Umhverfisvæna orkubyltingin
Í alþjóðlegum samanburði kemur í ljós að orkunotkun á hvern íbúa á Íslandi er með því mesta sem þekkist. Hlutfall endurnýjanlegra orkugjafa er einnig hærri en hjá mörgun þjóðum. Hlutur innlendra orkugjafa hefur aukist hratt á undanförnum árum og er rúm sjötíu prósent af heildarorkunotkun landmanna sem við getum verið stolt af. Engu að síður nota Íslendingar jarðefnaeldsneyti í ríkum mæli. Aðeins örfá prósent landsmanna nýta sér þjónustu strætisvagna og hlutfall einkabíla hefur náð sögulegu hámarki.
Eins og flestir vita veldur útblástur frá bílum auknum gróðurhúsaáhrifum og eyðingu ósons í andrúmsloftinu. Við nýtingu jarðefnaeldsneytis, sem er að mestu leyti kolefni myndast mikið magn koltvísýrings og það á stóran þátt í aukningu gróðurhúsaáhrifa og hættulegrar hitabreytinga. Losun koltvísýrings frá Íslandi einu nemur þremur tonnum á ári hverju. Hitastigið á jörðinni hefur hækkað hratt á síðustu árum, tilfellum húðkrabba, augnsjúkdóma og sjúkdóma í ónæmiskerfinu fer ört fjölgandi auk þess sem jökulbráðnum hefur verið mun meiri en góðu hófi gegnir. Ætlað er að þúsundir manna deyi á ári hverju í Bretlandi einu eingöngu vegna útblásturs frá bílum sem eru knúnir áfram af jarðefnaeldsneyti, hvað þá í heiminum öllum? Mikil notkun jarðefnaeldsneytis er því augljóst áhyggjuefni.
Sem betur fer eru til margar góðar lausnir á þeim fjölmörgu vandamálum sem steðja að náttúrunni. Notkun einkabílsins virðist ekki ætla að minnka í bráð svo raunhæfasta lausnin er að láta þá ganga fyrir umhverfisvænu eldsneyti. Helstu möguleikarnir væru þá vetni, metanól og metan.
Vetni
Lengi hefur verið fengist við vetnisrannsóknir hér á landi. Benda þær rannsóknir til að vetni sé eldsneyti framtíðarinnar. Að vísu gæti sú þróun tekið nokkra áratugi ef viljinn fyrir því er lítill. Svíar hyggjast þó taka forskot á sæluna og verða óháðir notkun jarðefnaeldsneytis árið 2020.
Í vetnisvél er um 80% varmanýting. Magn vetnisins sem notað er nýtist allt við bruna og afurðin er vatn. Þessi um það bil 20% sem ekki nýtast sem varmi, varmi=orka, fara eftir sem áður út í umhverfið í formi vatnsgufu. Þannig að það er um 80% varmanýting í vetnisvél á móti um 55-65% í hefðbundinni bensínvél eins og við þekkjum hana. (Þó eru til aðrar gerðir véla sem hafa skárri varmanýtingu)
Framleiðsla vetnis er vel þekktur iðnaður á Íslandi. Síðastliðin 50 ár hafa verið framleidd í Áburðarverksmiðjunni í Gufunesi um 2000 tonn af vetni á ári, á þann hátt að raforka er notuð til að kljúfa vatn í frumefni sín vetni og súrefni.Gerð hefur verið allrækileg athugun á því hver yrði framleiðslukostnaður vetnis ef byggð yrði á Íslandi vetnisverksmiðja sem framleiddi vetni með sömu tækni og nú er notuð í Áburðarverksmiðjunni, svokölluð Norsk Hydro tækni. Ef gert er ráð fyrir 100 megavatta vetnisverksmiðju og raforkuverði 0,02 bandaríkjadölum á kílóvattstund þá er vetnisgas tvisvar til þrisvar sinnum dýrara en bensín, ef aðeins er litið á orkuinnihald eldsneytisins. Sé vetninu brennt í nýrri gerð aflvéla, svonefndum PEM efnarafölum (Proton Exchange Membrane fuel cells) er orkunýtni vetnis um tvisvar til þrisvar sinnum betri en orkunýtni bensíns, sem brennt er í hefðbundnum bensínvélum. Með öðrum orðum virðist vetnisgas sem knýr efnarafala nú samkeppnishæft við bensín.
