Gapet mellan deklarerad och verklig bränsleförbrukning
Skribent (gästinlägg)
2014-12-03
Gapet mellan deklarerad och verklig bränsleförbrukning
skrivet av Olle Hådell
Ett hett diskussionsämne idag är skillnaden mellan bilens deklarerade bränsleförbrukning och den som uppnås i verkligheten.
Det deklarerade värdet på förbrukningen tas fram vid typgodkännandet och används som bl.a. konsumentupplysning. Den största betydelsen har det dock som kriterium vid olika typer av lagstiftning. I Sverige grundas fordonskatter och miljöbilsförmåner på den certifierade siffran Viktigast är dock förmodligen EUs s.k. 130 g- direktiv
Direktivet föreskriver att den genomsnittliga förbrukningen, uttryckt CO2 utsläpp, inte får överstiga 130 g/km. Detta räknat som genomsnitt av fabrikantens försäljning av olika modellvarianter Siffran korrigeras för fordonets vikt. (Kallas ofta för 130 g linjen) Om inte fabrikanten kan möta upp mot direktivet väntar böter. Direktivet är ett kraftigt styrmedel för det flesta fabrikanter, möjligtvis med undantag för Ferrari, Lamborghini m.fl. eftersom de sällan har salupriset som konkurrensmedel.
Spelar det då någon roll att den verkliga förbrukningen överskrider den deklarerade? Egentligen inte i om skillnaden är måttlig och jämförbarheten upprätthålls mellan olika fabrikat och modeller. Men skillnaderna är nu stora och jämförbarheten har urholkats. Mätningar som har visat att den verkliga bränsleförbrukningen överstiger den deklarerade med 10-40 %. Bl.a. ICCT (International Council on Clean Transportation) och holländska TNO rapporterar att gapet ökat från 8 % 2001 till 38 % 2013.
Tänkbara orsaker
Varför ökar då gapet? Själva drivlinan har effektiviserats genom effektivare motorer och andra utväxlingar i växellåda och slutväxel. Färdmotståndet har reducerats genom bättre aerodynamik och lättrullande däck.
Samtidigt ökar mängden utrustning i form av luftkonditionering, värmesitsar, elvärmda rutor och t.o.m. elvärme eftersom högeffektiva motorer har otillräckligt med spillvärme att värma kupén med. Dessutom förses bilarna med navigator, ljudanläggning etc. (s.k. infotainment). All denna utrustning är energikrävande och tas ut direkt mekaniskt från motorn (AC) eller via generatorn (elförbrukarna).
Sammantaget minskar således energibehovet för framdrivningen men ökar för komfort- och nöjesutrustningen
Typgodkännandeprovet körs utan att koppla in klimatanläggning och infotainment. Incitamenten att effektivisera denna typ av utrustning är därför låg, eftersom det inte påverkar den deklarerade bränsleförbrukningen.
Det finns en annan tänkbar orsak till det ökande gapet. Incitamenten för låg förbrukning driver fabrikanterna att pressa förbrukningen för just testexemplaret vid typgodkännandet. Detta kan ske helt lagligt eftersom regelverket har en hel del ”töjmån” dvs. det tillåter att den bil som skall testas kan avvika kraftigt från den saluförda och det finns toleranser i föreskrifterna som kan ett ”gynnsamt” provresultat. Mer om detta i kommande nyhetsbrev.
Testet består grovt sett av två delar: I del ett mäts framdrivningsmotståndet. Detta kallas utrullningsprov/Eng: Coast down/. Del två är körning i laboratorium/rullande landsväg/ där utrustningen kalibrerats efter resultatet i det första provet. Del två körs för närvarande efter den standardiserade europeiska körcykeln som kallas NEDC (New European Driving Cycle). Ett lågt framdrivningsmotstånd i utrullningsprovet är viktigt för att den rullande landsvägen skall kalibreras på ett gynnsamt sätt.
