En kWh räcker mer än 100 mil

I helgen var det full fart för alla som gillar energieffektiva fordon. Europaversionen av Shell Eco-marathon hölls i London och Delsbo Electric hölls i Delsbo. Bästa elbil i London klarade 73 mil på en kWh och bästa tåg i Delsbo klarade 137 personmil på en kWh (23 mil per kWh och sex passagerare). Bästa bensinbil klarade förresten 250 mil på en liter bensin.

Löjligt lite energi
De här tävlingarna är inte bara skojiga. De visar också att det finns mycket mer att göra när det gäller energieffektiva fordon. En halv liter bensin/diesel per mil låter plötsligt inte särskilt imponerande när man vet att det finns fordon som bara behöver 4 ml för att ta sig en mil. Och drygt 2 kWh per mil är inte särskilt imponerande när man vet att någon kan ta sig en mil på 13 Wh.

Vi som gillar cyklar har förstås inga problem med att förstå vad som är möjligt. Med en bra racercykel har cyklisten inga som helst problem med att nå minst 25 km/h med en ganska minimal ansträngning. Det handlar då om en effekt på ungefär 60 W och energiförbrukningen blir ca 24 Wh per mil. Med en strömlinjeformad cykel minskar energiförbrukningen ännu mer.

Lång historia
Man skulle kunna tro att Shell Eco-marathon är ett försök av ett oljebolag att sent omsider skaffa ett miljösamvete, men så är det faktiskt inte alls. Tävlingen började redan 1939, som en vadslagning mellan några forskare hos Shell. Den gången lyckades man klara 21,12 km/l, alltså en halvliter bensin per mil. Tio år senare var man nere i 0,17 liter per mil och 1959 passerades 0,1 l bensin per mil med en Fiat 600.

Idag är Shell Eco-marathon en tävling för världens högskolor, där de olika lagen lägger ned massor av tid och resurser på att skapa specialbyggda fordon med minimal energiförbrukning. Det gäller att ha minimalt rull- och luftmotstånd och en motor/drivlina med maximal verkningsgrad. Tävlingen körs på en bana och varje omgång är 16 km. Medelhastigheten måste vara minst 23 km/h.

För att ha någon som helst chans att placera sig gäller det att ha en luftmotståndsfaktor (Cd) under 0,1, rullmotstånd under 0.0015 och en fordonsvikt under 45 kg. Minimivikt för föraren är 50 kg.

Fransk dominans
Fordonsklassen med förbränningsmotor vanns också i år av laget Microjoule-La Joliverie från den franska högskolan Lycee Saint-Joseph La Joliverie. Deras bästa resultat i år motsvarade 250 mil på en liter bensin. Men laget har fortfarande inte lyckats toppa sitt resultat från 2004, då de lyckades köra motsvarande 341 mil på en liter bensin. Det skulle innebära en tur- och returresa Smygehuk till Treriksröset på mindre än en liter bensin.

I årets tävling (förbränningsmotor) placerade sig förresten Finland och Sverige riktigt hyfsat. Remmi-Team från Tekniska Universitet i Tammerfors tog tredjeplatsen med 202 mil på en liter bränsle och HiGtech från Högskolan i Gävle tog sjundeplatsen med 113 mil på en liter.

Långt på el
Elmotorer har högre verkningsgrad än förbränningsmotorer och man kan därför vänta sig längre körsträckor på en given energimängd. Det stämmer också i verkligheten. ECO-DIMONI från spanska I.E.S Cotes Baixes lyckades ta sig motsvarande 73 mil på en kWh. Om man räknar med knappt 10 kWh termisk energi på en liter bensin innebär det att den bästa elbilen har ungefär dubbelt så hög verkningsgrad som bensin/dieselbilen.

Att ta sig från Stockholm till Malmö på el för en krona skulle för övrigt inte vara så dumt.