Vetni má brenna í flestum gerðum núverandi véla sem brenna bensíni eða olíu, til dæmis hreyflum geimflauga, þotuhreyflum, bensínvélum og dísilvélum. En vetni má einnig brenna í nýrri gerð véla, sem nú er í örri þróun, svonefndum efnarafölum.Þegar eldsneyti er brennt í hefðbundnum vélum breytist efnaorka þess í varmaorku og fræðileg orkunýtni eldsneytisins getur ekki orðið meiri en um 40%. Raunveruleg orkunýtni bensíns eða dísilolíu í bílum er aðeins um 20% og þess er tæplega að vænta að hún geti aukist svo nokkru nemi. Orkunýtnin í stórum skipsvélum er nokkru betri eða um 30%.Þegar vetni er hins vegar brennt í efnarafölum breytist efnaorka þess í raforku. Þá getur fræðileg orkunýtni eldsneytisins verið allt að 100%, en í efnarafölum sem þegar hafa verið smíðaðir hefur tekist að ná yfir 60% orkunýtni.Efnarafalar eru í megindráttum lítið frábrugðnir venjulegum rafgeymum. Þegar rafskautin í blýgeymi hvarfast við raflausnina, sem er brennisteinsýrulausn, skilar geymirinn raforku. Í efnarafölum taka rafskautin ekki þátt í efnahvarfinu, heldur eru það vetni og súrefni andrúmsloftsins sem hvarfast og mynda vatn, en við það skilar efnarafallinn raforku. Í þeirri gerð efnarafala, sem nú eru taldir álitlegastir til að knýja farartæki, PEM efnarafölum, er raflausnin örþunn plasthimna. Efnarafalabílar eru í raun rafbílar.
Hugmyndir sem ræddar hafa verið um vetnisvæðingu Íslands gera ráð fyrir að henni geti verið lokið á árunum 2030-2050. Stofnað hefur verið hlutafélag um vetnisvæðinguna, Íslensk Ný Orka.
Fljótlega, jafnvel strax árið 2006, munum við sjá tilraunabíla komna á götuna víða um heim og árið 2010 gætu vetnisbílar verið komnir á almennan markað. Jafnvel enn fyrr gætu litlir efnarafalar knúið fartölvur, farsíma og annan búnað sem krefst auðvelds aðgengis að orku. Ef vetni verður notað í stað jarðeldsneytis mun draga mjög úr loftmengun á Íslandi og lífsgæði aukast.
Metanól
Sú aðferð er nú í örri þróun að geyma vetni um borð í einkabílum bundið í metanóli. Hún virðist einna álitlegust þegar litið er til næstu framtíðar. Metanól er auðvelt að framleiða úr vetni og kolefni úr hinum ýmsu kolefnisgjöfum. Metanól er vökvi líkt og bensín og því mætti nota sama dreifikerfi og sömu dælur og nú eru á bensínstöðvum til að dreifa því og fylla á bíla.Þegar vetni er geymt um borð í bílum eða skipum bundið í metanóli þarf svonefndan metanólkljúf til að kljúfa metanólið í vetni og koltvíoxíð, en aðeins vetnið fer inn á efnarafalinn. Þetta efnahvaf þarf orku en þrátt fyrir það er orkunýtni eldsneytisins um tvöfalt betri en ef það væri notað til að knýja bensínhreyfil. Þetta þýðir að þótt orkuinnihald eins tonns af bensíni sé tvöfalt meira en orkuinnihald eins tonns af metanóli, kemst efnarafalabíllinn jafn langt og bensínbíllinn á sama magni af eldsneyti. Koltvíoxíðlosun efnarafalabíls er aðeins 45% af koltvíoxíðlosun bensínbíls.