För fabrikanten räcker det inte med att de olika modellerna ligger under den s.k. 130 g linjen. En viktig drivkraft i för att minimera förbrukningen vid testttillfället är att vinstmarginalen på välutrustade bilar är större än på de enklare. Det har därför varit angeläget för tillverkarna att kunna sälja motorstarka och lyxiga bilar. Men sådana bilar har hög förbrukning. Om förbrukningen även på de enklare bilarna kan pressas längre ned under linjen finns större utrymme för motorstarka varianter i försäljningen.
Körmönster
I debatten har ofta påpekats att NEDC cykeln är för tam och inte speglar verkliga förhållanden. Ett förändrat körmönster påverkar förbrukningen. Körningen i laboratoriet avviker naturligtvis från den verkliga. Olika förare hanterar inte bara bilen olika, de använder bilen i många olika körmiljöer med olika andel kökörning, låghastighetsvägar och högfartsvägar. Speciellt korta körningar driver upp förbrukningen eftersom kupén måste klimat konditioneras och batteriet laddas. Att hitta en körcykel som speglar detta är nog ogörligt. Möjligen skulle körprovet likna en USA modell med flera typiska delmoment som både vägs ihop och redovisades separat. Då skulle konsumenten åtminstone i teorin kunna välja de moment som bäst motsvarade de egna förhållandena. Min gissning är dock att endast ett fåtal konsumenter skulle orka tränga så djupt ner i detaljerna. Det växande gapet orsakas dock främst av ofullkomligheter i regelverket gällande typgodkännandet. Som nedan skall visas kan den verkliga förbrukningen kraftigt överskrida den deklarerade även inom NEDC cykeln
Basfakta energibalans
Hur fördelar sig energianvändningen i en bil? Jag använder de grundantaganden Klaas Burgdorf Volvo Cars gör i en SAE artikel. Räkneexemplet nedan skall ses principiellt och siffrorna varierar förmodligen mellan olika fordonskoncept.
Körcykel NEDC. Medelhastighet är 33 km/h och körsträckan 11 km. Provet tar 1180 s dvs. ca 20 min.
Fordonet väger 1500 kg och har en turboladdad diesel med en medelverkningsgrad över körcykeln på 30 %. Rullmotståndet sätts till 7N per kN fordonstyngd.
I liter diesel innehåller 9,8 kWh och ger 2,9 kg CO2 räknat som WTW.
Bränsleförbrukningen för enbart framdrivningen blir då i NEDC 4,0 l/100 km. (Varken klimatanläggning eller elförbrukare är inräknade).
Framdrivningsmotståndet fördelas på:
(Burgdorf anger % -tal som här räknats om till förbrukning)
luftmotstånd 1,44 l/100 km, rullmotstånd 0,96 l/100 km, acceleration 1,52 l/100 km dessutom ger bromsarna lite friktionsförluster 0,08 l/100 km. Detta är ett basexempel för kommande kalkyler.
Utanför mätningen
Burgdorf anger i sin analys att Klimatanläggningen typiskt drar effekten 550 W och el utrustningen 400 W detta räknat som medeleffekt över körcykeln. Med hänsyn taget till motorns verkningsgrad driver klimatanläggningen upp förbrukningen med 0,56 l/100 km och el utrustningen med 0,41 l/100 km.
Totalförbrukningen blir således 4,00 + 0,56 + 0,41 l/100 km tot. 4,97 l/100 km dvs. en ökning med 24 %.
Om nu kundens fordon väger 100 kg mer än det testade, ökar förbrukningen, dels pga. högre rullmotstånd, dels pga. högre effektbehovet vid acceleration. Det ökade rullmotståndet ger en förbrukningsökning på 0,06 l/100 km och accelerationsmotståndet ger en ökning på 0,10 l/100 km. Totalt således en ökning på 0,16 l/100 km. Förbrukningen har nu ökat från 4,0 till 5,13 l/ 100 km. Påslaget är 32 %. OBS detta gäller fortfarande inom NEDC!
