Du er her

Fra bensin og diesel til el og hybrid:

Motorsport som miljølaboratorium

Sjarmen ved et godt motorløp, vil mange si, er den overdøvende motorstøyen og lukten av drivstoff og svidd gummi. Sommeren 2014 ble det første løpet i det internasjonale Formular E-mesterskapet kjørt, og her var det hverken motorstøy eller bensinlukt, for dette mesterskapet er basert på 100 prosent elektriske racerbiler.

Av Michael W. J. Sørensen
Avdelingsleder, Transportøkonomisk institutt (TØI)

Venn tipset!

Din venn har blitt sendt en e-post om denne artikkelen.

Tips en venn

Innføringen av denne racerserien er en av flere reaksjoner fra motorsportverdenen på den økende miljøfokuseringen i samfunnet.

Hvorfor investerer bilprodusenter, motorsportselskaper, sponsorer mfl. årlig milliarder av kroner på motorsport? Det korte svaret er, som alltid, at de ønsker å tjene penger og ser at motorsport kan være et godt tiltak for å oppnå dette.

For det første brukes det i markedsføringsøyemed. Når man vinner på racerbanen på søndagen, merkes det populært sagt i salgslokalene på mandagen.

For det andre bruker bilprodusentene motorsport til utvikling av nye teknologier, som kan gi produsenten et bedre produkt enn konkurrentenes og dermed økte salgstall.

I jakten på seier jobber tusenvis av bilingeniører hos de ulike bilprodusentene med å forbedre racerbilenes motoreffekt og -holdbarhet, bremser, styretøy, dekk, aerodynamikk, vekt, drivstofføkonomi, sikkerhet mm.

Nye og mere effektive teknologier, løsninger, designprinsipper og materialer blir således ofte oppfunnet eller introdusert i forbindelse med motorsport. Og der går ikke lang tid før disses gjennombrudd finner veg til de vanlige bilene hos produsentene – først i de dyreste toppmodellene, og siden i de mer rimelige hverdagsmodellene.

Men hva skjer når samfunnet, som nå i de seneste årene, begynner å endre holdning og dermed sine krav og ønsker til nye biler? Da må bilprodusentene og løpsarrangørene også tilpasse seg og endre fokuseringen slik at arbeidet og resultatene fremdeles kan brukes i markedsføring og teknologiutvikling.

I det følgende gis en rekke eksempler på motorsportens tilpasningsdyktighet til samfunnets økende fokusering på klima og miljø.

Fra stor til liten forbrenningsmotor

Formel 1 (F1) regnes som kongeklassen i internasjonal banemotorsport (bilde 1; se også Samferdsel-artikkel Formel 1 – Nullvisjon i praksis fra 2014).

F1-reglementet endres relativt ofte, og dermed endres også hvilken motortype og -størrelse som brukes. I 1988–2013 var turbo ikke tillatt, så her ble store V8-, V10- og V12-sugemotorer benyttet, senest i 2006–2013 en 2,4 liters V8-motor med ca. 750 hk.

Av hensyn til drivstofføkonomi har utviklingen av personbiler de seneste årene gått mot biler med små turbomotorer som kjører relativ langt på literen, og det selges nå relativt få biler med store sugemotorer. Dette kalles downsizing.

For å tilpasse F1 til denne utviklingen og øke relevansen for bilprodusentene til å utvikle motorer til F1, ble det fra 2014 igjen tillat med turbo, og motorene har dermed de seneste årene vært 1,6 liters V6-turbomotorer. Motorene hadde i 2014 600–700 hk, men er nå oppe i nesten 1000 hk (via supplerende bruk av hybridteknologi, se nedenfor).

Samtidig ble det satt krav til motorens maksimale turtall og hvor mye drivstoff som var tillatt brukt i et løp. Man så således i 2014–2015, da kravene var tøffest, at flere førere under løpene ble bedt av teamet om å kjøre mer drivstofføkonomisk for å spare på drivstoffet. Det var også eksempler på at førere fikk tidsstaff for å ha brukt for mye drivstoff.

Bilde 1: Mercedes F1-bil – her med Lewis Hamilton som fører – som har vunnet alle mesterskapene siden 2014, der den nye 1,6 liters V6-turbomotoren ble innført. Foto: mercedes-benz

Fra bensin- til dieselmotor

Racerbiler har «alltid» kjørt på bensin eller bensinlignende drivstoff, og man sier ofte at folk som kjører eller liker motorsport har «bensin i blodet». I forbindelse med samfunnets økende fokusering på klima utviklet og introduserte Audi i 2005 sin AUDI R10 TDI med turbo-dieselmotor (bilde 2).

