2009-05-13

Turbomeca - När 49% blir 60%...


När jag sökte information för analysen av miljöpåverkan vid den typ av helikopterflugen reklam som ICA använde sig av i slutet på april 2009, så snubblade jag över ett fall med vad jag tror är medvetet felaktig information för att tjäna avsändarens syfte.

En av de stora gasturbintillverkarna som utvecklar och tillverkar gasturbiner till helikoptrar är
Turbomeca. På deras hemsida kan man läsa om hur mycket miljövänligare moderna gasturbiner är jämfört med för 30 år sedan och vad man har för visioner inför framtiden. Se: Green Empowering på sid 8.
Där framgår att år 1978 förbrukade en typisk gasturbin till en helikopter 144 kg bränsle per timma vid en effekt på 256 kW, att jämföra med år 2008 då en modern gasturbin förbrukade 97 kg/h vid 335 kW. Omräknat ger detta en specifik bränsleförbrukning på 563 g/kWh för 1978 och 290 g/kWh för 2008, alltså nästan en halvering av förbrukningen på 30 år. Helt klart en imponerande förbättring, men ursprungsnivån 1978 var å andra sidan allt annat än låg.

Turbomeca skäms dock inte för att leka med siffrorna till sin fördel. Man säger på hemsidan att förbrukningen har sänkts med 30% (144 till 97 = -33%) samtidigt som effekten har ökat med 30% (256 till 335 = +31%) och att detta totalt innebär en sänkning av den specifika bränsleförbrukningen på 60%. 30+30=60, det är ju helt korrekt tänker nog de flesta vid en första anblick! Procenttal kan dock inte adderas på det sätt som Turbomeca gör i sin marknadsföring, talen måste dividers enligt principen 0,7/1,3=0,54 och alltså är sänkningen total 46% istället för 60%. Baserat på grunduppgifterna så är minskningen totalt knappt 49%.

Det är en jäkla skillnad på 49% faktisk sänkning och de 60% som Turbomeca påstår. Luras Turbomecas kunder av denna lek med siffrorna? Kanske någon, men förhoppningsvis ser de flesta seriösa kunder förbi denna marknadsföring. Några blir dock säkert initialt lurade precis som gemene man som tror att den information som finns på hemsidan är fullt trovärdig från ett såhär stort och erkänt företag.
Är felet medvetet eller kan det vara ett misstag som ingen upptäckt? Visst kan det vara ett ärligt misstag, men isåfall tycker man att någon internt borde ha reagerat vid det här laget och sett till att felet åtgärdats. Tyvärr är det mer troligt att detta är en medveten förvridningen av den data man har för att få ett mer aptitligt budskap att förmedla till den omvärld som informationsmaterialet är riktat mot. En förbättring på 60% låter ju mycket bättre än 49% och 30 plus 30 är ju trots allt lika med 60. Helt enkelt ett "ärligt misstag" som man antagligen avser låta bestå tills någon man bryr sig om klagar. Liknande typer av inte fullt uppenbara fel är relativt vanligt förekommande och jag kommer avslöja fler framöver.

Hur effektiva är då dagens moderna gasturbiner av denna storlek?
Den specifika bränsleförbrukning som en modern gasturbin har är alltså 290 g/kWh. Hur står det sig i en jämförelse med andra typer av motorer? För att jämförelsen skall bli korrekt måste vi först översätta denna siffra till en verkningsgrad i procent. För detta behöver vi veta bränslets energiinnehåll som för jetbränsle är cirka 43 MJ/kg, en kWh är 3,6 MJ och alltså blir verkningsgraden knappt 29%. Detta kan nu jämföras med bästa verkningsgraden för en modern personbils bensinkolvmotor på 36-38% eller dieselkolvmotor på cirka 40%. De mest effektiva stora dieseldrivna kolvmotorer i lastbilar kommer upp i närheten av 50% verkningsgrad.
Nämnas bör att ju större maskiner är som jobbar med energiomvandling desto bättre förutsättningar har de också för att vara effektiva eftersom de flesta förluster minskar. Stora stationära gasturbiner i kraftverk har därför högre verkningsgrad än små, upp till 40% som i fallet med
Siemens SGT5-4000F som är en gasturbin med en effekt på 292 MW.

Till år 2020 är helikoptergasturbin-branschens mål att minska utsläppen av koldioxid med 50%, men för att man de kommande 10 åren skall lyckas återupprepa den utveckling som skett på området de senste 30 åren krävs ett enormt tekniskt genombrott kring hur helikoptrar drivs. Att sänka förbrukningen 50% genom att verkningsgraden hos gasturbinerna ökar från ovan nämnda 29% till 58% är inte ens är teoretiskt möjligt, särskilt inte om man samtidigt menar allvar med att sänka utsläppen av NOx med 80% som är en annan vision man har. Lägre utsläpp av kväveoxider kräver nämligen lägre maximala temperaturer i motorns brännare medan högre verkningsgrad kräver högre temperaturer. Mest troligt är att man tänker sig minska utsläppen av fossil koldioxid med 50% bland annat genom användning av biobränsle, men det är en helt annan fråga.

Nu vet ni i vart fall hur ett trovärdigt företag som Turbomeca lyckas få 49% förbättring att bli 60% genom att leka med siffrorna på ett smart sätt.

Källor: Turbomeca, Siemens

2 kommentarer:

Anonym sa...

..Detta kan nu jämföras med bästa verkningsgraden för en modern personbils bensinkolvmotor på 36-38% ...Är det verkligen så högt? Vad jag minns utav min fordonskurs på universitetet så räknade vi fram runt 30% max för ideala otto-cykeln.

Hydrazine sa...

Max verkningsgrad runt 30% för en ideal otto-cykel låter väldigt lågt, är du säker på att du minns rätt?
Förvisso minns jag att det blev lite av en chock för mig när jag gick från högskolan och ut i verkligheten när det man fått lära visade sig vara föråldrad information, men nog sa man mer än 30% för den ideala otto-cykeln.
I min lärobok från LTH år 2000 står det att verkningsgraden som man bäst kan uppnå är närmare 60% men att normala värden är cirka 40-50%.

En fullgod modern bensinmotor kommer faktiskt i sin bästa driftpunkt upp i verkningsgrader på 36% och motorer som är anpassade för optimal verkningsgrad (för hybrider) kommer upp mot 38% genom att köra en effektivare Atkinsoncykel. Normala värden för specifik bränsleförbrukning i motorns bästa driftpunkt är nedåt 230 g/kWh för en vanlig Otto-cykel, detta med ett bränsle med ett undre värmevärde på 42,7 MJ/kg. Detta ger då en verkningsgrad på cirka 36%.

När jag tittar tillbaks i den litteratur som vi hade på LTH så visas det på en sida en förbrukningsmussla för en 2-liters motor från Opel som har en lägsta förbrukning på 232 g/kWh, men trots det så läggs aldrig någon större vikt vid den verkningsgrad detta innebär.
Kanske säger man bara 30% för att det är mer relevant som medelvärde för det område som motorn normalt drivs i. Trots allt är den bästa punkten eller området med hög verkningsgrad relativt svår att nå då den ligger högt upp i specifik last på måttliga varvtal. Bästa driftområdet är högst relevant vid jämförelse med andra energiomvandlare i till exempel ett hybridsystem.

Hoppas att detta besvarade din fråga.