Diesel på rapsolie: et gennembrud, der kan rokke ved elbilernes position?

En overraskende idé med seriøs videnskab bag sig

Russiske forskere har udviklet en metode, der gør det muligt for en klassisk dieselmotor at køre på almindelig rapsolie i stedet for konventionel dieselbrændstof fra råolie. Det lyder måske som et garageprojekt, men der er et solidt videnskabeligt fundament bag idéen.

Et hold fra RUDN-universitetet har demonstreret, at en motor efter en række ændringer kan forbrænde vegetabilsk olie effektivt, reducere udledningen af skadelige stoffer og forbruge mindre brændstof end tidligere forsøg med biobrændstoffer. Spørgsmålet melder sig naturligt: Kan den slags løsninger på sigt true elbilernes stadig stærkere position?

Hvad det nye dieseltrick egentlig går ud på

En dieselmotor er konstrueret til at køre på konventionel mineralolie. Rapsolie har helt andre egenskaber — den er tykkere, fordamper dårligere og forstøver ikke særlig godt i forbrændingskammeret. I praksis betyder det ujævn motorkørsel, højere brændstofforbrug og mere synlig røg fra udstødningen.

Ingeniørerne bag Lomonosov-projektet og RUDN-universitetet valgte ikke at kæmpe mod selve biobrændstofsidéen, men i stedet at angribe problemet med brændstofindsprøjtningen. De undersøgte grundigt, hvordan en motor opfører sig med ren rapsolie sammenlignet med klassisk diesel, og forbedrede derefter systematisk det element, der igennem mange år har voldt størst besvær i sådanne eksperimenter: selve indsprøjtningsprocessen.

Nøglen ligger ikke i selve biobrændstoffet, men i præcis tilpasning af indsprøjtningen, dysernes geometri og blandingsforholdet — så motoren "forstår" vegetabilsk olie som sit naturlige brændstof.

Det største problem: at tæmme vegetabilsk olie

Tanken om at bruge ren rapsolie direkte — uden at omdanne den til konventionel biodiesel — har længe tiltrukket både forskere og landmænd. I teorien kan den produceres lokalt, på en mark ved siden af et landbrug eller et biogasanlæg. Virkeligheden har vist sig langt mere kompliceret.

Hvorfor motorer ikke bryder sig om rå vegetabilsk olie

Når vegetabilsk olie bruges i en traditionel dieselmotor, opstår der altid de samme vanskeligheder:

• Dårligere forstøvning af brændstoffet i cylinderen
• Øget specifikt brændstofforbrug
• Højere emission af sodpartikler og andre forureningsstoffer
• Problemer med koldstart ved lave temperaturer
• Hurtigere slid på indsprøjtere og aflejringer på ventilerne

RUDN-holdet gennemførte derfor systematiske tests og sammenlignede den samme motors adfærd med to forskellige brændstoftyper:

Undersøgelserne gjorde det muligt præcist at identificere de svage punkter ved rå vegetabilsk olie i brændstofsystemet og forbrændingskammeret. Først på dette grundlag designede ingeniørerne deres pakke af forbedringer.

Hvad der konkret blev ændret i motoren

Det mest bemærkelsesværdige ved denne historie er, at der slet ikke er tale om at bygge en helt ny motor. Forskerne modificerede de dele af dieselmotoren, der styrer dosering og forstøvning af brændstoffet.

Præcisionsindsprøjtning og ny dysegeometri

De primære ændringer dækkede følgende områder:

• Regulering af indsprøjtningens starttidspunkt
• Finjustering af indsprøjtningstryk og -varighed
• Ændring af kanalgeometrien i dyseenheden
• Tilpasning af brændstofsystemet til oliens højere viskositet
• Valg af de rette blandingsforhold for biobrændstoffer

Med de rette indstillinger begyndte motoren at forbrænde rapsolie på en måde, der ligner den kendte oplevelse fra kørsel på normal dieselolie langt mere. Forskellene i ydelse og kørselskvalitet blev markant mindre, og brændstofforbruget holdt op med at stige dramatisk.

Tilpasningen af indsprøjtningsvinklen og dysens form sikrede bedre forstøvning, bedre blanding med luft og mere fuldstændig forbrænding — hvilket reducerede røgudvikling og effekttab.

Hvad det betyder for miljøet

Det, der interesserer politikere og miljøforkæmpere mest, er ikke den tekniske fidus i sig selv, men effekten på emissioner og det samlede energiregnskab. Og her er forsøgenes resultater særligt interessante.

