Bedre miljø med elektrisk bilvarme

Et økende antall internasjonale studier viser at kaldstart er den fremste årsaken til skadelige utslipp fra biler. Disse utslippene bidrar til dårlig luftkvalitet i byene, som igjen går utover innbyggernes helse. Heldigvis viser de samme studiene at elektrisk bilvarme er et svært effektivt våpen i kampen mot helseskadelige utslipp fra kaldstartede biler.

En studie av effekten av kaldstarter på utslipp, gjort av av forskere ved Berkeley, Carnegie Mellon, University of California og MIT i 2016, viser at moderne bensinbiler forurenser like mye på de første 30 sekundene etter start som på 300 kilometer med normal kjøring. Samtidig viser en test utført av VTT – den finske stats uavhengige forskingsinstitutt at elektrisk bilvarme kan redusere skadelige utslipp med opp til 71% på kalde vinterdager.

Se tester:

• Defa Energy Test D4
• Defa Energy Test D5
• Defa Energy Test F1
• Defa Energy Test F3

I tillegg konkluderer en rapport fra «Statens väg- och transportforskningsinstitut» (VTI) i Sverige med at man kan oppnå store lokale og samfunnsmessige miljøbesparelser ved økt bruk av elektrisk bilvarme. Også her hjemme er konklusjonene klare, både Transportøkonomisk Institutt og NAF anbefaler bruk av elektrisk bilvarme for å redusere utslipp.

Hva er kaldstart?

For å forstå hvorfor effekten av elektrisk bilvarme er så stor, må man først forstå hva kaldstart er og hvordan det påvirker bilen. Som kaldstart regnes all start av forbrenningsmotorer uten forhåndsoppvarming. Det må altså ikke være kaldt ute for at motoren skal få en kaldstart med høyere utslipp. Likevel er det slik utslippene øker etter hvert som temperaturen blir lavere. En kaldstartet motor vil produsere betydelig større mengder utslipp ved for eksempel 10 minusgrader enn ved 10 plussgrader. Det er flere grunner til at dette skjer.

Slik fører kaldstart til økte utslipp:

• Kulde gjør at motoroljen «tykner». Mangelen på skikkelig smøring fører til økt friksjon og mindre effektiv drift. Dette fører igjen til økt drivstoffbruk, og økte utslipp.
• En kald motor forsynes bevisst med mer drivstoff for å sikre god drift. Dette høyere forbruket av drivstoff fortsetter, helt til motoren når optimal temperatur.
• Katalysatoren må være varm for å fungere. Katalysatoren sørger for å fjerne farlige avgasser fra eksosen, men fungerer først skikkelig når den har blitt varmet opp av avgassene fra forbrenningen i motoren. Den forhøyede forbrenningen av drivstoff ved start skal også bidra til å varme katalysatoren fortere.
• Batteriet blir utladet i kulden, og må lades ved bruk av ekstra drivstoff. Når batteriet ikke er tilstrekkelig ladet ved start, må det lades ved hjelp av bilens generator. Siden generatoren drives ved at motoren forbrenner ekstra drivstoff fører dette naturlig nok til økte utslipp. Med kuldegrader, mange korte turer, og flittig bruk av sete- og vindusvarmere, parkeringsvarmere og andre energikrevende utstyr rekker batteriet i mange biler aldri å bli ladet opp. Dermed går generatoren i disse bilene kontinuerlig under kjøring, og bidrar til økte utslipp.

Slik reduserer elektrisk bilvarme utslippene

Et elektrisk bilvarmesystem varmer opp motor og kupé, og lader bilens batteri før start. Som navnet sier gjøres dette med miljøvennlig elektrisitet. Et komplett system består av en motorvarmer, en kupévarmer, en batterilader og styring gjennom en app på telefonen. Hver enkelt komponent i systemet bidrar til å redusere drivstofforbruk og utslipp.

Motorvarmeren varmer opp motorolje motor og motorolje før start, slik at motoren smøres godt og oppnår maksimal effektivitet fra første øyeblikk. Dermed unngås både økt drivstoffbruk og økte utslipp.

Kupévarmeren øker temperaturen i kupeen til en behagelig temperatur før start. Dette smelter vekk is og snø på rutene, og gjør at føreren ikke trenger å bruke defroster, setevarmer, eller andre funksjoner som krever ekstra strøm og ekstra drivstoff.

Batteriladeren sørger for at batteriet alltid er fulladet før start. I kombinasjon med at føreren ikke trenger å bruke elektroniske varmefunksjoner gjør dette at batteriet ikke trenger å lades under kjøring. Siden motoren ikke trenger å bruke ekstra drivstoff på å drive generatoren reduseres både drivstofforbruk og utslipp ytterligere.

