Många bäckar små.

Att köra elbil MÅSTE ju vara effektivare?

Jaså måste den?

Ja en elmotor är ju så mycket effektivare än en förbränningsmotor, den är ju 3 gånger effektivare, då blir de ju 3 gånger bättre.

Nej... som vanligt är den allmänna uppfattningen helt fel. Att en elmotor är 3 gånger bättre än en förbränningsmotor stämmer förvisso ganska väl, men förlusterna stannar inte där.

En sådan sak som transmissionsförluster är faktiskt en ganska stor faktor. Transmissionsförluster i stamelnätet är faktiskt mer än dubbelt så stora som all el som produceras av vindkraften, ca 3MWh/år. El ledningarna är dessvärre resistiva, det innebär att förlusterna blir större ju mer man belastar dem.

Men text är jobbigt så här kommer en bild.

Så små förluster som 2% kanske inte verkar som de spelar någon roll, men kombinationen av förlust på förlust på förlust är dödlig.
Elbilen har två vägar att gå, eller egentligen 4, men jag har kombinerat ihop de två bättre och de två sämre. Den bättre vägen, den gröna på bilden, är ett högeffektivt LiFePO4 batteri med en PM-AC motor, även Li-ION och Li-polymer ger likande verkningsgrader.
Den blåa vägen är ett sämre Nickelbaserat batteri, även blybatterier ger likande dålig verkningsgrad, med en elektronmagnetiserad DC motor, en vanlig typ. Det finns även kombinationer. De flesta moderna hybridbilar har elektromagnetisk AC motorer, dessa är dock bara måttlgit bättre. PM-AC motorer är fortfarande mycket ovanligt (känner inte till något fordon, varken hybrid eller elbil som har det idag)

Nikelbaserade batterier är det som dominerar idag i fordon så som RAV4 (som har slutat tillverkas) och Priusen.

Och poängen blir:
PM-AC&Litium: 27%
DC&Nickel: 17%

Men hur blir de då för förbräningsbilen, den kan ju inte köra på träklossar den heller.

Så här ser processen ut. Skogskörningsprocessen försummar jag precis som tidigare, då den är lika för de två. Även här blir det en grön och en blå väg. Den blåa vägen är otto i stadsmiljö bil och den gröna är en diesel bil i landsvägs körning. Även om en bil drar mer bränsle i höga hastigheter, så blir verkningsgraden högre. Därför ser man en större ökning av bränsleförbrukning för elfordon än förbräningsfordon i höga hastigheter.
Sifforna blir som följer.
Gröna vägen: 29%
Blå vägen: 17%

Faktum är att det finns ett 3:e och mer komplicerat sätt att få fram bränsle på, ett sätt som potentiellt sett kan vara effektivare. Om man använder båda processerna efter varandra får man högre verkningsgrad. Detta beror på att ett bränsle så som metanol, etanol eller biogas har högre kvalité än trä och därför kan användas i en kombiturbin som ger mycket högre verkningsgrad, i de fallet ser det ut på följande sätt.

Ser ut som följer

Som synes är skillnaden inte stor mellan de här och det första alternativet. Skilnaden i verkningsgrad är dock stor, resultatet blir.
Kombinationscykel-PM-Litium: 40%

Överlägset bäst... Så då är de bara att köra fullt ös på kombinationscykel och litium batterier?

Stopp i backarna! Det är inte riktigt så enkelt, tyvärr är aldrig något enkelt. Jag har nämligen inte räknat in kostaden för att återvinna batterierna och göra nya batterier av dem. Ett Litium ION batteri har mycket kort livslängd. Efter 3-5års normalt användande behöver de återvinnas och reproduceras, exakt hur mycket energi detta kräver kan jag inte ge ett svar på, men jag vet att de kräver en hel del energi.

Man innser att den blåa vägen för elbilar omedelbart försvinner, den är helt enkelt för dålig. Den blå vägen för förbräningsbilar borde bort den med, men du har våra politiker bestämt sig för att ottomotorer är de som är bäst, så den typen av fordon skattesuventioneras (jämfört med diesel).

Vad som inte syns på bilderna är dessutom viktigt. Mellan kraftstationen och 2:a generatorstationen finns det ett helt kraftnät. Vattenkraft, kärnkraft, vindkraft och lite annat bös. Dessutom finns de normalt sett ett fjärvärmenät anslutet till kraftverken. Dessa ger värme till ofta en hel stad med överskottsenergi. Denna energi kommer dock till en kostnad på att verkningsgraden sänks med normalt 5(%). Dessutom finns det fler aspekter att tänka på.