Færre giftige udstødningsstoffer og mindre råolieafhængighed

Ifølge beskrivelsen af eksperimenterne udledte en velindstillet rapsoliedrevet motor færre giftige komponenter i udstødningsgassen, herunder kvælstofoxider og kulilte. Det er desuden vigtigt at huske:

• CO₂ fra biobrændstofforbrænding vender delvist tilbage i kredsløbet, fordi planterne allerede har optaget det tidligere
• Rapsolie kan produceres lokalt, hvilket reducerer behovet for råolieimport
• Landbrugsmaskiner og byggemaskiner er de sektorer, hvor elektrificering går langsomst

Det åbner en mulighed for, at en del af de tunge anvendelser, der er vanskelige at elektrificere, kan gå over til biobrændstoffer af vegetabilsk oprindelse — uden at hele maskinparken skal udskiftes med kostbare nye konstruktioner.

Er det reel konkurrence for elbilerne?

Spørgsmålet om, hvorvidt den slags opfindelser kan betyde begyndelsen på elbilernes tilbagegang, har ikke et enkelt svar — uanset hvad sensationsprægede overskrifter måske vil antyde.

Hvor rapsolie har fordelen over batteriet

Der er segmenter, hvor en velindstillet biodieselmotor vil være meget attraktiv:

• Landbrugsmaskiner, der arbejder langt fra elnettet
• Ældre lastbiler og busser, der kan moderniseres frem for at blive udskiftet
• Køretøjsflåder i lande med svagt udbygget ladeinfrastruktur
• Specialudstyr til brug under ekstreme forhold

I sådanne situationer er opladning af et stort batteri logistisk besværligt eller rentabilitetsmæssigt katastrofalt, mens lagring af flydende brændstof simpelthen er nemmere.

Hvor elbilen stadig vinder

Personbiler i store byer er en helt anden sag. Mange kommuner ønsker aktivt at begrænse eller helt udelukke dieselbiler fra deres gader. Elbiler lokker med:

• Ingen lokal udledning i trafikpropper
• Stille drift i tæt bebyggede områder
• Billigere drift ved typisk bykørsel
• Mulighed for opladning hjemme eller i boligområdet

Selv hvis en del dieselmotorer skifter til rapsolie, ændrer det ikke det faktum, at lovgivningen i mange europæiske byers centrum i stigende grad favoriserer elbiler og plug-in-hybridbiler.

Hvordan drivmiddellandskabet kan se ud om få år

RUDN-forsøgene peger snarere på en retning end på en revolution: transportens fremtid vil ikke blive domineret af én enkelt løsning. I stedet for "enten elbil eller diesel" er der ved at tegne sig en blanding af teknologier, hvor de forskellige sektorer vælger det, der bedst kan betale sig for dem.

I byerne vil antallet af elbiler stige, mens moderniserede dieselmotorer drevet på rapsolie eller andre biobrændstoffer kan arbejde på markerne og byggepladserne.

Et sådant scenario reducerer presset for en øjeblikkelig udskiftning af hele den tunge køretøjsflåde. Det giver desuden vejrtrækningsrum til lande, der endnu ikke er klar til masseudbygning af ladestandere, men til gengæld råder over et stort landbrugsgrundlag og kan producere biobrændstoffer lokalt.

Hvad teknologien betyder for den almindelige bilist

Ejeren af en typisk kompaktbil fra en dansk forhandler vil ikke inden for den nærmeste fremtid kunne tanke ren rapsolie ved en tankstation. Regulatoriske, skattemæssige og tekniske hindringer står i vejen for en sådan ændring. Det vigtigste er noget andet: det er nu bevist, at en dieselmotor med gennemtænkte modifikationer kan fungere på et fuldstændig vegetabilsk brændstof — uden katastrofale konsekvenser for ydelsen.

For flådeejere, landmænd og transportvirksomheder er det et signal om, at dieselen ikke behøver at forsvinde — den kan gennemgå en transformation. I stedet for udelukkende at investere i nye tunge elbiler kan nogle aktører overveje at modernisere eksisterende motorer og skifte til lokalt produceret biobrændstof.

Denne retning indebærer naturligvis risici. En motor, der ikke er ordentligt forberedt til vegetabilsk olie, slides hurtigere ned, og rapsdyrkning konkurrerer om landbrugsjord med fødevareproduktion. Omvendt kan en bedre udnyttelse af landbrugsaffald og energiafgrøder mindske presset på fødevaremarkedet.

For forbrugeren på lang sigt handler det om én ting: større mangfoldighed af drivmiddelteknologier giver større chance for priskonkurrence. Elbiler, hybridbiler, brint og raffinerede biobrændstoffer vil konkurrere om bilisten. Den situation kan accelerere udviklingen inden for alle disse teknologier — og forskning som den fra RUDN-universitetet vil der ganske enkelt komme mere af.