En intressant detalj i sammanhanget är att förbrukningsökningen pga. 100 kg extra vikt motsvarar 4,3 g högre CO2 utsläpp. Beslutet om 130 g direktivet förgicks av en hård debatt om hur mycket linjen skulle luta, d.v.s. hur mycket mer tunga fordon skulle få släppa ut. Linjen tillåter 4,57 g/ 100 kg extra vikt. Typgodkännandestatistik visade att lutningen var brantare. Orsakerna kan vara många t.ex. att tunga bilar har förhållandevis starkare motorer. Enligt Burgdorfs siffror är dock den viktrelaterade förbrukningsökningen snarast mindre än vad direktivet tillåter. Moroten för att sänka vikten saknas!
Däckvalet spelar också roll. Om kunden köper däck med energimärkning C och om typprovningen skedde med klass A däck kommer förbrukningen att öka med 0,28 l/100 km. Totalförbrukningen är nu uppe i 5,41 l/100 km i NEDC cykeln. Påslaget är nu 39 %.
Sammantaget kan läget beskrivas så att det finns några huvudorsaker till att avvikelsen mellan certifierad förbrukning och den som uppnås vid verklig körning.
Ett hett diskussionsämne idag är skillnaden mellan bilens deklarerade bränsleförbrukning och den som uppnås i verkligheten.
Det deklarerade värdet på förbrukningen tas fram vid typgodkännandet och används som bl.a. konsumentupplysning. Den största betydelsen har det dock som kriterium vid olika typer av lagstiftning. I Sverige grundas fordonskatter och miljöbilsförmåner på den certifierade siffran Viktigast är dock förmodligen EUs s.k. 130 g- direktiv
Direktivet föreskriver att den genomsnittliga förbrukningen, uttryckt CO2 utsläpp, inte får överstiga 130 g/km. Detta räknat som genomsnitt av fabrikantens försäljning av olika modellvarianter Siffran korrigeras för fordonets vikt. (Kallas ofta för 130 g linjen) Om inte fabrikanten kan möta upp mot direktivet väntar böter. Direktivet är ett kraftigt styrmedel för det flesta fabrikanter, möjligtvis med undantag för Ferrari, Lamborghini m.fl. eftersom de sällan har salupriset som konkurrensmedel.
Spelar det då någon roll att den verkliga förbrukningen överskrider den deklarerade? Egentligen inte i om skillnaden är måttlig och jämförbarheten upprätthålls mellan olika fabrikat och modeller. Men skillnaderna är nu stora och jämförbarheten har urholkats. Mätningar som har visat att den verkliga bränsleförbrukningen överstiger den deklarerade med 10-40 %. Bl.a. ICCT (International Council on Clean Transportation) och holländska TNO rapporterar att gapet ökat från 8 % 2001 till 38 % 2013.
Tänkbara orsaker
Varför ökar då gapet? Själva drivlinan har effektiviserats genom effektivare motorer och andra utväxlingar i växellåda och slutväxel. Färdmotståndet har reducerats genom bättre aerodynamik och lättrullande däck.
Samtidigt ökar mängden utrustning i form av luftkonditionering, värmesitsar, elvärmda rutor och t.o.m. elvärme eftersom högeffektiva motorer har otillräckligt med spillvärme att värma kupén med. Dessutom förses bilarna med navigator, ljudanläggning etc. (s.k. infotainment). All denna utrustning är energikrävande och tas ut direkt mekaniskt från motorn (AC) eller via generatorn (elförbrukarna).
Sammantaget minskar således energibehovet för framdrivningen men ökar för komfort- och nöjesutrustningen
Typgodkännandeprovet körs utan att koppla in klimatanläggning och infotainment. Incitamenten att effektivisera denna typ av utrustning är därför låg, eftersom det inte påverkar den deklarerade bränsleförbrukningen.
