection (CNG = compressed natural gas) 4- cylinder in- line engine 2.3 liter displacement (2294.72 cm 3 ) Stroke/ bore: 88.4 mm/ 90.9 mm (s/ d = 0.973) Compression: 10.4 Output: 95 kw (129 HP) at 5400 rpm Torque: 185 Nm between 3300 rpm and 4500 rpm Engine management system Bosch ME Motronic Engine air management system with electronic accelerator pedal (EGAS) Sequential gas injection with load sensing via air mass gauge Camshaft adjuster at input end Gas cylinder pressure approx. 15 200 bar Injection via gas valves: p e = 7 bar (relative)* Certification/ admission level : EU3 (the EU3/ group I exhaust gas limits are complied for PKW relation mass < 2,5 t) 2. NGT Sprinter Scheme pressure gas Visar genom en schematisk bild av de olika komponenterna i systemet. Det bör läggas märke till att bilarns från DaimlerChrysler är Monovalenta, dvs en-bränslebilar och därmed utvecklade/anpassade för enbart naturgas/biogas. Bilmodeller och körsträckor (Ranges) En tabell i vilken körsträckor mellan bränslepåfyllningar specificeras. 3. Panel van and crewbus underfloor En typ av minibus av klass 9 med körsträckan 140-170 km mellan påfyllning av bränsle. 4. Panel van 130 ltr plus 1 x 80 En typ av skåpbil av klasserna 9 och 7 med körsträckan 250-290 km mellan påfyllning av bränsle. 5. Panel van 3 x 80 ltr En typ av skåpbil av klasserna 8 och 7 med körsträckan 250-300 km mellan påfyllning av bränsle. 6. Crewcab 130 ltr plus 80 ltr En typ av minibus med extra stort lastutrymme av klasserna 9 och 7 med körsträckan 250-290 km mellan påfyllning av bränsle. 7. Crewcab 130 ltr plus 80 ltr En typ av minibus av klasserna 9 och 7 med körsträckan 250-290 km mellan påfyllning av bränsle. 15

8. Pick up 2 x 80 l En typ av Pick up av klass 9 med körsträckan 160-200 km mellan påfyllning av bränsle. 9. Pick up 2 x 80 ltr plus 4 x 16 En typ av Pick up av klass 9 med körsträckan 250-300 km mellan påfyllning av bränsle. 10. Pick up with crewcab 2 x 60 En typ av Pick up av klass 9 med körsträckan 250-300 km mellan påfyllning av bränsle. 11. Pick up with crewcab 2 x 60 En Pick up av klass 9 med plats för passagerare och med körsträckan 250-300 km mellan påfyllning av bränsle. 12. Delivery Tank Variants Ett blad med endast rubrik. 13. Notes on Natural gas Krav på gaskvalité och beskrivning av bl a användning av naturgas specificeras enligt följande:. Gaskvalité - The methane rating (anti- knock rating) of the natural gas must be at least 75 - The Wobbe index (code for thermal load) must be between 40 and 50 MJ/m 3 or 11 and 14 kwh/m 3 - The natural gas must not contain more than the gas escort substances for gases of the 2 nd gas group listed in the DVGW Work Sheet G 260/ 1. - Additives in accordance with DVGW Work Sheet G 260/ II (additional rules for gases of the 2 nd gas group from 1988) are only permitted if the limits for the Wobbe index are maintained and the methane rating is above the minimum level. - The water content when dried to -20 º C at 200 bar must not exceed 17 mg/m 3. (DaimlerChrysler, 2001). 3.1.2 Ford Från Ford kom svaret i ett faxmeddelande, och svaret baseras direkt på det av oss utskickade brevet. För att skilja lättare fordon från tyngre har vi gjort en mindre redigering. Därför återfinns ungefär samma text under rubriken Tyngre fordon, men det gäller då endast tyngre fordon på motsvarande sätt som att det i följande stycke gäller endast lättare fordon. Svaren hade i meddelandet markerats i fetstil (och här kursiv stil). Type and size/weight of vehicle available. 5 seat Passenger Car Wagon at 1200-2400 kg GVM, Light Duty Delivery Van at 2000 GVM. Mono- or bi-fuelled vehicle type, Bi-fuel. Technology used for combustion, stoichiometric or lean burn combustion, type of fuel/air mixing etc. Stoichiometric, compuvalve fuel/air mix at intake manifold. Emission control technology in terms of fuel air control, type of catalyst, NO x control etc. Fuel injection, three way catalyst. We would like to be informed about emission levels and long term stability of emission levels. All meet EC stage IV emission levels. Information about whether both biogas or CNG can be used with the same setting of the engine. (Swedish Standard for biogas is: SS 15 54 38 Biogas as fuel for high speed Otto engines ). On current fleet one setting has been used, and it is our intention to use one calibration also for future production. 16

