fredag 19. februar 2010

Buss, tog, fly eller bil? Hvor CO2-intensivt er det?

I skrivende stund sitter jeg på toget. Jeg skal på et kurs i Grenoble i forbindelse med forskerutdanningen min. Forskere reiser mye, og jeg syntes vi har et ansvar for å forsøke å begrense utslippene våre.

Det var ikke rett frem å finne ut hvordan man kan komme seg fra Oslo til Grenoble i Frankrike på en effektiv måte uten å bruke fly, men alt i alt var det ikke så ille som jeg hadde fryktet. Hvis man kan besøke noen på veien, er det i alle fall fullt gjennomførbart. Det tar ca. 20 timer med buss og tog fra Oslo til Basel, som ligger akkurat på grensen mellom Sveits, Frankrike og Tyskland. Der bor faren min, så jeg kan overnatte en natt hos ham før jeg tar de siste fem timene med tog fra Basel til Grenoble.

Men er det egentlig noe poeng?
Det er nok mange som lurer på hvor mye man egentlig sparer på å ta tog eller buss i stedet for fly. Det er et betimelig spørsmål. Det er vanskelig å gi et enkelt svar som er 100% korrekt i alle tilfeller, men litt enkelt kan man si det slik som dette:

  • Fly er verst, spesielt på korte strekninger

  • Bil (med én person i) er omtrent like ille som fly

  • Bil med to personer i er dobbelt så bra som bil med én person i, osv.

  • Buss er 2-10 ganger så bra som fly

  • Tog (generelt) er litt bedre enn buss

  • Tog (i Norge, på fornybar elektrisitet) er ekstremt mye bedre enn alt annet

  • Det aller beste er å ikke reise i det hele tatt


Her er en figur, som jeg tillater meg å gjengi her, siden den ikke er synlig i sin helhet der jeg har hentet den fra (se avsnitt 8.3.3.2).



Jeg anbefaler å ta en titt på kilden til denne figuren hvis man er interessert i dette temaet,

Noen enkle regnestykker

La oss si at en skal reise fra Trondheim til Oslo, og har lyst til å slippe ut lite CO2 på veien. Her er noen regnestykker som kan hjelpe til å forstå hva som foregår.

Drivstoff og CO2-utslipp
I én liter diesel er det mye rart, men aller mest karbon, og deretter en del hydrogen. Vi snakker jo som alle vet om hydrokarboner. Jeg er fysiker, så jeg liker ikke å regne på metylgrupper og slikt, og har funnet et tall som jeg kan bruke for CO2-utslipp fra diesel: 2.66 kg CO2 per liter diesel. Tallet er omtrent det samme for bensin (2,33 kg CO2 per liter bensin). Hvis noen stusser over at man faktisk får mer CO2 enn man hadde drivstoff i utgangspunktet, er det fordi ca 70% av vekta til CO2 er oksygen, som kommer fra lufta, og ikke drivstoffet. Det er ikke noe mystisk med det.

BilEn dieselgjerrig bil bruker ca. 0,5 liter diesel på mila. Fra Oslo til Trondheim er det 496 km landevei, og vi ser da at vi trenger ca 25 liter diesel. Altså vil en bil slippe ut 2.66 x 25 = 66 kg CO2. Dieselforbruket er ikke så avhengig av hvor mange som er i bilen, så man kan godt dele på CO2-utslippet. Resultat:

  • Bil med bare fører: 66 kg CO2 per person

  • Bil med fører + 1 passasjer: 33 kg CO2 per person

  • Full bil (4 passasjerer): 13 kg CO2 per person


BussEn effektiv buss bruker ca 3 liter diesel på mila på landeveiskjøring. Det blir da ca 50 x 3 = 150 liter diesel, eller 150 x 2.66 = 400 kg CO2. Dette utslippet kan også deles på passasjerene, som vanligvis kan være opptil rundt 50 stykker. Resultat:

