KTH-forskare har applicerat en teknik på lastbilar som gör att dessa fordon drar mindre bränsle. Som en effekt av tekniken blir det också mindre utsläpp av växthusgaser, några ton koldioxid per lastbil och år. Arash Risseh, forskare på KTH, berättar att lösningen också skulle kunna ta plats ombord på färjor, i vägtunnlar och våra hem.

Arash Risseh, forskare på avdelningen för elkraftteknik vid KTH. Foto: Peter Larsson. 

Enligt den årliga miljörapport som EU-kommissionen ger ut så står transportsektorn i Europa för cirka 25 procent av utsläppen av växthusgaser. Fem procent utgörs av bland annat flygtransporter, medan 20 procent är utsläpp från fordon som färdas på våra vägar.
Arash Risseh, forskarstuderande på avdelningen för elkraftteknik vid KTH, säger att det största problemet med vägtransporter är den låga verkningsgraden hos förbränningsmotorn i bilar och lastbilar. 40 procent av bränsleenergin används till att förflytta fordonet framåt, resten försvinner som värmeförluster.
– Av de 60 procent av bränsleenergin som inte används att driva lastbilen framåt försvinner 30 procent i värme direkt från avgasrören. För en lastbil vars motor utvecklar 440 kW, vilket motsvarar en genomsnittlig lastbil, är det 132 kW som försvinner i värme som släpps ut via avgasröret. Det är jämförbart med att en vanlig personbils motoreffekt går till spillo, säger Arash Risseh.
Hur stora besparingar pratar vi om ifall tekniken, som bygger på termoelektrisk energiomvandling, används på lastbilar? För samma normalstora lastbil som omskrivs ovan, ett 40 ton tungt fordon med typisk förbrukning, rutt, sträckor på samtliga växlar och inbromsning har Arash Risseh siffror.
– Det nuvarande systemet som har utvecklats av KTH, Scania och en rad samarbetspartner möjliggör en besparing på minst 750 liter diesel per lastbil och år, och ger minskade utsläpp om två ton koldioxid under samma tidsperiod. Detta samtidigt som mängden värme som släpps ut till miljön blir mindre, säger han.
Tekniken, som alltså kallas termoelektrisk generator (förkortat TEG), fungerar i KTH:s fall så att den plockar värme från avgassystemet i en Scanialastbil och omvandlar värmeenergin till el. Elektriciteten matas sedan tillbaka till lastbilens elsystem. Detta gör att lastbilens generator inte behöver arbeta lika hårt. Avlastar man generatorn så avlastar man också förbränningsmotorn. Detta gör att hela lastbilen får bättre verkningsgrad och därmed sparar man både bränsle och utsläpp vilket varit målet med forskningsprojektet.
– Det unika är att vi fick konstruera, bygga och testa en hel lastbil med TEG-tekniken. Vi kunde alltså se att tekniken fungerar på en riktig lastbil under verkliga förhållanden, säger Arash Risseh.
TEG är inte den enda tekniken som det forskas om och arbetas med i syfte att förbättra motorers verkningsgrad och förbättra bränsleförbrukningen. Arash Risseh nämner värmeåtervinningssystemet som är baserat på organisk rankinecykel (ORC) som ett annat exempel.
– ORC har fördelen att det går att utvinna mer energi. I övrigt är fördelarna med TEG många fler. TEG är nämligen betydligt lättare teknik med mycket kortare responstid än ORC. TEG:s tekniska komplexitet är också mycket mindre vilket är en stor fördel, säger Arash Risseh.
TEG-tekniken har inte bara en naturlig plats i lastbilar, den kan även användas på en rad andra ställen.
– Där man använder energi finns det spillvärme, och där kan också TEG användas. Som exempel kan färjor nämnas. Här råder inte heller någon platsbrist vilket kan vara fallet annars. I Facebooks serverhall i Luleå finns det mycket spillvärme att användas sig av. Tittar vi på hushållen kan man fråga sig var allt varmvatten tar vägen när vi duschar. Jo, ner i avloppet för att försvinna. Även här skulle energi kunna utvinnas, säger Arash Risseh.
Han lägger till att tekniken är moduluppbyggd, vilket gör att man kan använda den i sådan stor skala och utsträckning som önskas och plats medger. I Scanialastbilen används närmare 500 moduler, medan en enda modul skulle kunna användas för att driva mindre sensorer i vägtunnlar och bilar. Här är fördelen att man slipper dra kablage för sensorernas strömförsörjning, vilket i fallet med så väl bilar som tunnlar är bra då det kan handla om mycket långa kablar.
I forskningsprojektet, som går under namnet "Termoelektrisk Generator för Återvinning av Spillvärmeenergi", ingår förutom KTH och Scania även Eberspächer, TitanX och Swerea IVF som samarbetspartner. Forskningsarbetet har bland annat finansierats med 8,2 miljoner kronor från Energimyndigheten.
KTH och avdelningen för elkrafttekniks roll i forskningssamarbetet har bland annat varit att ta hand om den elektriska effekten som kommer ut från TEG och sedan skicka den vidare till lastbilens elsystem. Detta med en verkningsgrad på 98 procent.

Filed under: SvenskTeknik