Det finns en annan tänkbar orsak till det ökande gapet. Incitamenten för låg förbrukning driver fabrikanterna att pressa förbrukningen för just testexemplaret vid typgodkännandet. Detta kan ske helt lagligt eftersom regelverket har en hel del ”töjmån” dvs. det tillåter att den bil som skall testas kan avvika kraftigt från den saluförda och det finns toleranser i föreskrifterna som kan ett ”gynnsamt” provresultat. Mer om detta i kommande nyhetsbrev.
Testet består grovt sett av två delar: I del ett mäts framdrivningsmotståndet. Detta kallas utrullningsprov/Eng: Coast down/. Del två är körning i laboratorium/rullande landsväg/ där utrustningen kalibrerats efter resultatet i det första provet. Del två körs för närvarande efter den standardiserade europeiska körcykeln som kallas NEDC (New European Driving Cycle). Ett lågt framdrivningsmotstånd i utrullningsprovet är viktigt för att den rullande landsvägen skall kalibreras på ett gynnsamt sätt.
För fabrikanten räcker det inte med att de olika modellerna ligger under den s.k. 130 g linjen. En viktig drivkraft i för att minimera förbrukningen vid testttillfället är att vinstmarginalen på välutrustade bilar är större än på de enklare. Det har därför varit angeläget för tillverkarna att kunna sälja motorstarka och lyxiga bilar. Men sådana bilar har hög förbrukning. Om förbrukningen även på de enklare bilarna kan pressas längre ned under linjen finns större utrymme för motorstarka varianter i försäljningen.
Körmönster
I debatten har ofta påpekats att NEDC cykeln är för tam och inte speglar verkliga förhållanden. Ett förändrat körmönster påverkar förbrukningen. Körningen i laboratoriet avviker naturligtvis från den verkliga. Olika förare hanterar inte bara bilen olika, de använder bilen i många olika körmiljöer med olika andel kökörning, låghastighetsvägar och högfartsvägar. Speciellt korta körningar driver upp förbrukningen eftersom kupén måste klimat konditioneras och batteriet laddas. Att hitta en körcykel som speglar detta är nog ogörligt. Möjligen skulle körprovet likna en USA modell med flera typiska delmoment som både vägs ihop och redovisades separat. Då skulle konsumenten åtminstone i teorin kunna välja de moment som bäst motsvarade de egna förhållandena. Min gissning är dock att endast ett fåtal konsumenter skulle orka tränga så djupt ner i detaljerna. Det växande gapet orsakas dock främst av ofullkomligheter i regelverket gällande typgodkännandet. Som nedan skall visas kan den verkliga förbrukningen kraftigt överskrida den deklarerade även inom NEDC cykeln
Basfakta energibalans
Hur fördelar sig energianvändningen i en bil? Jag använder de grundantaganden Klaas Burgdorf Volvo Cars gör i en SAE artikel. Räkneexemplet nedan skall ses principiellt och siffrorna varierar förmodligen mellan olika fordonskoncept.
Körcykel NEDC. Medelhastighet är 33 km/h och körsträckan 11 km. Provet tar 1180 s dvs. ca 20 min.
Fordonet väger 1500 kg och har en turboladdad diesel med en medelverkningsgrad över körcykeln på 30 %. Rullmotståndet sätts till 7N per kN fordonstyngd.
I liter diesel innehåller 9,8 kWh och ger 2,9 kg CO2 räknat som WTW.
Bränsleförbrukningen för enbart framdrivningen blir då i NEDC 4,0 l/100 km. (Varken klimatanläggning eller elförbrukare är inräknade).
Framdrivningsmotståndet fördelas på:
(Burgdorf anger % -tal som här räknats om till förbrukning)
luftmotstånd 1,44 l/100 km, rullmotstånd 0,96 l/100 km, acceleration 1,52 l/100 km dessutom ger bromsarna lite friktionsförluster 0,08 l/100 km. Detta är ett basexempel för kommande kalkyler.
