Ofta brukar biogasdrivna fordon tas upp som miljövänliga alternativ till elfordon. Genom rötning av gödsel och andra avfall framställs biogas som mest består av metan. Gasen kan sedan användas till att driva bilar, bussar och andra fordon utan fossila utsläpp.
Dagens artikel handlar inte om hur mycket metan, som är en växthusgas, som läcker ut under framställningen av biogasen. Eller hur biogas ofta blandas med fossilt naturgas på tankstationerna. Utan om att är bästa användningsområdet för biogas verkligen som fordonsbränsle?
Dr Scott Curran och hans forskarkollegor på Fuels and Engines Research Group vid amerikanska Oak Ridge National Laboratory har publicerat rapporten “Well-to-wheel analysis of direct and indirect use of natural gas in passenger vehicles” där de jämför effektivitetsgraden mellan att använda naturgas som fordonsbränsle direkt eller indirekt. De koncentrerade sig på skillnader efter att gasen har framställts, ifall gasen skulle tankas i fordon och förbrännas i motorer – eller om man framställer el i gaskraftverk istället och låter elen driva elbilar. Fram tills dess är processen exakt likadan med utvinningen av gasen. Av den anledningen kan man applicera deras resultat rakt av även på biogas.
Efter att gasen (naturgas såväl som biogas) har framställts ska den komprimeras, fraktas till tankstationer, tankas i bilar och förbrännas i deras motorer. På grund av framför allt förbränningsmotorns ineffektivitet kommer endast i genomsnitt 16.5% av ursprungliga energin till nytta, snurrar hjulen. Resultatet 11-22% är ett väldigt stort spann som beror på väldigt stora skillnader i energieffektivitet för bilens förbränningsmotor beroende på belastning och varvtal. Bilens förbränningsmotor kan endast omvandla 14-26% av tillförda energin till nyttig rörelseenergi och snurra hjulen – det mesta av energin går till spillo som värme.
Använder man däremot samma gas framställd på exakt samma sätt till att driva en gasturbin, och framställa elektricitet som driver en elbil istället får man i genomsnitt 28.5% total energieffektivitet. Främst tack vare gasturbinens högre energieffektivitet där hela 51% av tillförda energin omvandlas till elektricitet. I ett stationärt gaskraftverk kan man dessutom ta hand energin som försvinner som värme, spillvärmen kan användas som fjärrvärme för till exempel uppvärmning av bostäder. Elen skall sedan distribueras via elledningar och ladda bilens batterier som sedan kommer driva elmotorn som snurrar hjulen. Även dessa steg medför små energiförluster men slutsumman är ändå bättre.
Tankar man biogas i en bil får man endast runt 16.5% energieffektivitet – resten blir spillvärme. Använder man däremot samma gas till att driva en gasturbin, framställa el och driva en elbil med elen får man 28.5% total energieffektivitet – och man kan ta hand om det mesta av spillvärmen som fjärrvärme.
Det är 70% effektivare att framställa el av natur- och biogas och driva elbilar med det än att tanka gasen direkt i bilarna. Och ännu mer om kraftverket även framställer fjärrvärme.
Biogas är en del av naturliga kretsloppet och har mycket mindre miljöpåverkan än fossila bränslen. Men mest nytta gör den som bränsle till kraftverk – inte att tanka den i bilar.
