I skuggan av oljeproduktionstoppen blir det intressant att titta på olika sätt att transportera människor och gods med avseende på energiåtgången. Hur förhåller sig egentligen energiförbrukningen i en vanlig bensindriven personbil till den i en elbil av motsvarande storlek, för att inte tala om energiförbrukningen i ett tåg?
Diagrammet nedan sammanfattar relevanta data för ett antal transportmedel i två staplar. Den första stapen visar energiförbrukningen uttryckt i MJ per 100 personkilometer vilket innebär att siffran kommer att variera med antalet personer som färdas med fordonet. Den andra visar vad detta motsvarar i primärenergi baserat på en effektivitet vid omvandling till elektricitet på 35 %. Poängen med detta är att illustrera att en given energiförbrukning för ett elfordon kräver betydligt mer primärenergi i form av kol, gas eller liknande. Denna ökning är dock inte lika relevant om den elektriska energin kommer ifrån förnyelsebara energikällor som vind- eller vattenkraft eller från någon annan långsiktigt hållbar energikälla.
Tillägg: Om man nu verkligen ska ta hänsyn till primärenergin också för de konventionella drivmedlen borde denna stapel spegla den mängd råolja som går åt för att skapa en viss mängd bensin eller diesel. Vid raffineringen blir ungefär 45 % av en typisk tunna råolja bensin och 25 % blir diesel. Detta är siffror som inte går att justera nämnvärt utan som beror av sammansättningen kolväten som utgör den aktuella oljan. Med andra ord innebär det att 1 J bensin kräver 2,2 J råolja och 1 J diesel 4 J råolja. Jag har dock inte tagit hänsyn till detta utan behandlar de konventionella drivmedlen som primärenergi.
Den första raden är avsedd att utgöra någon form av standard, det vill säga en normal bil med genomsnittlig bränsleförbrukning, i detta fall 0,85 liter per 10 km. Vidare ser man hur en fullsatt bil påverkar energiförbrukningen per personkilometer på den nästkommande raden. Sedan följer ett antal varianter på framdrivning av personbilar där metanol och vätgas kan kräva en del förtydliganden. Notera att alla siffror i analysen är ungefärliga värden och att man kan tänka sig alla möjliga kombinationer av bränsleförbrukning och beläggningsgrad. Källa till en stor del av uppgifterna är David MacKays utmärkta bok Sustainable Energy – Without the hot air.
Metanol avser här bruk av metanol i en förbränningsmotor med en effekt motsvarande standardbilens. Bränsleförbrukningen i liter per mil blir något högre på grund av det låga energiinnehållet i metanol i förhållande till bensin. Detta motverkas dock av metanolens höga knackningsbeständighet varpå en metanoldriven motor kan göras betydligt effektivare. I kolumnen primärenergi avses här den energi som går åt för att skapa metanol på ett garanterat hållbart sett, det vill säga från vatten och koldioxid. En effektivitet på 50 % har antagits för produktion av vätgas genom elektolys och 70 % för omvandling av denna till metanol. Man kan också producera metanol från exempelvis biomassa med högre effektivitet (ca 60 % för hela processen) men någon hänsyn har inte tagits till detta.
Anledningen till att metanol och inte det idag dominerande etanol har valts som ett framtida alternativ till fossila bränslen är att det senare i betydande omfattning konkurrerar med produktion av föda. I exempelvis Brasilien hugger man dessutom ner värdefull regnskog för att ersätta den betesmark som konkurreras ut av sockerrörsodlingar avsedda för etanolproduktion. Detta förstör ekosystemet för såväl växter och djur som ursprungsbefolkning. Det finns dock förslag på att utvinna etanol från exempelvis odlingar av alger som inte skall inkräkta på befintliga åkermarker. Ytterligare en anledning till att metanol har valts är att det relativt enkelt kan konverteras till DME som är en fullgod ersättare till diesel. Tillägg: Metanol/DME är ett såpass intressant alternativ till fossila bränslen att jag avser återkomma med ett utförligare inlägg i detta ämne vid ett senare tillfälle.