Utanför mätningen
Burgdorf anger i sin analys att Klimatanläggningen typiskt drar effekten 550 W och el utrustningen 400 W detta räknat som medeleffekt över körcykeln. Med hänsyn taget till motorns verkningsgrad driver klimatanläggningen upp förbrukningen med 0,56 l/100 km och el utrustningen med 0,41 l/100 km.
Totalförbrukningen blir således 4,00 + 0,56 + 0,41 l/100 km tot. 4,97 l/100 km dvs. en ökning med 24 %.
Om nu kundens fordon väger 100 kg mer än det testade, ökar förbrukningen, dels pga. högre rullmotstånd, dels pga. högre effektbehovet vid acceleration. Det ökade rullmotståndet ger en förbrukningsökning på 0,06 l/100 km och accelerationsmotståndet ger en ökning på 0,10 l/100 km. Totalt således en ökning på 0,16 l/100 km. Förbrukningen har nu ökat från 4,0 till 5,13 l/ 100 km. Påslaget är 32 %. OBS detta gäller fortfarande inom NEDC!
En intressant detalj i sammanhanget är att förbrukningsökningen pga. 100 kg extra vikt motsvarar 4,3 g högre CO2 utsläpp. Beslutet om 130 g direktivet förgicks av en hård debatt om hur mycket linjen skulle luta, d.v.s. hur mycket mer tunga fordon skulle få släppa ut. Linjen tillåter 4,57 g/ 100 kg extra vikt. Typgodkännandestatistik visade att lutningen var brantare. Orsakerna kan vara många t.ex. att tunga bilar har förhållandevis starkare motorer. Enligt Burgdorfs siffror är dock den viktrelaterade förbrukningsökningen snarast mindre än vad direktivet tillåter. Moroten för att sänka vikten saknas!
Däckvalet spelar också roll. Om kunden köper däck med energimärkning C och om typprovningen skedde med klass A däck kommer förbrukningen att öka med 0,28 l/100 km. Totalförbrukningen är nu uppe i 5,41 l/100 km i NEDC cykeln. Påslaget är nu 39 %.
Sammantaget kan läget beskrivas så att det finns några huvudorsaker till att avvikelsen mellan certifierad förbrukning och den som uppnås vid verklig körning.
- Drivlinan har effektiviserats men klimat- och komfortutrustning har blivit mer energikrävande och detta lämnas utan hänsyn vid certifieringen.
- Regelverket vid certifieringen har töjmån det fordon som testas kan avvika från de som sedan säljs.
Länk till tabell med beräkningen.
I kommande nyhetsbrev beskriver jag vad de kommande regelverken i form av WLTP kan betyda för ett närmande mellan certifierad och verklig förbrukning.
Källor
ICCT: From Laboratory to Road a comparison of official and ”real world fuel consumption and CO2 values for cars i Europé and The United States. Peter Mock et al. 2013. länk (pdf)
Gap between reported and actual fuel economy higher than ever before. 2014. ICCT, the Netherlands’ Organisation for Applied Scientific Research (TNO), and Germany’s Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (IFEU). länk
SAE International: Challenges and Opportunities for the Transition to Highly-Efficient Passenger Cars, Klaas Burgdorf Volvo Cars Coporation, 06/09/2011
I kommande nyhetsbrev beskriver jag vad de kommande regelverken i form av WLTP kan betyda för ett närmande mellan certifierad och verklig förbrukning.
Källor
ICCT: From Laboratory to Road a comparison of official and ”real world fuel consumption and CO2 values for cars i Europé and The United States. Peter Mock et al. 2013. länk (pdf)
Gap between reported and actual fuel economy higher than ever before. 2014. ICCT, the Netherlands’ Organisation for Applied Scientific Research (TNO), and Germany’s Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (IFEU). länk
SAE International: Challenges and Opportunities for the Transition to Highly-Efficient Passenger Cars, Klaas Burgdorf Volvo Cars Coporation, 06/09/2011