Solceller vs biodiesel

SolarRoof

Vår medlem Blincoln har gjort en väldigt intressant och tankeväckande jämförelse i ett inlägg på vårt forum:

Man lär sig många saker om energi när man börjar läsa på om (och köra) Tesla. En sak är hur mycket energi en bil behöver för att åka framåt i rimlig hastighet – min Tesla behöver säkert 20 kW för att knuffa bilen framåt i konstant 90 km/h på platt mark. Samtidigt är min elbil 90% effektiv till skillnad från en diesel som är max 40% effektiv. Hur mycket energi bränner man då för att köra i 90 km/h med diesel?

Hur skapar vi den här energin som vi behöver på ett förnybart sätt? Det finns flera alternativ, solceller, vattenkraft eller vindkraft till elbilar. Odla oljeväxter för biodiesel för dieslar. Så vilket är mest effektiv av el och biodiesel, per kvadratmeter energiframställningsyta?

Låt oss räkna på en tung bil som vill ha 2 kWh/mil eller 0.7 l diesel per mil och att vi kör 1800 mil per år.

Först el genom solceller: En medioker solcell gör el av 17% av den inkommande solstrålningen (en riktigt bra ger 21-22%). En solig dag var som helst i världen lyser solen med cirka 1 kW/kvm som mest om man räknar yta direkt riktad mot solen, och därmed får vi 170 W som bäst per kvm solcell. Årsproduktionen i södra Sverige är cirka 1000 Wh/W solcell – väl värt att notera att det nästan bara beror på vädret under året, inte att man är mer eller mindre nära ekvatorn – på Kreta får man närmare 3000 Wh/W per år :oops:
Årsproduktionen för en medioker solcell i södra Sverige blir då cirka 170 kWh per kvadratmeter. På 25 kvm får vi ut 25*170 = 4250 kWh per år. Ska det ladda en elbil så har vi kanske 85% effektivitet till batteriet och därmed får vi 3600 kWh el i bilen som räcker till just 1800 mil per år.

Biodiesel genom att odla oljeväxter: På Wikipedia finns den intressanta sidan Table of biofuel crop yields som listar hur många liter biodiesel man får per år och kvadratmeter genom att odla olika växter. I Sverige går raps utmärkt att odla. Hur mycket behöver vi då för 1800 mil per år?
Vi behöver 1800×0.7 = 1260 liter biodiesel. Raps (rapeseed) ger enligt sidan ovan 1190 l/hektar/år vilket gör att vi behöver 1.05 hektar odlingsyta dvs 10500 kvadratmeter.

Att köra tung elbil som drivs på solcellsel i södra Sverige kräver alltså 25 kvadratmeter solceller. Motsvarande biodieselbil kräver 10500 kvadratmeter odlingsyta.

Det är 420 gånger gånger effektivare med elbil och solceller.

 

Egentligen är det inte så oväntat att det är mer effektivt att i ett enda steg omvandla solenergi till el som lagras i ett batteri och sedan driver en elmotor istället för att låta växter använda samma solenergi till att framställa druvsocker via fotosyntes, som via ytterligare kemiska reaktioner blir rapsolja i plantor som en bonde måste åka ut på åkern och skörda, sedan frakta till fabrik där rapsoljan utvinns – och sedan frakta oljan till raffinaderi där biodiesel framställs, för att sedan åter igen frakta dieseln till tankstationer där den tankas i fordon och sedan förbränns i en motor som av tillförda energin framställer mer värme än framdrivning av hjulen. Men att det var en sådan enorm skillnad kan vara ögonöppnare för många.

25 kvadratmeter takyta att placera solpaneler på kan de flesta hitta i sin närhet. En hektar odlingsarea är lite svårare att hitta. Tittar vi på totalt areabehov för Sveriges transporter talas det om halva Öland mot ca en tiondel av hela Sveriges area. Nästan dubbelt så mycket åkermark som vi har i landet.

 


TCS två år sedan: Ladda med solceller

För två år sedan gick vi igenom hur man kan ladda sin elbil med solceller på garagetaket – trots att man inte ens är hemma på dagen, när solen lyser.

Bookmark the permalink.
  • Olof Persson

    Samtidigt så krävs det ju tillverkning och lagring för solcellerna och elbilen som kräver mer resurser (både energi och material) i initialskedet, så det blir ju inte en riktigt rättvis jämförelse. Elbilar är onekligen (mycket) mer effektiva, men skillnaden är inte så stor som beskrivs här. Just detta diskuterades i samband med en lyssnarfråga i förra veckans Vetenskapsradion Klotet (https://sverigesradio.se/sida/avsnitt/1067322?programid=3345 hoppa fram till ca 35 min)

    • zyax

      Den haltar lite, det är helt klart. Svaret ligger väl någonstans mittemellan det i programmet och det Blincoln kommit fram till.
      Ska vi jämföra nytillverkade bilar så kostar ju dieselbilen också tillverkning, exakt hur mycket det går åt för olika biltyper tvistar de om, den berömda rapporten från IVL jämförde batteriers tillverkningspåverkan jämfört med 0 i tillverkningspåverkan för en fossilvariant.

      Den stora grejen med batterier och el-framställning är att båda segmenten kan verka för att nå 0 i koldioxidpåverkan om man förändrar produktionen och transporterna. Med fossiler så är det omöjligt att nå 0 om man inte fuskar med koldioxidkompensation.