Den vätgasdrivna bilen får sin energi från en bränslecell som använder väte som bränsle. Exempelvis metanol skulle också kunna användas som bränsle men här har alltså vätgas valts. När det gäller primärenergi antas, liksom för metanolen, att den produceras genom elektrolys av vatten. En effektivitet på 50 % har antagits för processen då den motsvarar det första steget i produktionen av metanol.
Om man bortser från det faktum att ett mycket enkelt och billigt sätt att minska energiförbrukningen, utan att behöva göra några som helst förändringar i vare sig fordonspark eller infrastruktur, är att åka så många som möjligt i bilen ser man att hybridbilar är relativt attraktiva ur primärenergisynpunkt. En ren elbil är självklart det mest energisnåla valet men om den elektriska energi som krävs vid uppladdning kommer ifrån kol, gas eller olja vinner man inte så mycket jämfört med att välja en snål bensin- eller dieselbil. Brytpunkten ligger runt en bränsleförbrukning på 0,45 liter/10 km för bensin. Under denna gräns krävs det mer primärenergi att ladda en elbil jämfört med att köra det bensindrivna alternativet.
De miljövänliga alternativen metanol och vätgas och också de attraktiva sett till ren energiförbrukning men destå sämre om man tittar på den primärenergi som krävs. Vid en första anblick ser vätgasalternativet överlägset ut men då måste man samtidigt ha de infrastrukturförändringar som måste genomföras i åtanke (även om det kanske finns alternativa lösningar till detta inom kort). För att dessa typer av bränslen någonsin skall kunna vara några alternativ krävs ett överflöd av billig och hållbar energi för produktionen av dem. Förutsätter vi dock att detta finns på plats, vilket vi kanske kan, är dock situationen en annan. Framförallt metanol, då detta alternativ inte kräver samma förändringar i den befintliga infrastrukturen som vätgas, är intressant.
Går man vidare och tittar på olika typer av kollektivtrafik blir det tydligt hur otroligt energisnålt det är att åka tillsammans. Kommer dock primärenergin från ändliga och smutsiga energikällor är det exempelvis effektivare att samåka fyra personer i en vanlig bil än att välja spårvagn (förutsatt att denna inte är fullsatt). Om man väljer samma bränslesnåla bensinbil (0,45 l/10 km) som i jämförelsen med elbilar är samåkning med fyra personer i denna lika energieffektivt som att åka tunnelbana. Hur man än vänder och vrider på det är dock ett välfyllt tåg det mest energisnåla alternativet.
Passagerarfartyg och –flyg hör egentligen inte till samma typ av transporter som de övriga men har ändå listats som jämförelse. När det gäller flyg avses interkontinentalt sådant och här har en Boeing 747-400 fått stå modell. Det är ganska intressant att notera att energiförbrukningen per passagerarkilometer är ungefär hälften av standardbilens. Passagerarfartyg är däremot ingen vinnare, men sjöfarten får sin revansch inom fraktsektorn.
När det kommer till godtransport är tabellen något förändrad och avser energiförbrukning per tonkilometer istället. Siffrorna som anges är ungefärliga då typen av gods som transporteras har stor betydelse för resultatet. Utgörs lasten av något med låg massa men stor volym blir energiförbrukningen per ton hög då en lastbil kanske måste lastas lätt av utrymmesskäl.
Det är ganska uppenbart att man bör undvika flygplan och lastbilar för godstransporter i den mån det är möjligt. Här hade det varit intressant att se hur en lastbil med elmotor och strömavtagare skulle stå sig i en jämförelse med en förbränningsmotordriven lastbil, men jag har inte lyckats hitta några sådana uppgifter. Tåg har överlägsen energieffektivitet när det gäller landtransporter, även med hänsyn taget till primärenergibehovet. Finns möjlighet är dock tunga lastfartyg ett utomordentligt energisnålt sätt att transportera gods. Fartyg är också de enda fordon där kärnreaktorer är möjliga framdrivningsalternativ, något som kan komma att bli intressant i takt med stigande oljepriser.