Vetni til að framleiða metanól má fá með því að kljúfa vatn til raforku. Mögulegir innlendir kolefnisgjafar gætu til dæmis verið:
- Afgas frá stóriðju
- Mór
- Lífmassi (viður, lúpína, gras og sorp)
- Koltvíoxíð frá háhitasvæðum og Sementsverksmiðjunni
Með því að safna öllu afgasi frá núverandi stóriðju á Íslandi væri mögulegt að framleiða allt að 450.000 tonn af metanóli á ári. Til þess þyrfti 3,7 teravattstundir af raforku á ári til viðbótar því sem nú er framleitt í landinu.Notkun 450.000 tonna af metanóli í stað sama magns af innfluttu bensíni og olíu myndi leiða til þess að heildarútstreymi koltvíoxíðs á Íslandi af mannavöldum minnkaði niður í 43% af því sem það var 1995. Jafnframt yrði stóriðja á Íslandi að mestu umhverfisvæn.
Metan
Notkunarmöguleikar á óhreinsuðu hauggasi eru nokkrir vel þekktir og reyndir. Framleiðsla á rafmagni er mjög víða þekkt og eru til margar tegundir mótora sem ganga fyrir óhreinsuðu hauggasi. Hér á landi er metan nýtt til raforkuframleiðslu. Nota má óhreinsað hauggas í margskonar iðnaði en sú forsenda liggur að baki að slík starfsemi sé rekin innan hæfilegrar fjarlægðar frá urðunarsvæði svo hægt sé að flytja hauggasið í rörum að notkunarstað. Hér á landi er í gangi tilraunaverkefni um notkun metans í iðnaði.
Notkun á metani sem eldsneyti á bíla er löngu þekkt og hefur þegar fengist nokkur reynsla á það. Til að það sé hægt verður að skilja metanið frá koltvísýringnum í hauggasinu. Á Íslandi hefur metanverið nýtt sem ökutækjaeldsneytifrá árinu 2000.
Notkun vistvænna orkugjafa í samgögnum munu draga úr hávaða- og loftmengun og bæta lýðheilsu. Skatta og tolla ætti því að lækka á umhverfisvænar bifreiðar.
Vistakstur
Þeir sem ekki sjá sér fært að fjárfesta í umhverfisvænum bíl í bráð geta lagt sitt af mörkum og stundað svokallaðan vistakstur (EcoDriving) sem er nýjung á Íslandi.
Vistakstur miðar að því að gera ökumenn meðvitaðri um aksturslag sitt og stuðla þannig að sparnaði á rekstrarkostnaði bílsins, minni mengun og auknu umferðaröryggi. Einnig hefur komið í ljós að vistakstur hefur oft í för með sér tímasparnað.
Með lítilsháttar breytingum á aksturslagi er unnt að gera margt í senn, svo sem auka hraða, spara bensín, minnka viðhaldskostnað, auka öryggi í akstri og minnka útblástur skaðlegra lofttegunda. Hægt að minnka eldsneytiskostnað við akstur að meðaltali um tíu til fimmtán prósent og rekstrarkostnað bifreiðar, svo sem viðhald og hjólbarðaslit, um svipað hlutfall.
Vistakstur er aðferð við akstur og umhirðu bíla sem er ættuð frá Finnlandi. Með vistakstri er hægt að minnka bensínnotkun um að minnsta kosti tuttugu prósent, minnka hemlaryk sem er mikill mengunarvaldur og auka endingu bílsins. Ein af ábendingum í anda vistaksturs er að loftmótsaða eykur eldsneytiseyðslu og þess vegna er ráðlegt að hafa toppgrind og skíðaboga einungis á bílnum þegar það er nauðsynlegt. Einnig sparar það mikið að geyma farangur inni í bílnum fremur en í farangurshrislu á þaki, þegar það er hægt. Upplýsingar um vistakstur fást hjá www.aka.is og á www.ecodriving.com.