    • Marcus

      Fast samtidigt har man ju förenklat (eller minskat ner) processkedjan för framställningen av biodiesel ganska kraftigt. Medan man antar att ca 15% av elen försvinner på vägen från solcellerna till bilens batteri, vilket känns ganska mycket överkant, så räknar man bara hur många liter biodiesel som kan tillverkas utav en viss areal åkermark. Men det finns inga uppgifter om transportförluster, energiåtgång för själva raffineringen, all diesel som går åt när traktorn plöjer, harvar, sår, sprutar bekämpningsmedel på rapsen, skördar rapsen, osv. Allt detta förbrukar också energi. Och förmodlingen inte så lite heller. Skulle alla dessa processer också drivas med biodiesel, vilket jag antar att Wikipedias siffror inte utgår ifrån, så skulle odlingsytan öka ännu mera.

      • ME

        Icke heller att förglömma gödsling, kväveläckage, utarmning av mark och slitage på den biologiska mångfalden. Kommer gödseln från rapsodling från olja?

        Tittar man på vanlig diesel så är kostnaderna/energiförbrukningen för oljans krig inte medräknade. Eller för den delen energiåtgång och kostnader för sanering efter oljekatastrofter.

        En sak som jag tycker är intressant är att göra ett tankeexperiment: Ställ dieselmotorn i källaren, använd dess rörelseenergi för att ladda en elbil och dess värme för att värma huset. Värmen från en dieselmotor som slukar 2500 liter om året (2 st personbilar á 1800 mil) räcker gott och väl för att värma en villa.

    • Axel Svensson

      Det krävs ju en del för tillverkning och lagring av diesel också, både energi och material. Dessutom så kostar tillverkningen och transport av diesel som sagt var både energi och material. Transportförlust av elen har ju räknats in i laddeffektiviteten på 85% i exemplet ovan men inga kostnader för dieseln har tagit upp.

    • Top 12

      Tillverkning av solceller kräver natuligtvis material och energi med det gör även produktion och leverans av diesel i olika form. Solceller verkar hålla betydligt mycket längre än de 25 år som garantin att 80% av effekten skall vara kvar enligt garantin. Kanske det dubbla. Samma sak gäller Teslas batterier 8 år garanti att 80% av effekten skall vara kvar men det lutar mer åt att de efter 20 år har 80% effekt kvar och inte ens då kommer man behöva byta ut varken solceller eller Tesla batterier.
      Vetenskapsradion gör sina antaganden på gammal föråldrad information de behöver uppdatera sig !
      Det dom vet om ICE bilar gäller säkert men det dom vet om BEV gäller inte Tesla.
      Sen är det det privatekonomiska aspekten på det hela. Solpanelerna är återbetalda efter 5 – 10 år sen sköter dom sig själva och skapar gratis el. All annan bränsle kommer alltid att kosta och vem vet kanske inte ens 15 kr per liter räcker.

      • Olof Persson

        Om du vill kommentera något är det lämpligt att kolla vad som verkligen sägs först. Frågan forskaren hade att besvara var ”hur stor yta skulle krävas av skog eller annat för att försörja Sverige med fossilfria bränslen”. Han konstaterade att svaret var ungefär a) halva den produktiva skogen, b) solceller på halva Öland eller c) rapsodling på dubbla den svenska åkerarealen.

    • G F

      Helt rätt fast det är bättre att man lyssnar från ca 30:20 så man får hela sammanhanget av frågan.https://sverigesradio.se/sida/avsnitt/1067322?programid=3345

  • Erik Åslund

    Bra spaning, men det slutar inte där. EREOI är mycket högre för solel än för biodiesel. Alltså man får ut mycket mer energi med solel per mängd investerad energi, än med biodiesel. Det är också så att rapsodlingen kräver en massa mark, som bearbetas, dieseln för bearbetningen av marken är inte enbart en energifråga. Sen kräver rapsen en massa bekämpningsmedel då det är mycket känsligt för angrepp. Och så behövs en massa gödning, inte bara kväve, som vi skulle kunna odla fram eller framställa med förnybar energi eller biogas, utan även en massa fosfor, vilken kommer ”ta slut”, alltså den billiga brytbara fosforn kommer ta slut i världen. Vi lyckas inte ens tillgodose vårt inhemska behov av rapsolja för livsmedel.

    Solceller/paneler har sina problem, med de är jämförelsevis praktiskt taget försumbara jämfört med biodiesel. Särskilt om man bygger in solelsfunktion i takytskikt som man ändå ska ha.

  • tolvman

    ..sen kan man roa sig med samma beräkning i England, Tyskland eller Italien

  • Eldaria

    Och om man nu hittar en hektar att odla biodiesel på, ja då kan man installera solceller där istället.

    • G F

      Absolut inte!
      Vi behöver varenda hektar till matproduktion, vi måste sluta att systematiskt förstöra denna bristvara.
      Solpaneler behöver inte någon mylla för att producera el, de ska sitta på mark vi inte kan använda till något annat, exempelvis hustak är perfekt.Solpaneler på vart fjärde tak i söderläge skulle täcka hela Sveriges behov har jag för mej att det var. Om vi kan lösa lagringsproblemet förstås, men potentialen finns definitivt där.

  • Petri Heikkinen

    Räkna med en del avgaser från förbränningen också. Lagring av bränsle i större tankar.