Grafen är kanske inte direkt självförklarande. Men den röda och blå föreställer hur många procent energi bilarna har i tanken. En bil med förbränningsmotor och en med elmotor. Den gröna och gula grafen föreställer hur lång sträcka de kör. 100% när de nått målet. Även om förbränningsbilen i exemplet behöver stanna nästan lika ofta som elbilen, blir stoppen mycket korta, medan den för elbilen blir flera timmar i stöten.

Uppenbarligen blir lösningen då förbränningsbil på långa sträckor och elbil på korta sträckor förutsatt att batterierna inte är för energikrävande. För Nickel och Litium Ion baserade batterier är batteritillverkningen dock väldigt energikrävande.
http://www.youtube.com/watch?v=eFyXBJDkq0E
Tas med en nya salt, påstånden i filmen är dock baserad på en seriös och väl gjord studie.

Ett annat problem som med behöver belysas är att både sjö och flygtrafik inte rimligen kan drivas med elkraft, kemiskt bränsle behövs.

Ett annat problem är att tillgångarna på biologiskt material inte räcker till all flyg, väg och sjötrafik i sverige, i många andra länder kan man glömma det. Att göra el av biomaterial är en bra lösning som reservkraft, men som baskraft är det helt enkelt för slösaktigt.

En lösning måste ske med kompleterande kraft från utanför de biologiska systemet. Vindkraft är orealitiskt ur 3 olika perspektiv, kapacitet (har jag skrivit om), stabilitet (har jag skrivit om) och ekonomiskt (skall jag skriva om senare). Det finns även ett frekvenssatbilitets tekniskt hänsende på problemet. Det sambandet är dock så komplext att jag inte ens tänker gå närmare in på det.

Solkraft har inte samma kapacitetstekniska begränsningar, däremot är stabilitetsproblemet lika illa som för vindkraft, om inte värre och de ekonomiska problemen är idag mycket större än för vindkraft. Solkraftens pris utvecklas dock betydlgit snabbare än för vindkraft.

Naturgas, Olja och Kol kan vi inte använda för att de är inpopulärt.

Vattenkraft kan vi inte bygga ut av liknade orsak som att vi inte kan använda kol, de anses inte vara miljövänligt.

Biokraft kan vi inte använda i större utsträckning då vi redan utnytjar bioresurserna till max.

Om vi bara hade haft ett enda energislag som inte smutsar ner atmosvären, inte dämmer upp vattendragen och har en rimlig prislapp, så där 35öre/kWh vid nybyggnad och kan ge oss stora mängder stabil kraft vid behöv utan lynnighet, en krafttyp som inte är begränsad av tillväxten i naturen..... om bara..... men sådant kraftslag verkar ju inte existera enligt vissa.

Om de finns någon som kan komma på något krafttyp som stödjer alla punkter ovan, tveka inte att lämna ett förslag. Kan tänka mig att det kliar i fingarna för en del att föreslå kärnkraft, men låt oss tänka lite utanför "boxen"..... finns de något som inte är kärnkraft som uppfyller allt ovan?

http://www.nyteknik.se/nyheter/fordon_motor/bilar/article569232.ece

Realistisk vindkraft?

Många personer tycks tro att vindkraften kan byggas ut problemfritt hur mycket som helst. Detta är dock inte fallet. Den primära orsaken till detta är att elkraft är en färskprodukt. Medan både kol, olja, bio, vatten kraft kan lagras innan den produceras så är de ej möjligt med sol eller vindkraft. Kärnkraft är ett special fall som producerar el efter planering.

Först för att förstå problemet kan vi titta på hur elkraften förbrukas i Sverige.

Grafen är av en speciell typ. Jag har med en "normal" vardag från varje enskild månad. I December, Januari och Februari är de tydligt att värmeförbrukningen är hög. Vad som med är tydligt är att värmen främst bränns på natten. Hushålls elen bränns främst på eftermiddagen, medan industrielen bränns främst på förmiddagen. Den elintensiva industrin kör i princip dygnet runt utom när elpriset är extremt högt.

Hur gör vi elen då?

Som synes står vatten och kärnkraft för merparten av elproduktionen. Vi bränner dock ganska mycket reservkraft (läs fossilkraft), detta trots att vi har några perioder mitt i nätterna med kraftöverskott. Denna kraften exporterar vi normalt sett till Norge som har mer vattenkraft än Sverige, varvid vi åter importerar den vid brist. Ser ganska bedrövligt ut är min åsikt, men vad händer om vi ökar vindkraften, säg 20 falt.

