Tåg och flyg med falsk matematik

De senaste dagarna har media fyllts av gröna positiva nyheter. Vindkraften i Sverige producerar mer el än kärnkraften och antalet tågresenärer har ökat med 35 procent. Och det går (nästan) att flyga jorden runt med soldrivna flygplan.

Men, tyvärr är inte allt riktigt så fantastiskt när man väl tittar lite närmare på nyheterna och gör lite enkla överslagsberäkningar. Så varför inte titta lite på vad som är möjligt och vad som är mindre möjligt.

Elektriska flygplan
Elektriskt drivna luftfarkoster är faktiskt inget nytt, lika lite som elbilar. De första luftskeppen med elektriska motorer kom redan i slutet av 1800-talet. De blev inte särskilt långlivade, eftersom förbättrade förbränningsmotorer snabbt tog över. Den brittiska flygplanstillverkaren English Electric tillverkade i och för sig utmärkta flygplan (t ex Canberra och Lightning), men de drevs inte av elmotorer.

Det stora problemet med eldrivna flygplan ligger i batteriernas dåliga energiinnehåll i förhållande till vikten. Moderna litiumjonbatterier kan komma upp i drygt 0,2 kWh per kg (normalt mindre än 0,15). Det är klart bättre än blybatteriets 0,04 kWh per kg, men väldigt långt ifrån bensin/diesel/flygfotogen som ligger på ca 10 kWh per kg.

En elmotor är visserligen effektivare än en förbränningsmotor, men flygmotorer har fördelen av att arbeta med konstant belastning och får därför hyfsad verkningsgrad. I takt med att bränslet förbrukas blir dessutom flygplanet lättare och förbrukningen minskar. Ett elektriskt flygplan har alltid maximal ”bränslevikt”.

Att skifta till batteribaserad eldrift i konventionella passagerarplan är därför en omöjlighet. Det skulle minska räckvidden med sådär en faktor 50 och göra passagerartrafik tämligen omöjlig.

Solceller hjälper väldigt lite
Men om vi täcker vingarna med solceller då? Med andra ord vidareutvecklar tekniken från det så omskrivna experimentplanet Solar Impulse 2.

Det stora problemet ligger i att få ut en tillräckligt stor effekt för att göra det hela intressant. Med full solinstrålning och bra verkningsgrad får vi ut ca 150 W per kvadratmeter. Det är tillräckligt för att driva ett extremt långsamt och lätt flygplan med stor vingarea. Facebooks projekt med flygande förarlösa radiobasstationer är till exempel fullt vettigt.

Men om vi gör samma sak med ett normalt passagerarplan blir siffrorna väldigt annorlunda. En jumbojet har ca 500 m² vingarea och om vi täcker större delen av vingarna med solceller kan vi få ut upp till 60 kW. Det låter kanske inte så illa, men det är fortfarande bara ungefär en halv promille av nödvändig effekt. För att få tillräcklig effekt skulle vi behöva en vingyta över 60 hektar (600 000 m²). Det är som en hyfsat stor skog.

Samma problem har vi förresten med bilar. Att täcka taket med solceller ger inte mycket effekt (ett par hundra watt), men kan kanske vara vettigt för att hålla ner värmen i kupén när bilen står parkerad i starkt solsken.

Tågresor ökar?
Det solcellsbaserade passagerarplanet är alltså inte rimligt. Inte heller den solcellsbaserade bilen. Men vi kan i alla fall glädja oss åt att tågresorna ökar så kraftigt att rälsen inte räcker till.

Eller kan  vi det? Antalet resta mil med tåg per person och år har visserligen ökat från ca 86 år 1950 till 115 år 2010 (drygt 30 procent). Men under samma tid har det totala antalet resta mil per person och år ökat från 350 mil till 1500 mil (430 procent). Tågets andel av persontrafiken har alltså minskat från ca 25 procent år 1950 till mindre än 8 procent år 2010. I alla andra sammanhang skulle sådana siffror klassas som en katastrof.

Det allra värsta är att tågets ytterst marginella ökning av resenärer har lett till så stora trafikproblem. Trots att vi i Sverige årligen investerar ungefär lika mycket på infrastruktur för tåg som för vägar räcker det inte alls till.

Om vi vill att tåget skall ta hand om halva biltrafiken skulle det krävas en ökning från 8 procent till en bra bit över 40 procent, alltså en ökning med hela 500 procent. Det är fantastiskt mycket mer än de dryga 30 procent (över mer än 50 år) som skapat så stora problem för järnvägen.

