Bio-DME driver lastbilar lika effektivt som diesel
Lastbilsbränslet bio-DME kan ge klimatneutrala vägtransporter. Bränslet är förnyelsebart, energieffektivt och har låg miljöpåverkan. Dagens dieselmotorer kan också med relativt lätta anpassningar nå samma verkningsgrad med DME som med diesel – och klara avgaskraven med enklare rening – visar en ny avhandling.
DME (dimetyleter) är högintressant som lastbilsbränsle. Det tycker bland annat Volvo Powertrain som i samarbete med EU, Energimyndigheten, bränslebolag och transportbolag undersöker möjligheten till en storskalig satsning på DME. Framställt ur svartlut från massaindustrin kallas bränslet för bio-DME. Fälttester pågår av tio DME-drivna lastbilar.
En svårighet har varit att genom DME-drift kombinera låga utsläpp med låg bränsleförbrukning. Den nöten är doktorerande Henrik Salsing på väg att knäcka. Han har anpassat dagens dieselmotor för att få DME att brinna så snabbt och rent som möjligt. Bland annat har han justerat insprutningssystemet och kolvens form.
– DME brinner sotfritt, vilket är ett fantastiskt utgångsläge för en miljöanpassad dieselmotor. Mitt arbete har sänkt bränsleförbrukningen ungefär 20 procent och kolmonoxidutsläppen hela 90 procent jämfört med att använda DME i en vanlig dieselmotor, säger Henrik Salsing, industridoktorand från Volvo som försvarar sin avhandling på fredag 2 dec.
– Förbränning av diesel i en kolvmotor är en process som man har optimerat under hundra års tid, så det är svårt att komma med revolutionära förbättringar där. Men om vi byter till ett optimalt bränsle och anpassar motorn efter det kan vi åstadkomma stora förbättringar. Det är det jag har visat.
Eftersom bränslet brinner rent och sotfritt minskar behovet av avgasefterbehandling i form av katalysatorer och filter för att ta hand om utsläpp. En DME-motor skulle kunna göras enklare, billigare och få längre förväntad livslängd, bedömer Henrik Salsing.
DME används idag som drivgas i sprayburkar och är giftfritt. Som bio-DME produceras det förnyelsebart och med låg miljöpåverkan. Det har också goda lufthavskemiska egenskaper. Bio-DME sänker koldioxidutsläppen med 95 procent jämfört med traditionella bränslen som bensin och diesel. Ändå är det förhållandevis tyst kring DME. Bland fordonstillverkare är Volvo och japanska Isuzu de tydligaste förespråkarna av bränslet.
– Många föredrar enkla och snabba lösningar i dagsläget, istället för att ta ett stort tekniksteg framåt. En vanlig lösning är att blanda rapsolja i vanlig diesel. Då får man ett delvis förnyelsebart bränsle, som kräver mycket energi för att produceras. Det fungerar på kort sikt men utgör ingen hållbar lösning på lång sikt, säger Henrik Salsing.
Tiden talar för bio-DME, tror han. Men en introduktion kräver samarbete mellan industri och myndigheter och ganska stora initiala investeringar.
– DME har i jämförelse med andra förnyelsebara bränslen mycket högre verkningsgrad i tillverkningsledet. Under förbränningen har diesel något högre verkningsgrad ännu, men vi är nära. Fortsätter vi utvecklingen är bio-DME väldigt snart ikapp och möjligen också förbi. Nästa viktiga steg är att prova förbättringarna som vi kommit fram till i lastbil på väg, säger Henrik Salsing.
DME kan ersätta hälften av Sveriges fordonsdiesel
Dimetyleter, DME, är en gas men omvandlas till vätska redan vid det låga trycket fem bar. DME både lagras och transporteras i vätskeform. Hanteringen liknar den för gasol. Vanliga användningsområden idag är som drivgas i sprayburkar och som bränsle för matlagning och uppvärmning av hus i Asien. Energitätheten hos DME är ungefär 55 procent av den hos diesel. Det krävs alltså nästan dubbelt så stor volym DME som diesel för en given körsträcka.
Bränslet framställs genom förgasning av en råvara, exempelvis biomassa. Den så kallade syntesgas som bildas katalyseras sedan till DME. Förgasning av svartlut, som är en biprodukt från massaindustrin, är en effektiv metod att tillverka biobaserad DME. Cirka hälften av bränslet för den tunga fordonstrafiken i Sverige kan tillverkas på detta sätt vid full utbyggnad.
Hela energikedjan, från tillverkning av bio-DME till användning av lastbilar i kommersiell drift provas inom BioDME-projektet, som är ett industriprojekt med stöd av EU:s 7:e ramprogram och Svenska Energimyndigheten.
Chalmers i Göteborg forskar och utbildar inom teknik, naturvetenskap och arkitektur, med en hållbar framtid som allomfattande vision. Chalmers är känt för sin effektiva innovationsmiljö och har åtta styrkeområden av internationell dignitet – Energi, Informations- och kommunikationsteknologi, Livsvetenskaper, Materialvetenskap, Nanovetenskap och nanoteknologi, Produktion, Samhällsbyggnad och Transport.
Kontaktinformation
För ytterligare information, kontakta:
Henrik Salsing, Tillämpad mekanik, Chalmers, 031 323 41 21, salsing@chalmers.se [Ref 4]