Jag ökar instalerad vindkraft från ,79GW till 15,8 vilket är mer än både instalerad vattenkraft eller kärnkraft.

Så vi har installerat mer vindkraft än va vi har kärnkraft eller vattenkraft i dagsläget, trots det måste vi fortfarande bränna fossilkraft. Detta är tvärt emot vad många vindkraftsförespråkare hävdar, att vi helt enkelt kan reglera med vattenkraften. Problemet är att vi redan idag reglerar vattenkraften nära nog max vad de går.
Dock får vi betydligt mer elkraft över, kan vi inte exportera den till Norge och importera den senare som tidigare fall?
Nej, Norge har nämligen med begränsad kapacitet.
Men elpriset borde sjunka?
Det är sant att elpriset går ner under vissa perioder, men vad som händer är att elpriset blir fullständigt oförutsägbart. Under oväntade perioder blir elpriset tvärt om mycket högt.

Som lite extra salt i såren så driver elcertifikaten upp priset på reservkraft. Detta är utöver de bidrag som vindkraft får i andra former vilket inte är med i priset.

Men om inte vindkraft går, så kanske de går om man kombinerar solkraft och vindkraft eftersom de komplementerar varandra, blåser det inte, så är de soligt.... eller?

Låt oss säga en instalerad effekt på 10GW solkraft och 10GW vindkraft, detta ger ungefär samma maxeffekt för sol och vind som för vattenkraft och kärnkraft i dagsläget.

Solkraften gör att kraften hamnar mer på dagen, där den behövs mer. Men i stället är fluktuationerna så enorma att vattenkraften inte har en chans att reglera. Både Vindkraft och solkraft fluktuera kraftigt. Dock syns en tydlig fördel med solkraft, den fluktuerar åt rätt håll på en dygns basis. Vad händer om man kör motsvarande mängd installerad effekt, men bara solkraft?

Solkraften hjälper vattenkraften att reglera, men nu har vi i stället ett kraftunderskott på vintern, medan den soligaste timmen på i juni driver solkraften hela landet och lika mycket till. Detta laddar upp vattenkraft magasinen, problemet är att de redan är fulla. Detta innebär att vattenkraften inte kan utnyttjas lika effektivt. I slutändan innebär det att vattenkraften bara kan tillverka 50TWh/år i stället för normala 65.

Låt oss experimentera lite, ta bort kärnkraften och ersätt den med sol och vind. Jag ersätter de 9,4GW kärnkraft med 47GW sol och 47GW vindkraft, det är 10GÅNGER så hög installerad effekt.

Resultatet är formligen en katastrof. Inte nog att ca 70TWh/år från kärnkraften, vattenkraften reduceras dessutom till 47TWh/år och reservkraften ökar till 8,7TWh/år. Det behövs alltså MER kol och olja med den här konfigurationen än vad vi använder idag! Detta trots att vi har 10 DUBBLAT den installerade effekten. Det går förvisso att avhjälpa de här genom att öka den installerade effekten vattenkraft, detta är dock enormt dyrt då detta även innebär att vi behöver dra nya kraftkablar från Norrland.

Att köra på vind och sol är uppenbarligen en total återvändsgränd. Ju mer man tillför ju värre blir situationen. Om de blir värre med mer sol och vind, va händer då med mer kärnkraft?

Bara med en ökning av kärnkraften motsvarande 1/50 av den tidigare vind&sol ökningen reducerar behovet av reservkraft än mer. Det ger en mer förutsägbar krafttillförsel vilket ger många fördelar. Det gör kraftöverskott men ett par peekar med kraftunderskott. Dessa peekar beror dock troligen på att jag helt enkelt inte optimerat om perioderna som kärnkraften är avständ på. Med större del kärnkraft behöver den stängas av under en bredare fördelad intervall över sommaren. Detta skulle reducera behovet av reservkraft i Juni och minska exportbehovet i april och maj samt augusti. Med denna konfiguration generar sverige dessutom kraftöverskott.

Hoppas att ingen efter att läst de här kommer med påståenden som att vattenkraften kan reglera vind och solkraft, det kan den nämligen inte. Och inte heller med påståenden som att vind och solkraft kompeleterar varandra, det gör dem uppenbarligen inte.

Fortsättning följer.....