Sådan sparer vi energi på vejen
Orkanen Sandy har nu tabt pusten i de danske medier, men den gav alle en stærk påmindelse om, hvilke konsekvenser klimaforandringerne kan forventes at have i fremtiden og hvorfor det er helt afgørende, at vi begrænser CO-udledningen mest muligt.
Fysik-professor Jeppe Dyre
I forhold til dette mål er der to oplagte strategier: dels energibesparelser inden for den eksisterende teknologi, dels en gradvis overgang til vedvarende energiproduktion. Populært kan man sige, at energibesparelser udgør de lavthængende frugter, mens vedvarende energi er mere krævende at indføre.
På begge områder er Danmark særdeles godt med. Vi har helt tilbage fra 1970'erne internationalt vist vejen inden for f.eks.isolering, effektive pumper, vindenergi osv. Resultatet er, at væksten i Danmarks samlede energiforbrug er brudt, og at energiforbruget i højere og højere grad genereres af vedvarende energi. Ser man på transportsektoren, er energiforbruget dog ikke faldet. Især vejtransport bidrager til CO-udledningen, som det fremgår af figuren. Moderne biler er mere brændstoføkonomiske end gamle, så her går udviklingen den rigtige vej, om end det går langsomt.
Overvejer du at læse naturvidenskab på RUC? - Læs mere her
Men der kører flere og flere biler på vejene, og stigningen i trafik er i de senere år stort set gået lige op med bilernes øgede energieffektivitet, mens CO -udledningen fra trafikken fortsat er betydelig større, end den var i 1990. Det må kunne gøres bedre.hvad går energien egentlig til for en typisk personbil? Groft taget går 1/3 til at overvinde luftmodstanden, 1/3 bliver til varme i motoren, og 1/3 går til at overvinde den såkaldte rullemodstand, dvs.den modstand som selve rulleprocessen af dækket på vejen giver anledning til.
De, som har prøvet at skubbe en bil i gang, ved, at der er en betydelig modstand. Ikke bare for at få bilen i bevægelse, hvilket skyldes, at den er tung, men også for at holde bilen i gang, hvilket skyldes rullemodstanden. Alle ved vist, at det er sværere at køre på en halvflad cykel end på en med hårdtpumpede dæk, hvilket skyldes den større rullemodstand. Rullemodstanden kommer dels fra energitabet i selve dækkene, dels fra det tab, der stammer fra berøringen mellem dæk og vej. Beregninger fra entreprenørvirksomheden NCC viser, at hvis man bare kan reducere rullemodstanden med 5 procent, vil det kunne give en samfundsøkonomisk besparelse i Danmark på ca. 300 mio. kr. årligt.
Der er altså meget at hente, også selvom det er en betydelig teknisk-videnskabelig udfordring at reducere rullemodstanden. På grund af de store potentielle energibesparelser er forskningen inden for rullemodstand et område i stærk vækst internationalt. Forskningen fokuserer på en række forhold. F.eks.er der en interessant forbindelse til vejstøj.
Det er nemlig så heldigt, at vejbelægninger med lav rullemodstand også støjer mindre. En reduktion af rullemodstanden ved indførelse af bedre belægninger har altså en automatisk og meget positiv sidegevinst. Desværre forholder det sig modsat med dækkene: De dæk, som støjer mindst, er meget bløde og giver derfor en høj rullemodstand. Opgaven er altså på den ene side at udvikle en vejbelægning med lav rullemodstand, og på den anden side at udvikle dæk, som støjer så lidt som muligt, samtidig med at deres rullemodstand ikke er for høj. Oven i det komplicerede dækoptimeringsproblem er der kravet om at opretholde sikkerheden: Vejbelægninger med lav rullemodstand er nemlig ofte glatte, hvilket giver for lange bremselængder. Sikkerhed er afgørende, så her er en ekstra udfordring til forskningen.
Et sidste krav til den optimale vejbelægning er, at den skal holde mindst lige så længe som de belægninger, den erstatter. Forskningsprojektet 'cooee', som er støttet med 14 mio.kr. af Det Strategiske Forskningsråd, er lige nu i gang med at frembringe det nødvendige videnskabelige grundlag for en reduktion af rullemodstanden 'på vejsiden'. 'Cooee'-projektet, som involverer Vejdirektoratet, grundforskningscentret Glas og Tid ved Roskilde Universitet, DTU samt Ncc, strækker sig helt fra computersimuleringer af den molekylære sammensætning af asfalt til udvikling af modeller for rullemodstand set fra bilen.
Projektet startede i 2011, og der er i år udlagt tre forsøgsstrækninger nær Vordingborg med en samlet længde på 1.180 meter. På forsøgsstrækningerne er både stenstørrelser og udlægningsmetode varieret, og de indledende målinger er meget lovende. Kontrolmålinger udføres blandt andet på landingsbanerne ved flyvevåbnets nu nedlagte lufthavn i Værløse. Fremtidens vejbelægning vil efter vores vurdering indebære en reduktion af rullemodstanden på op til 10 procent i forhold til gængse belægninger.
Hermed vil der kunne spares mange penge til brændstof. Hvis Danmark formår at komme i front inden for området, kan udviklingen af nye vejbelægninger gå hen og blive en miljøsucces, som ikke bare giver betydelige reduktioner i CO gen, men også bliver en kilde til eksportindtægter fra salg af knowhow. Rullemodstandsproblematikken er jo global.
Artiklen blev bragt i Politiken under Analyse den. 28. november.
Jeppe Dyre er professor i fysik ved Roskilde Universitet. Jesper K. Larsen er konsulent hos Aftermath og ekstern lektor ved Roskilde Universitet. Bjarne Schmidt er chefkonsulent i Vejdirektoratet.