Bakgrund

Det övergripande målet för projektet är att identifiera bränslen som kombinerar utmärkta förbränningsegenskaper med hög långsiktig hållbarhet. Eftersom det tar lång tid och är förknippat med beteendeförändringar och kostnader att byta ut en fordonsflotta har vi lagt huvudfokus på bränslen som kan användas i befintlig fordonsflotta (flytande drop-in-bränslen). Ett arbetspaket fokuserar på grundläggande förbränningsegenskaper för att öka förståelsen för möjligheten att kombinera nytt bränsle med nytt framtida motorkoncept (varken bensin eller dieselmotor, WP1). Bränslealternativ för diesel- och bensinmotorer testas och analyseras på Chalmers (WP2) och KTH (WP3). Utöver den experimentella forskningen görs även systemstudier för att bedöma bränslenas produktionskapacitet, kostnader och miljöprestanda (WP4, WP5).

Projektet är ett nationellt samverkansprojekt, finansierat av Energimyndigheten, med aktörer från akademi, bränsle- samt sjöfart- och fordonsindustri, dvs Chalmers tekniska högskola, Chalmers Industriteknik, Chevron, f3, KTH, Lantmännen, Lunds tekniska högskola, Perstorp AB, Preem, Scania AB, st1, Saybolt Sweden AB, Stena Line, Volvo AB och Volvo Cars.

Metod

Studierna startar med att identifiera intressanta bränslematriser utifrån teorin kring bränslens egenskaper. Detta ger ett stort antal bränsleblandningar som systematiskt testas och analyseras. I WP1 testas varje blandning utifrån frågorna “is it sensitive?”, “is it consistent?”, “is it transferable?”, Beroende på om frågorna kan besvaras med ja eller nej tas bränsleblandningen vidare till stegen “update mix specification” eller “Test more fuels” och slutligen “Final mix description”. I WP2 testas blandningar av framför allt kemikalierna 2-ethylhexanol, n-octanol, n-decanol and 2-proylheptanol. I WP3 testas blandningar av metanol, etanol, n-butanol, iso-butanol, MTBE och ETBE. Egenskaper som undersöks är bla verkningsgrad, utsläpp, tändningsfördröjning, förbränningshastighet, knackning. WP4 och WP5 fokuserar på de alternativa bränslena 2-etylhexanol (2-EH), OME_3-5, 2-methyltetrahydrofuran (2-MTHF), n-oktanol, n-dekanol, di-n-butyl ether (DnBE), samtliga producerade från lignocellulosa. Stort fokus har även lagts på elektrobränslen (bränslen från el, koldioxid och vatten). Metoder som används i kostnads- och miljövärderingarna är exempelvis livscykelanalys, resursanalys, mass- och energibalans, processintegration, kostnadsminimeringsmodellering och multikriterieanalys.

Resultat och slutsats

Testresultat visar att samtliga blandningar, jämfört med fossil diesel, minskar utsläppen av koldioxid och sot utan att försämra varken verkningsgrad eller utsläppen av kväveoxider (NOx) och kolväten (HC). Jämfört med bensin ses en förbättrad verkningsgrad och en minskning av samtliga utsläpp. WP4 och WP5 har detaljstuderat tre utvalda produktionskedjor för 2-etylhexanol från lignocellulosa, genererat mass- och energibalanser och räknat fram de totala växthusgasutsläppen ur ett livscykelperspektiv. Känslighetsanalyser har fokuserat på mängden samproduktion av biprodukter, värme och el. Möjligheterna att integrera produktionskedjorna i befintlig processindustriell infrastruktur utvärderas. Utvärdering visar väl fungerande miljö- och energiprestanda för 2-etylhexanol. Slutsatser från den kostnadsminimerande energisystemmodelleringen, där fokus var att analysera under vilka förutsättningar som elektrobränslen kan bli konkurrenskraftiga, är att elektrobränslen inte är en kostnadseffektiv lösning för att klara klimatmålen om ifall koldioxid kan lagras i underjorden (CCS). Om lagringsmöjligheten skulle vara begränsad (tekniska skäl eller brist på acceptans), kan elektrobränslen fylla en viktig, kompletterande, roll i den globala bränslemixen för att nå ambitiösa klimatmål.