  • Buss med bare fører: 400 kg CO2 per person

  • Halvfull buss (25 passasjerer): 15 kg CO2 per person

  • Full buss (50 passasjerer): 7,5 kg CO2 per person


FlyEt Boeing 737-300-fly (typisk Norwegianfly) veier ca 60 tonn, og tar maks 148 passasjerer. Å løfte et fly opp til 10.000 meter koster mgh= 5.9 gigajoule. En jetmotor med 20% effektivitet bruker da ca 900 liter bensin for å komme opp i marsjhøyde. Denne energien kunne selvsagt blitt brukt til å seile nedover, men blir på grunn av regulering av luftrommet tvunget til å fly såpass bratt nedover at mye av energien går bort i bremsing. La oss derfor si at denne energien er oppbrukt.

Luftmotstand står for resten av energitapet til flyet. Luftmotstand (kraft) kan finnes ved bruk av formelen


F = ½ A ρ v^2 C,


der A er arealet til det horisontale tverrsnittet av flyet, ? er luftens tetthet, v er flyets hastighet og C er en dragfaktor som kan ligge mellom 0,2-2, som sier noe om hvor aerodynamisk gjenstanden er. Flyets tverrsnitt for kropp + vinger er A = p (2,5m)2 + 20m x 0,5 m = 30 m2. Ting som er laget for å gå fort har ganske lav dragfaktor, så vi setter denne til 0,2. Et Boeing 737-300 er laget for å fly i en fart på ca. 750 km/t. Grunnen til at fly går så høyt oppe er (blant annet) at lufta har lavere tetthet der oppe, noe som gjør drivstofforbruket lavere, og gjør høyere hastigheter mulig. Mens luft på bakkenivå veier ca. 1,2 kg/kubikkmeter, veier luft på 10.000 meters høyde ca. 0,4 kg/kubikkmeter. La oss derfor gjøre en grov forenkling (som gagner flyet med tanke på vår utregning), og si at tettheten til lufta hele veien er ρ = 0,4 kg/m2. Da kan vi regne ut luftmotstanden, som blir 86 kilonewton. Energien som skal til for å virke mot en kraft F over en distanse d er


E = F d.


Flyet får fly i luftlinje mellom Oslo og Trondheim, dvs d = 360 km. Vi får da et forbruk på 2.900 liter bensin med en 20% effektiv jetmotor.

Det totale bensinforbruket kommer da på 3.800 liter på hele flyet, eller 8.850 kg CO2. Resultat:

  • Halvfullt fly (74 passasjerer): 120 kg CO2 per person

  • Fullt fly (148 passasjerer): 60 kg CO2 per person


TogTog bruker også energi, og selv om de stort sett går på fornybar elektrisitet på strekningen Oslo-Trondheim, kan det jo være verdt å ta dem med i beregningen. Hvis vi ser kraftproduksjon i Norden under ett, har vi et utslipp på ca 100 gram CO2 per kWh. Det er vanskelig å finne data for hvor mye energi et tog bruker, men med noen gjetninger kan vi finne et estimat, på samme måten som vi gjorde for fly. La oss gjette at et tog med fem vogner veier 250 tonn, og tar 250 passasjerer. La oss gjette at det til sammen må stige opp 2000 meter på strekningen, og at energien må bremses bort nedover. La oss gjette at toget går i 80 km/t og stopper 20 ganger på strekningen. Tverrsnittet gjetter vi er 10 m2, tettheten av lufta er 1,2 kg/m3 og drag-faktoren setter vi til høye 2.