Fuel consumption or energy use in terms of MJ/kWh when using a specified gaseous fuel (CNG or biogas). No fuel consumption data is currently ready. (Ford, 2001). 3.1.3 IVECO Angående er förfrågan av den 7 Maj angående gasdrivna transportfordon kan jag redovisa situationen för Iveco s bilar enligt följande: Då det gäller lätta fordon skåpbilar, lastbilar och bussar med totalvikter mellan 3200-6500 kg (Daily serien) har Iveco för närvarande inga gasdrivna Motorer att erbjuda: Den tidigare modellen av Iveco Daily hade en CNG driven motor som även kunde köras på biogas enligt den svenska specifikationen. Denna motor var på 106 hk och bilarnas aktions sträcka var 250-350 km. 3 st av dessa fordon är sålda i Sverige men kostnaderna i samband med den svenska certifieringen av bilarna var så hög att vidare försäljning ansågs meningslös. (Iveco, 2001). 3.1.4 Nissan Nissan Serena Cargo tillverkas I Barcelona, Spanien. Den fabriken är liksom alla Nissans fabriker certifierad enligt kvalitets- och miljönormerna ISO 9002 respektive ISO 14001. Med tillverkning i Europa för den europeiska marknaden minimeras transportavstånden, vilket påverkar miljön i en mindre omfattning. Alternativa bränslen: Tester för inblandning av alternativa bränslen pågår. Motor biobränsle: 4-cylindrig bensinmotor med överliggande kamaxlar, 16 ventiler och Multi-point insprutning. Omställbar för biobränsle eller bensindrift. Övriga specifikationer Slagvolym, cm 3 : 1597 Max effekt, kw/hk: 64/87 vid varv/min:5600 Max vridmoment, Nm: 119 vid varv/min:3600 Bränsleförbrukning (biogas) l/100 km, dimension (ekvivalent bensin eller diesel) har inte angivits. Blandad körning: 12,1 l/100 km Landsväg: ej mätt Stadskörning: ej mätt CO 2 utsläpp, g/km: 185 Kraftöverföring 5-växlad manuell Enskivig torrlamellkoppling Bakhjulsdrift Slutväxel Fordonsvikt Serena Cargo, kg (Viktsuppgifter enligt COC-dokument för lättaste versionen). Totalvikt 2340 Tjänstevikt 1600 Lastförmåga 925 Dragvikt 1200 Miljöklass: 3 17

Buller enl. 70/159/EEG dba 72 72 73 74 Nissan garantier 3 år/10 000 mil nybilsgaranti 10 år/15 000 mil elektronikgaranti 6 års rostskyddsgaranti utan krav på efterbehandling Pan Europé Service Nybilsgarantin innebär att om någonting skulle gå sönder (ej normal förslitning) står Nissan för reparationskostnaderna. Garantipaketet följer bilen vid ägarbyte. (Nissan, 2001). 3.1.5 Opel Opel Astra (från broschyr) Två-bränslebil med följande tekniska data*: Max effect Motor 65 kw/88 hk 1,6 l, 16V Totalvikt 1730 kg Max vridmoment 130 Nm Tjänstevikt 1410 kg Tankrymd (vid 200 bar) 80 l = 19m3 Räckvidd vid naturgasdrift 250-280 km *Värdena är ungefärliga. Vid konvertering till gasdrift reduceras bensinmotorns effekt med ca 10-15 % Två olika bränslen GAS/BENSIN Gasen kompletterar bensindriften. Det betyder att bilen kan köras på gas alternativt bensin. Med gasdrift får bilen alltså ökad räckvidd på ca 250-280 km. Kör man på gas och tanken blir tom kopplar elektroniken automatiskt om till bensindrift. Gassystem För att bilen skall kunna drivas med gas krävs en viss ombyggnad. I motorrummet installeras Koltec insprutningssystem, som även är lätt att montera och demontera. I bagageutrymmet monteras, väl skyddad, en trycktank av stål, som rymmer 80 liter. Astra som 2-sitsig I den 2-sitsiga modellen placeras gastanken omedelbart bakom framsätet med lastgaller mot förarutrymmet. Detta ger nästan full lastlängd och bilen blir klassad som lätt lastbil. Astra som 5 sitsig Här placeras gastanken bakom baksätets ryggstöd. Bakre lastutrymmet halveras men med fällt baksäte kan främre lastutrymmet användas. Bilen klassas som personbil. (Opel, 2001). 3.1.6 Volvo Car Bilen kan alternativt köras på gas eller bensin. Bilen startas alltid på bensin även om den är inställd för att köras på gas (omkopplingen till gas sker automatiskt, när kylvattnet nått en 18

