Fjölhæfni tengiltvinnbíla

Þann 18. ágúst 2016 birtist úttekt á horfum á íslenzka bílaeldsneytismarkaðinum eftir Ásdísi Auðunsdóttur í Viðskiptablaðinu.  Þar kom fram, að fjöldi skráðra vistvænna bíla árið 2014 nam 2386 bílum eða aðeins 1,1 % af heild, sem sýnir, hversu skammt á veg komin þessi þróun er.  

Í ár, 2016, virðist innflutningur þessara bíla taka umtalsvert við sér, því að samkvæmt téðri úttekt voru hlutfallstölur í bílanýskráningum fram í ágúst 2016 eftirfarandi eftir orkuformi:

1. Díselolía                  47 %
2. Benzín                     39 %
3. Tvinn benzín/rafmagn        7 %
4. Tengiltvinn benzín          3 %
5. Rafmagn                     2 %
6. Benzín/metan                2 %

Frá umhverfis- og heilsufarssjónarmiðum getur hátt hlutfall dísilbíla valdið vonbrigðum, þó að þeir gefi vissulega minna frá sér af gróðurhúsalofttegundum, vegna þess að þeir eru sparneytnari en benzínbílar.  Þess vegna hafa evrópskar bílaverksmiðjur lagt höfuðáherzlu á sparneytnar dísilvélar fram að þessu. Breyting á þessu er nú í aðsigi eftir áfall VW-samsteypunnar o.fl.  í Bandaríkjunum í fyrra, sem skekur fjárhagslegar undirstöður þessa risa. 

Hins vegar sjá t.d. Þjóðverjar fram á leiftursókn bandaríska rafbílaframleiðandans TESLA inn á evrópska markaðinn, og búast um til varnar og gagnsóknar í krafti fjárhagslegra yfirburða og mikilla fjárveitinga til rannsókna og þróunar.

Um þetta fjallar Patrick McGee frá Frankfurt í grein í Financial Times, sem Viðskipta Mogginn birti 18. ágúst 2016:

"Núna fyrst eru þeir þýzku farnir að skipta almennilega um gír og setja aukinn kraft í framleiðslu rafbíla.  Og þökk sé mikilli áherzlu á arðbærni í rekstri eru þeir í aðstöðu til að geta hnyklað fjárhagslegu vöðvana og ná í skottið á Tesla að mati margra sérfræðinga.

VW eyddi á síðasta ári miaEUR 11,8 í rannsóknir og þróun, BMW miaEUR 4,3 og Daimler Benz miaEUR 6,0. Samanlögð útgjöld þeirra til þróunardeildanna eru því miaEUR 22,1.  Tesla eyddi á sama tíma MUSD 718 [=miaEUR 0,6 eða tæplega 3 % af þýzka rannsóknar- og þróunarfénu - innsk. BJo].  Reyndar snýr aðeins lítill hluti rannsóknar- og þróunarkostnaðar þýzku bílaframleiðendanna að rafbílum, en það mun fljótlega breytast.  Arndt Ellinghorst, greinandi hjá Evercore ISI, áætlar, að hlutfallið hafi verið 5 % fyrir 5 árum [2011], en verði líklega 10 % í ár [2016] og 40 % að 5 árum liðnum."

Þetta þýðir, að ofangreindir þýzkir bílaframleiðendur munu setja tæplega miaEUR 9 í þróun rafmagnsbíla árið 2021.  Þessi frásögn gefur skýrt til kynna, að Þjóðverjar hafa nú markað þá stefnu að taka forystu í hönnun og smíði rafknúinna farartækja. 

Akkilesarhæll rafbílanna eru rafgeymarnir.  Þeir þykja dýrir, og orkuinnihald þeirra er of lítið.  Liþíumjónarafgeymar eru algengastir í rafbílum um þessar mundir.  Þeir kosta nú um 250 EUR/kWh, en spáð er verðlækkun á þeim um 36 % fram til ársins 2021.  Það þýðir, að rafgeymarnir í tengiltvinnbíl blekbónda munu lækka um a.m.k. 100 þúsund kr fram að þeim tíma, að hann þarf hugsanlega að endurnýja þá. 

Þeim þýzka tengiltvinnbíl er hægt að aka í eftirfarandi 4 orkuhömum:

• Rafmagn
• Rafmagn og benzín
• Benzín
• Benzín og hlaða samtímis inn á geymana

Rafhamurinn er nýttur í þéttbýli og endist 25-35 km, aðallega háð útihitastigi. Orkunýtnin er um 233 Wh/km, þegar mælt er við tengil framan hleðslutækis, þ.e. orkan, sem keypt er frá orkusalanum, er öll mæld í þessu tilviki.  Raforkukostnaðurinn er þá 3,3 kr/km.

 

Rafmagn og benzín saman eru notuð á langakstri.  Hemlunarorkan fer þá að stórum hluta inn á rafgeymana og rafhreyfillinn léttir undir með benzínvélinni.  Benzínnotkunin á langakstri er 5,8 l/100 km, og orkukostnaðurinn er þá 10,6 kr/km.

Benzínhamurinn er notaður í undantekningartilvikum, t.d. þegar búið er á rafgeymunum og stutt er í áfangastað með hleðsluaðstöðu. 

