Metanbílar til framtíðar

Fyrirlestur fyrir almenning

14. mars 2006

Þór Tómasson

Yfirlit

• Almennt um jarðefnaeldsneyti

• Gasmyndun og loftmengun

• Um bruna eldsneytis

• Metan á Íslandi

Almennt um jarðefnaeldsneyti

• Jarðefnaeldsneyti er almennt skipt í 3 flokka– Gas– Olíu– Kol

Um gas

• Jarðgas eða náttúrulegt gas– Er mest metan (CH4)

• En líka etan (C2H6) og etylen (C2H4), sem notað er í plastiðnaði

• Óhreinindi í jarðgasi eru oftast koldíoxíð (CO2),

brennisteinsvetni (H2S) og vetni (H2)

• Líka selt sem CNG (þjappað jarðgas) og LNG (jarðgasvökvi)

• Kósangas– Própan (C3H8) og bútan (C4H10)

– Líka kallað LPG (olíugasvökvi)

Um kol

• (Mór)• Brúnkol• Steinkol

– Kol eru mjög mismunandi með tilliti til:• Orkugildis• Öskumagns• Óhreininda• Tjöruinnihalds• O.fl.

– Þessir þættir skipta kolum upp í marga mismunandi flokka

Um olíu

• Bensín• Steinolía• Létt brennsluolía

– Gasolía• Díselolía

• Þyngri brennsluolía– Þyngri eimuð olía

– Svartolía af mörgum mismunandi gerðum• Flokkast í marga flokka svipað og kol

Myndun jarðefnaeldsneytis

• Kol, olía og gas myndast við lífrænt niðurbrot á timbri, gróðri eða lífrænu seti

• Hvað myndast fer eftir aðstæðum á hverjum stað og þeim tíma sem liðinn er frá því að niðurbrotið átti sér stað

• Gas myndast við hratt niðurbrot á auðbrjótanlegu efni eins og t.d. sorpi

Gasmyndun í urðunarstöðum

Hvað er loftmengun?

• Við tölum um mengað andrúmsloft þegar styrkur lofttegunda eða ryks eykst (eða minnkar) af manna völdum þannig að styrkur lofttegundanna getur verið hættulegur heilsu fólks, gróðri eða umhverfinu á annan hátt

Gasmengun á urðunarstöðum

• Metangas er miklu kraftmeiri gróðurhúsalofttegund en koldíoxíð

• Til að minnka losun gróðurhúsalofttegunda frá urðunarstöðum og öðrum stöðum (kúabúum og svínabúum) þar sem metan myndast þá er því oft brennt á staðnum

• Best er að geta nýtt orkuinnihald metans með því að nýta það í stað annars eldsneytis sem unnið er sérstaklega úr jörðu

Um hreinsun á gasi

• Mest allt gas þarf að hreinsa áður en það er brennt sem eldsneyti

• Gas sem myndast á urðunarstöðum þarf að hreinsa heldur meira en venjulegt jarðgas

• Við hreinsunina er fjarlægt koldíoxíð (CO2), brennisteinsvetni (H2S), ammoníak (NH3) og vetni (H2)

• Loks þarf að tryggja að ekki sé vatn í gasinu

Um bruna eldsneytis• Dæmi um hreinan bruna:

– Metan + súrefni => koldíoxíð + vatn + varmi– CH4 + 2 O2 => CO2 + 2 H2O + varmi

• Raunveruleikinn getur verið annar:– gas + andrúmsloft => koldíoxíð + vatn + kolmonoxíð + köfnunarefnisoxíð

+ óbrunnið eða hálfbrunnið gas + brunaleifar allra óhreininda í gasi + brunaleifa allra efna í andrúmslofti sem geta brunnið við þetta hitastig

– Bensín + andrúmsloft => koldíoxíð + vatn + kolmonoxíð + köfnunarefnisoxíð + óbrunnið eða hálfbrunnið bensín + brunaleifar allra óhreininda í bensín + brunaleifa allra efna í andrúmslofti sem geta brunnið við þetta hitastig

– Sama gildir um bruna díselolíu, þar kemur bara inn “óbrunnin eða hálfbrunnin díselolía + brunaleifar allra óhreininda í díselolíu” og hitastig við bruna er annað

• Gasið er yfirleitt mun hreinna heldur en bensín eða díselolía og því brennur það betur

Hreinsibúnaður á bílvélar

• Bensínvélar hafa vel þróaðan hreinsibúnað, þrívirkir hvarfakútur, sem hreinsa yfir 95% af kolmonoxíði, vetniskolefnum og köfnunarefnisoxíðum– CO + HC + NO => CO2 + H2O + N2

• Sams konar hreinsibúnaður virkar vel á metanknúna bíla

Bílar sem brenna metani

• Vélar geta brennt hreinu metani með sérstökum gaskveikjukerfi til að kveikja í metaninu (oftast stærri bílar)

• Mikil kostur er að stórar gasvélar eru mun hljóðlátari en stórar díselvélar

• Einnig er hægt að nota lítið breyttar bensínvélar sem nota bensín til að starta vélinni og skipta svo yfir á metan eftir að vélin er orðin heit

Samanburður á útblæstri

• Útblástursefni miðað við bensínvél: – Koldíoxíð 20% minna

Kolmónoxíð 74% minna Köfnunarefnisoxíð 36% minna Hærri kolvetni 60% minna

• Útblástursefni miðað við díselvél: – koldíoxíð 20% minna

Kolmónoxíð 90% minna Köfnunarefnisoxíð 60% minna Hærri kolvetni 80% minna

• Þetta er af heimasíðu metan. Þarna er ekki nefnt að útblástur lægri kolvetna er oftast meiri frá metanknúnum bílum samanborið við bensín-og díselbíla

Metan í Álfsnesi

• 1 Nm3 af hauggasi samsvarar:

0,57 Nm3 af hreinsuðu metani 97% hreinu 0,41 kg af hreinsuðu metani 97% hreinu 5,8 kWh af hráorku. 1 Nm3 af hreinsuðu metani = 1,12 lítrar af bensíniOrkulegt bensínjafngildi 95 oktan.

Metan í Álfsnesi

• Á Íslandi í dag eru örfáir metanknúnir bílar samanborið við það magn sem hægt er að fá frá Álfsnesi

• Metan á Íslandi dugar á nokkur þúsund fólksbíla, en er nú nýtt á nokkra tugi

• Sigrún fjallar nú meira um metanbílana, en hún á einn slíkan

Lokaorð

• Takk fyrir góða áheyrn