Delsbo Electric
Alla vet att rullmotståndet för spårtrafik är lägre än rullmotståndet för vägfordon. Tävlingen Delsbo Electric försöker visa hur effektivt man kan göra ett spårfordon.

Årets vinnare, Eximus 2 från Högskolan Dalarna lyckades mycket bra. Tyvärr är inte de bägge tävlingarna jämförbara eftersom man i Delsbo Electric tillåter flera personer per fordon och räknar energi per personkilometer, men så vitt jag kan förstå handlade det om 23 mil per kWh för ett fordon som väger 150 kg, plus sex personer ombord (137 personmil på en kWh). Totalvikten hamnar rimligen en bra bit över ett halvt ton.

Det skulle vara kul att se resultatet för rälsfordon konstruerade för bara en person. Då minskar fördelen för rälsfordonet, men fortfarande borde det vara möjligt att slå bästa elbil från Shell Eco-marathon. 100 mil på en kWh är nog ingen omöjlighet.

I praktiken
Hur långt kan man då komma i praktiken. Tja, vi kommer knappast att se kommersiella bilar som går flera hundra mil på en liter bensin. Däremot vet vi att det är fullt möjligt att tillverka en bil som går tio mil på en liter. Volkswagen visade en sådan bil för 15 år sedan.

Men det skulle egentligen räcka med ytterligare en halvering av bränsleförbrukningen jämfört med dagens bil (till en kvarts liter per mil) för att göra bilarnas utsläpp till en icke-fråga. Att nå dit är inte överdrivet svårt.

Men för den som vill nå mycket längre redan idag finns alltid den vanliga cykeln och elcykeln.

4 Responses to “En kWh räcker mer än 100 mil”

  1. Intressant. Att ett enskilt fordon kan köras energieffektivt låter bra, men det ställer helt andra krav på trafiken och samverkan mellan trafikanter.

  2. Hej Göte!
    Jag gillar verkligen dina artiklar och åsikter i energifrågor.
    Jag tycker att du ska bli enväldig energiminister åtminstone i Sverige, gärna i EU och världen i övrigt.
    Du som vet mycket (och kanske andra läsare också), hur långt har man kommit med helgrön diesel? Såg någon stans att man kör bussar i Finland på den typen av drivmedel. Kan vi slippa höga utsläpp från våra dieselbilar med sådant bränsle och när kommer det?
    Med vänlig hälsning/ Lasse L

  3. Hej Göte

    Tack för dina bra artiklar.
    Räknar man utgångsenergi på människan när man cyklar?
    Man borde väl räkna inmatad energi.
    Vilken verkningsgrad räknar man på en människa?
    Vi har en tomgångsförlust i vila på ca 60 W.

    Mvh
    Göran

  4. Uppskattningen av energin från en cyklist kommer från min ”husbibel”, Bicycling Science. Om jag minns rätt (jag är i Blekinge just nu) handlar det om inmatad effekt på tramporna. Men transmissionsförlusterna är låga så det spelar mindre roll.
    En ordinär cyklist kan pumpa in ca 300 W under kortare perioder, men enligt boken är 60 W en effektnivå som de flesta kan ligga på under lång tid.
    Verkningsgraden för en människa är väl ”sådär”, speciellt om man räknar tomgångsförluster och ser cyklisten enbart som motor. Men om vi räknar med att en sockerbit innehåller 11 Wh och verkningsgraden på marginalen är 40 procent skulle det gå åt drygt fem sockerbitar per mil vid lugn cykling. Och det har vi väl råd med.

    Att framställa helgrön diesel är så vitt jag vet ganska problemfritt idag. Det är mera en prisfråga. Då talar vi förstås om syntetisk diesel (bra för motorn) och inte rapsolja rakt ner i tanken (inte så kul för motorn).

    Om oljekällorna plötsligt sinade skulle det inte vara alltför svårt att ersätta den fossila oljan med syntetisk olja. Processen kräver väl en del energi, men vi har ju som tur är våra kärnkraftverk.

    /göte