Nej, nu får det räcka för den här gången. Siffrorna för vindkraften och kärnkraften kommer jag tillbaka till och jag kan varna för att de påminner en hel del om både elektriska flygplan och tåg.

Om vi skall ta miljöutvecklingen på allvar tycker jag nog att det är dags att använda mer av riktiga siffror och mindre av ”falsk matematik”.

7 Responses to “Tåg och flyg med falsk matematik”

  1. När SJ införde” röda avgångar”, för 15-20 år sedan, så blev det nära proppfullt på tågen. Oklart varför SJ övergav den sortens rabatter.
    En eventuell förklaring dök upp något senare när dåvarande SJ-chefen förklarade att SJ tjänade så bra att man inte hade anledning att få fler att åka med tåget.

    Anledningen till inflyttningen till Stockholm mfl. storstadsregioner är delvis grundat på hur komplicerat det är att ta sig dit.

    Vid en första åsyn är argumentet kanske lite långsökt men anledningen till att företag väljer att slå sig ner i storstadsregionerna är i mångt och mycket relaterat till hur lätt det är att besöka andra företag och hur lätt det är att komma därifrån (via en storflygplats) samt att få tag i arbetskraft. D.v.s. hur lätt är det att göra affärer.

    Skulle tågen göra 40 mil/h så skulle Sundsvall ligga nära pendlingsavstånd till Stockholm t.ex. Dessutom finns högvis med småorter på vägen som idag för en tynande tillvaro men med hög livskvalité för bl.a. småbarnsfamiljer.

    Lutande tåg i form av X2000 som Julius Lindblom uppfann är bara en del av hans uppfinning för att kunna köra snabbtåg på befintliga banvall
    (se gärna:
    http://www.hjulius.com/Hjulius/Documents_files/NYteknik.pdf
    och en del annat intressant i samma dur: http://www.hjulius.com/ ).

    Vill minnas att andra halvan av uppfinningen var att kunna styra hjulen (0,11 grader tror jag det var) undan ojämnheter i rälen (parallelliteten är inte absolut). Gissar att fler anledningar finns (kurvor och växlar). Jämn gång ger en komfortablare resa för passagerarna samt förmodligen mindre slitage på banan och inte minst möjlighet till högre hastigheter på befintlig banvall.

  2. Veldig bra artikkel!

    Tenk om alle journalister som skriver med religiös overbevisning om at alternativ energi kan löse alle problemer hadde tatt seg bryet med å sjekke fakta.

    Synd at denne artikkelen ikke når ut til en större leserkrets.

  3. Du skall se Göte att de sista fantastiska siffrorna är inte slut vänta bara till det är dags att summera de ”Rödgrönas”
    första fyra år i regeringsställning, så kommer Du att få se på siffror och matematik i den högre skolan.
    Detta kommer även att gälla arbetslöshets siffrorna.

  4. Utmärkt artikel. Tack!

    Fakta är alltid bra. Men det är tråkigt att fakta alltför ofta talar emot förnybart. Jag försökte hitta en positive vinkel, se http://www.svd.se/opinion/brannpunkt/sverige-skulle-kunna-fylla-pa-vattenmagasin_4021547.svd

  5. Skulle vara intressant att få info om var du hittat siffror på investeringar i väg resp järnväg. När det gäller statens investeringar så ligger de ju högre på järnväg ca dubbelt, men jag anser att man nog bör beakta även kommunala och regionala
    investeringar och det har jag inte hittat några sammlade uppgifter om. Anser även att man i detta sammanhang borde se till den sammlade samhälls kostnaden för investeringar och underhåll.

    /Dan

  6. Hej Dan

    Siffrorna för investeringar kommer från SCB. Kolla till exempel diagram 212 i den här PDFen (http://www.konj.se/download/18.1fc8315a135cb03b5592288/Nivan+pa+infrastrukturinvesteringarna+i+Sverige.pdf). Det är samma diagram som jag använde som bas till mina beräkningar och jag jämför alltså de totala investeringarna för järnvägen med de totala investeringarna för vägar (stat och kommun). Tillsammans blir det en dryg procent av BNP och järnvägen står för ungefär hälften. Efter den senaste tidens diskussioner lär järnvägsinvesteringarna gå förbi väginvesteringarna med god marginal.
    /göte

  7. Artikeln borde tas med i en lärobok om Energi.