Styringssystemet sørger for at bilvarmesystemet kun bruker den nødvendige mengden energi for å varme opp bilen tilstrekkelig. Føreren kan ved hjelp en app på telefonen selv programmere til hvilke tidspunkter bilen skal være varm. Ut fra kontinuerlige temperaturmålinger avgjør systemet selv når oppvarming må starte for å være klar til ønsket tidspunkt. På den måten fungerer bilen optimalt, uten unødvendig forbruk av energi.

Så stor er effekten av elektrisk bilvarme

I den tidligere omtalte VTT testen ble utslippene fra kaldstartede Euro 5 bensin- og Euro 6 dieselbiler sammenliknet med identiske biler utstyrt med DEFAs elektriske bilvarmesystem WarmUp. Testen tar for seg de første 20 minuttene med kjøring etter start i 20 kuldegrader. Noen av de viktigste resultatene var som følger:

Bensin EURO 5	Co2 (g/km)	PM (mg/km)	NOx (g/km)
Kaldstart	306	152	0,35
Forvarmet	253	12	0,17
Reduksjon	17%	92%	52%

 

DIESEL EURO 6	Co2 (g/km)	PM (mg/km)	NOx (g/km)
Kaldstart	254	<1	0,97
Forvarmet	198	<1	0,60
Reduksjon	22%	0%	38%

Nøkkelfunn:

• Elektrisk bilvarme kan redusere utslipp av PM fra bensinbiler med opp til 92%. PM er som kjent svært helseskadelig, og et primærproblem ift. luftkvalitet i byene.
• Elektrisk bilvarme kan redusereutslipp av NOx fra bensinbiler med opp til 52% og fra dieselbiler med opp til 38%. Selv om den prosentvise reduksjonen er størst for bensinbiler vil effekten i g/km være størst for dieselbiler (-37 g/km vs. -18 g/km), siden disse i utgangspunktet har langt høyere NOx utslipp.
• Elektrisk bilvarme kan redusere utslippene av Co2 fra bensinbiler med 17% og fra dieselbiler med 22%. Her vil effekten marginalt større for dieselbilene, trass i at de i utgangspunktet slipper ut mindre Co2 enn bensinbilene (-56 g/km for diesel vs.-53 g/km for bensin)
• I tillegg fjernes både HC og CO nesten helt ved forvarming av bilen.
• Testen viser at elektrisk bilvarme kan redusere totale skadelige utslipp med opp til 71%, drivstofforbruket med opp til 24% de første 20 minuttene med kjøring på kalde dager.

Mulighet for massive miljøbesparelser

Ved Statistisk Sentralbyrås måling i 2016 var det registrert over 2,6 millioner personbiler i Norge. 47,6% av disse er var dieselbiler, 49,7% var bensinbiler og kun 2,7% var lav eller nullutslippsbiler. I tillegg var det registrert omkring 450 000 varebiler, hvorav over 92% var dieseldrevet. Gjennomsnittsalderen på den norske personbilparken er hele 10,5 år, som er mer enn i land som Hellas, Romania og Ungarn, for å nevne noen. Nærmere 22% av bilene er over 15 år gamle. Eldre biler avgir som kjent langt større utslipp enn de nyeste modellene, også ved kaldstart.

Heller ikke nye biler holder imidlertid sine utslippsløfter. Transportøkonomisk institutt (tøi) slapp i 2015 rapporten Utslipp fra nye kjøretøy – holder de hva de lover?  Rapporten viser at Euro 6 godkjente dieseldrevne personbiler slipper ut 4 til 20 ganger så mye NOx ved bykjøring i kuldegrader som det som er kravet for typegodkjenningen. Rapporten viser videre at utslippene fra disse bilene i gjennomsnitt er 4 ganger høyere enn gjennomsnittet fra busser og tunge kjøretøy utstyrt med Euro VI og Euro 6 dieselmotorer. For eldre biler er selvsagt utslippene enda større. Dette tydeliggjør at det fortsatt er et stort behov for tiltak som kan redusere utslippet av NOx og NO2 fra dieselbiler.

Disse tallene tatt i betraktning sier det seg selv at man ville oppnå massive miljøbesparelser og langt bedre luftkvalitet om en betydelig andel personbiler var utstyrt med elektrisk bilvarme, uansett drivstofftype, alder på bil, og lokale klimaforhold. Vi i DEFA fortsetter å jobbe for miljøvennlige løsninger på fremtidens transportutfordringer.

Kilder:

VTI Rapport:

https://www.vti.se/sv/Publikationer/Publikation/ekonomisk-och-energieffektiv-anvandning-av-motorva_911224

Studie fra Berkley etc:

http://www.greencarcongress.com/2016/08/20180622-coldstart.html

Statistisk Sentralbyrå – norske kjøretøy:

https://www.ssb.no/transport-og-reiseliv/statistikker/bilreg

TØI rapport:

https://www.toi.no/getfile.php?mmfileid=40122