Að láta benzínvélina knýja rafala, sem hleður inn á rafgeymanna, kostar aukna benzínnotkun.  Hjá blekbónda nemur hún 3,3 l/100 km eða 57 % aukningu.  Við fyrstu sýn virðist þess vegna óráð að nota þennan ham, nema til að tryggja rafmagnsnotkun, þegar komið er í þéttbýli aftur. 

Í þessu samhengi er rétt að virða fyrir sér yfirlitið hér að ofan um hlutdeild nýskráðra vistvænna bíla af heildarfjölda nýskráðra. Tvinn benzín/rafmagn er með langhæsta hlutdeild eða 7 %, en tengiltvinnbílar með 3 %.  Hvernig má þetta vera í landi hreinnar og ódýrrar raforku ?  Borgar sig að framleiða rafmagn með orku benzínvélarinnar ?

Svarið er jákvætt, það borgar sig, vegna þess að orkunýtni rafhreyfilsins er mun betri en benzínvélarinnar, en það er hins vegar mun hagkvæmara á Íslandi að aka á tengiltvinnbíl með möguleika á að láta benzínvélina knýja rafala, sem hleður inn á rafgeymana.  Blekbóndi áætlar, að á langakstri sé þá unnt að ná benzínnotkun tengiltvinnbíls niður, úr 5,8 l/100 km í 2,6 l/100 km, en hann á eftir að prófa þetta.  Það verður aðeins gert á langakstri.  Þá er skipt í hleðsluhaminn, þegar rafgeymar tæmast, en skilyrðið er, að farið sé nógu langt til að aftur tæmist af geymunum áður en komið er í ákvörðunarstað, þar sem hægt er að hlaða með tengiltengingu, því að hleðsla frá tengiltengdu hleðslutæki er mun ódýrari en benzínknúin hleðsla, eins og gefur að skilja.   

 

 

 

Athugasemdir

[Ómar Ragnarsson, 21.8.2016 kl. 01:12]

2,6 lítrar er skemmtilega lág eyðsla og í sparakstri FÍB og Atlantsolíu nú í vikunni kemur í ljós hver árangurinn verður á leiðinni Reykjavík-Akureyri. Í akstri vélhjólsins Léttis var eyðslan 2,5 lítrar á þessari leið og aksturinn tók nettó 5 klukkustundir, en 4 klukkustundir og 50 mínútur, ef miðað er við rásstaðinn hjá Atlantsolíu. 

Akstur Léttis er sambærilegur við það að einn maður sé um borð í bíl, en mikill meirihluti bíla á leiðinni er með einn um borð. 

[Bjarni Jónsson, 21.8.2016 kl. 10:19]

Sæll, Ómar;

Þegar ég áætlaði 2,6 l/100 km, reiknaði ég með að komast 2,5-falt lengra á orku, sem rafhreyfillinn nýtir en á jafnmikilli orku, sem benzínvélin nýtir.  Kannski eru orkutöp svo mikil í þessu hleðsluferli, að lækka verði þennan stuðul, en það mun koma í ljós við mælingu.

Hins vegar gefur framleiðandinn upp benzínnotkunina 1,5 l/100 km "í blönduðum akstri".  Þessi "blandaði akstur" eru staðlaðar kjöraðstæður, sem ekki eru skilgreindar í bæklingum framleiðenda og ég held, að sölumenn kunni lítil skil á.  Mér finnst ámælisvert af umboðunum að veifa þessum tölum framan í neytendur og væntanlega bílakaupendur án þess að skilgreina þennan "blandaða akstur".  Ef benzínnotkun tengiltvinnbíls er 2,6 l/100 km utan þéttbýlis, og sá akstur nemur minna en 60 % af heildarakstri, þá stenzt tala framleiðandans í þessu tilviki, 1,5 l/100 km af benzíni, í "blönduðum akstri". 

Frumkvæði þitt við að vekja athygli þjóðarinnar á möguleikum til orkusparnaðar er mjög mikilvægt nú í árdaga "orkubyltingar 21. aldarinnar".  Íslendingar hafa alla burði til að taka forystu á heimsvísu í þessum efnum.  Það yrði góð landkynning. 

Með góðri kveðju / Bjarni Jónsson

[Hallgrímur Hrafn Gíslason, 21.8.2016 kl. 12:00]

Þessi nýja lithiummálm rafhlaða sem fyrrum nemendur MIT háskólans hafa þróað og þeir segji að rúmi helmingi meiri orku en núverandi rafhlöður gera, mun gjörbreyta möguleika rafbíla til ferðalaga.

[Bjarni Jónsson, 21.8.2016 kl. 13:44]

Svo er annað afbrigði í þróun, sem eru Liþíum-loft rafgeymar.  Ef þróun þeirra heppnast, þá gæti orkuþéttleikinn, kWh/kg, aukizt enn meir, er tímar líða fram.  Risarafgeymaverksmiðja Elon Musk-TESLA, sem mig minnir vera staðsetta í Nevada, er hins vegar miðuð við hefðbundna Liþíum-jóna rafgeyma.  Það hefur dregizt að setja þá verksmiðju almennilega í gang vegna skorts á Liþíumi, en sá skortur stendur til bóta. Mikil námuvinnsla á Liþíumi er að fara í gang. Liþíum úr gömlum rafgeymum er auk þess endurvinnanlegt.