Vi får da følgende energitap: Stigning 1350 kWh, bremsing/stopp 340 kWh, luftmotstand 810 kWh. Totalt 2500 kWh, eller 250 kg CO2-utslipp fra strømproduksjon. Resultat:
  • Halvfullt tog (125 passasjerer): 2 kg CO2 per person

  • Fullt tog (250 passasjerer): 1 kg CO2 per person


Vi kan da lage en fin liten figur for Trondheim-Oslo, som kan være til hjelp når en skal bestemme hvilket transportmiddel som er mest fremtidsretta:



21 kommentarer:

  1. Interessant oppstilling! Men lurer på:
    Om då toget går på europeisk kol-kraft (eller gass eller kjernekraft), korleis vert reknestykkjet då? Spesiellt om ein tek med kostnadane til infrastruktur for gass/kol og handtering av avfall..

    roger

    SvarSlett
  2. Hei Roger!
    Hvis toget går på kullkraft, kan du gange co2-utslippet med 10. Det vil si at tog på kullkraft er omtrent på samme nivå som buss. Hvis det er et høyhastighetstog vil det være noe verre enn buss, på grunn av høyere luftmotstand.

    SvarSlett
  3. Med andre ord kommer man fortsatt ganske godt ut sammenlignet med fly og bil.

    SvarSlett
  4. Så, ut frå det, kan vi slutte at kolkraft (eller gass, som eg vil tru er betre, totalt sett?) slett ikkje er så gale? :-) Om krafta blir brukt til noko fornuftig, sjølvsagt.

    SvarSlett
  5. Vel, du har jo et poeng der. Hvis kullkraft brukes til drift av tog eller elbiler, kan det være bedre enn alternativene. Men det vil likevel være for mye utslipp i forhold til den enorme reduksjonen i utslipp som vi trenger.

    Og la oss ikke glemme at mesteparten av kullkraften går til andre ting, som for eksempel oppvarming og nedkjøling av bygninger. Der kan det gjøres virkelig store reduksjoner ved å bruke andre former energi og mer intelligente bygningssystemer.

    SvarSlett
  6. Hei Trygve, kan du fortelle meg om hvordan du kom til Basel på 20 timer? Brukte selv ca. 27 timer til Freiburg (rett over grensa til Tyskland) her forleden, og vil gjerne ha tips om raskere vei!

    SvarSlett
  7. Hei Hanne Gro!

    Jeg tok buss fra Oslo til København (ca 8 timer), derfra tog via Hamburg til Basel (ca 5 + 6 timer).

    SvarSlett
  8. Imponerende utregning rundt fly, men en Boeing 737-800 med plass til 180 passasjerer bruker 2 tonn eller 2500 liter mellom Oslo og Trondheim.

    Det jobbes hardt på begge sider av Atlanterhavet med å produsere drivstoff for fly fra alger.
    Denne tar til seg CO2 når den vokser, slik at det hele blir et nullregnskap med hensyn til CO2.

    SvarSlett
  9. 2500 liter ... da var jeg ikke så langt unna, da! Hvor har du det tallet fra?

    Biodrivstoff fra alger er interessant!

    SvarSlett
  10. Hei Trygve,

    jeg flyr flyet.
    Takk for fin blogg, forresten.

    SvarSlett
  11. Utrolig lærerikt! Tenkte å kjøre bil alene til roma, og ser at man slipper ut nesten like mye co2 som ved å ta fly. Får jeg med en til er det derimot mye bedre. På den måten øker man iallefall ikke etterspørselen på flyreiser, så det er vel bedre med bil uansett?

    SvarSlett
  12. Hei! Å kjøre bil til Roma kan sikkert være en spennende opplevelse, i alle fall hvis du tar deg tid til å se litt på veien! Men det er vanskelig å si om det er noe mer miljøvennlig, i alle fall hvis du reiser alene. Det kommer jo også mye an på hvilken bil du har.

    Uansett blir turen både morsommere og mer miljøvennlig hvis du tar med deg noen i bilen!

    SvarSlett
  13. Hei!

    Takk for en bra blogg! "Grønn fase" er et veldig bra initiativ!

    Når det gjelder reiseutslipp; tar dere med i betraktning at rutetog, -fly og -buss kjører uansett om du sitter på eller tar bilen. Slik at bil alltid kommer i tillegg og ikke istedenfor.
    Og hvordan er det å reise med ferje, med eller uten bil, i forhold til de andre transportmidlene?