temperatur på ungefär 15 ºC, om körning på gas valts). Följande data gäller för Volvo S/V 70 för användning av naturgas/biogas som gasformiga bränslen. (Volvo Car, 2001). S/V70 ÅM-00 Teknik Ny basmotor. CNG och LPG Integrerat styrsystem gas/bensin. Linjär λ-sond. Utvecklad funktionalitet. Utvecklad diagnos - VADIS. Syfte Lönsam produkt. Ökad kvalitet. Begränsad konverteringsmöjlighet. Produkt i standardsortiment. Lagkrav/emissionsnivå EU 00 + OBD I Figur 1 visas schematiskt utrustningen för gasdrift hos en Volvo V70. Figur 1. Volvo V70 utrustad för drift med natur-/biogas. Källa: Volvo Car 2000. FRAMTID S80/V70/S60, S/V40 Teknik Installation under golvet, 3 tankar. LPG/CNG, man/aut. Från bensinbil med gas till gasbil med bensin Systemet fullt integrerat i bilens elstruktur. Mycket låga emssionsnivåer. Mycket hög säkerhet. 19

Syfte Hög volym. Täcka alla vagnsvarianter. Fullt integrerat i fabriksprocessen. Utökat till 3 vagnsfabriker. Lagkrav/emissionsnivå EU05 + OBD II 3.1.7 Volkswagen Vi började arbeta med att få Metangasdrivna ("bifuel") bilar godkända i Sverige i juni 1997. Sedan dess har vi importerat 600-700 stycken. Gasdrift har funnits som en "normal" tillvalsutrustning till samtliga ovanstående modeller utom Multivan samt Hus- och campingbilarna. Den lösning vi har använt oss av är att Volkswagens hälftenägda dotterbolag IAV GmbH i Berlin har konverterat bilarna till bensin/metangasdrift (Volkswagen, 2001). De motorer som används är i samtliga fall av EU2-utförande, Caddy: 1,6 L bensinmotor med 75 hk Transporter: 2,5 L bensinmotor 115 hk Caravelle: 2,5 L bensinmotor 115 hk LT: 2,3 L bensinmotor 143 hk Senaste årsskiftet då Caddy-bilarna fick EU3 som minimikrav, var vi tvungna att ta gasdriften ur produktion på dessa. Orsaken var att vi ej hade de tekniska förutsättningarna för combinationen EU3-motor och gasdrift klara. Kommande årsskifte blir EU3 minimikrav på Transporter, Caravelle samt alla LT-modeller. Av samma orsak som för Caddy tidigare, kommer vi att ta EU2-motorerna och därmed också gasdriften ur produktion under kommande höst. Vi har haft en "slutförsäljningsaktion" för gasbilar igång under våren och i princip är produktionen slutsåld. På LT-modellerna försvinner bensinmotorn för gott. För Caravelle och Transporter samt Caddy står vi inför en generationsväxling och vi blir utan gasdrift på programmet ända till vi fått ut de nya modellprogrammen på marknaden. Vår fabrik har dock för avsikt att ta fram "fabriksmodeller" med gasdrift för efterföljarna till dagens modeller: Caddy, Transporter och Caravelle. Det kommer också snart att tas fram metangas/bensindrift för några modeller inom Volkswagen personbilars modellprogram. Sammanfattning. Vi har framgångsrikt marknadsfört metangasdrivna fordon i Sverige under 4 år, just nu har vi inga modeller till försäljning, vi kommer tillbaka med metangas- och LPGdrift när vi blir klara med den tekniska utvecklingen av kombinationen EU3/EU4-bensinmotorer och metan/lpg. Hans Arvidsson Produktfrågor, Volkswagen Lastbilar och bussar. Tel. +46(0)8-55386519 Tel. mobile +46(0)70-5732889 Fax. +46(0)8-55384519 E-Mail. hans.arvidsson@volkswagen.se 20