    Tysk jernbane, bahn.de, har en sammenligningstjeneste på nettsiden sin, mellom tog, bil og fly.

    Så et spørsmål om energi i boliger: Er jordvarme mer egnet enn solcellepaneler/ solfangere (som produserer varme, ikke el.) til den norske vinteren som har få timer dagslys?

    SvarSlett
    Svar
    1. "Kjører uansett" er feil tankegang. Du må ta på din kappe 1% av ansvaret for at et fly flyr dersom du er 1 av 100 passasjerer. Rutetidene vil over tid tilpasse seg antall passasjerer og ditt bidrag er like stort og lite som andres.

      Men det er mange momenter. F.eks. at fly ikke flyr sentrum-sentrum gjør at de fleste flypassasjerer har to ofte lange turer ekstra med tog/buss/taxi/privatbil i hver ende av reisen. Det stiller flyreiser i et enda dårligere lys.

      Vei og jernbanebygging og infrastrukturen rundt (alle NSB-ansatte og veivesenansatte som skal til og fra jobb osv) bidrar også.

      Heller ikke fot- og sykkelturer slipper helt unna. Sko koster co2 å lage. Sko/sykkel øker co2-utslippene fordi den reisende må spise mer og matproduksjon og -transport er jo kjent for store co2-utslipp.

      Det er vanskelig å lage komplette regnestykker, men at sykkel er bedre enn fly trenger man vel ikke tvile på.

      Slett
  14. Takk for god tilbakemelding, og beklager at jeg ikke har fulgt med på kommentarene her på en stund.

    For å svare på spørsmålene i siste kommentar;
    1. Nei, jeg har ikke tatt hensyn til dette i beregningen, men dette henger jo sammen med sammenligningen jeg har gjort mellom "halvfullt tog" i forhold til "fullt tog" osv.

    2. Jeg går ut ifra at med jordvarme så mener du varmepumpe jord til luft. Det er ikke mitt fagområde, men jeg vil tro at du om vinteren kan ta ut mer varme med et slikt system enn med et som er basert på solvarme. Nå kan du til gjengjeld få ganske mye solvarme i mellomsesongene, og solvarme til å varme varmtvann om sommeren, så hvordan utfallet blir til slutt og hva som lønner seg mest økonomisk er det ikke så lett å svare på uten en mer detaljert analyse.

    SvarSlett
  15. Da blir det tog på meg til RERC i år :)

    SvarSlett
  16. Hei "Anonym"

    Ta en titt innom www.asvsolar.no De har god peiling på solenergi :)
    Besøkte de på http://www.asvsolar.no/images/Presse/Fornybardagen_i_Holmestrand__2013.pdf og det var en opplevelse å se ASV Solar termiske solpaneler koblet opp mot et basseng, ble skikkelig varmt. Der viste de også hvordan spart energi fra termisk energi kunne benyttes til E-Bilene Tesla og Nissan. Fikk også se kombinasjon av solceller og termisk og masse annet gøy! Det blir solfangere på meg når taket skal renoveres, det er sikkert.

    SvarSlett
  17. Fortsatt et aktuelt tema, spesielt nå som det er høysesong for både konferanser og feriereiser. Kevin Anderson ved Tyndall Centre for Climate Change Research publiserte nylig et innlegg der han tar til orde for at klimaforskere (og andre) må tenke nærmere over nødvendigheten av de ofte mange og lange flyreisene som "må" til hvert år for å komme seg på konferanser og møter. I innlegget deler han også egne erfaringer med å bruke tog istedet for fly, selv når det er snakk om lange avstander: http://kevinanderson.info/blog/hypocrites-in-the-air-should-climate-change-academics-lead-by-example/

    SvarSlett
  18. Hvordan er det med ferge?

    SvarSlett
  19. Rails og kjøl kommer ofte godt ut, men hvordan er det med kjøl egentlig.

    SvarSlett
  20. hvor mye co2 bruker et fly tromse til oslo

    SvarSlett