Årsaken var bla. at denne motor- og drivstofftypen har lavere CO2-utslipp enn tilsvarende bensinteknologi. Bilen ble utviklet og innsatt i sportsvognklassen «Le Mans prototype LMP1» (nå WEC-serien), som bl.a. omfatter det nok mest kjente racerløpet, 24-timersløpet på Le Mans samt tilsvarende langdistanseløp.

Lanseringen ble møtt med en vis skepsis, for «ordentlige» racerbiler kjører jo på bensin. Samtidig var dieselbiler i «gamle dager» ikke akkurat kjent for å være hurtige biler, og lyden fra en dieselmotor bringer heller ikke tankene i retning av motorsport.

Men med avansert turboteknologi ble dieselmotorens problem med især langsom akselerasjon løst, samtidig med at motorens overlegne moment ble utnyttet. I tillegg kunne motorens bedre drivstofføkonomi utnyttes til færre tankstopp, noe som gir en avgjørende tidsbesparelse i et langdistanseløp. Motortypen er generelt også mer holdbar, og risikoen for at den ikke holder i de 24 timene er derfor mindre.

Bilen viste seg fort å være overlegen, og den vant sitt debutløp på Le Mans i 2006 og også de to etterfølgende årene. I 2009 var det Peugeot 908 HDi som vant, også med en dieselmotor, hvoretter Audi igjen vant i 2010–2011 med henholdsvis Audi R15 og R18.

Audiene ble bl.a. kjørt av danske Tom Kristensen, som med ni seire i Le Mans er den mestvinnende på Le Mans i all tid.

Suksessen på racerbanen kunne også merkes på salget av Audi dieselbiler, samtidig med at den gamle sannhet om langsomme og kjedelige dieselbiler ikke lengre er gjeldende. I tillegg til Audi, fås således nå også mange andre luksus- og sportsbiler – fra f.eks. BMW, Mercedes, Porsche, Jaguar og Maserati –  med dieselmotor.

Bilde 2: Audi R10 TDI med turbo-dieselmotor som vant Le Mans i 2006–2008. Her et bilde av vinnerbilen fra 2008, med danske Tom Kristensen som sjåfør. Foto: all-free-photos

Fra tradisjonell til hybrid motorteknologi

I motorsport er det de seneste årene, som i vanlig biltrafikk, blitt mer satsing på ulike hybridløsninger der bensin- eller dieselmotor kombineres med én eller flere elmotorer. Dette ses både i WEC og F1.

Formålet er selvfølgelig å få mer kraft, slik at man kan kjøre fortere, men også å bli mer energieffektiv, noe som kan medfører færre tidskrevende tankstop (WEC) eller sikre at krav til maksimalt drivstoff-forbruk (F1) overholdes.

Ulempen er at slik teknologi gir ekstra vekt, noe som er problematisk fordi høyere vekt gir dårligere prestasjoner. I tillegg gir avansert teknologi mer som kan gå i stykker, noe som kan være utfordrende når teknologien presses til det ytterste i kampen om seier.

Ulike former for hybridløsninger har hatt stor suksess på f.eks. Le Mans. Etter storhetstiden med dieselmotorer (2006–2011) vant Audi i 2012–2014 med Audi R18 e-tron quattro, som var en diesel-hybrid. I alle de etterfølgende årene (2015–2017) har Porsche 919 Hybrid vunnet, en bil som i tillegg til elmotor har en V4-bensin-turbomotor. I tillegg til Audi og Porsche har Toyota deltatt og vunnet mange løp med Toyota TS030, TS040 og TS050 Hybrid.

Toyota har lengre vært et av de mest aktive og førende bilmerkene innenfor ulike hybridløsninger, og Audi og Porsche har de seneste årene også fått mange modeller med ulike hybridløsninger. Dette er noe som sammen med andre hybridbiler kan bidra til å redusere det samlede forbruket av fossilt drivstoff og dermed redusere CO2-utslippet.

Utvikling av hybridteknologi har man også sett i F1 parallelt med den beskrevne downsizing. Alt i 2009 ble KERS innført og benyttet av noen av teamene. KERS står for Kinetic Energy Recovery System, og betyr at man «høster» energi fra de meget varme bremsene, energi som ellers ville gått tapt. Dette kunne gi inntil 80 ekstra hk i 6–7 sek. pr. banerunde.

Fra 2014 ble det i forbindelse med innføring av de mindre V6-motorene tillat med ERS (Energy Recovery System), som henter energi fra både bremser og eksos, noe som gir inntil 160 ekstra hk i over 30 sek. pr. runde. Det betyr at motoren er likeså sterk som den tidligere V8-motor, men bruker 35 prosent mindre drivstoff.

Fra drivstoff til el

Det internasjonale Formular E (FE)-mesterskapet fikk debut i Beijing sommeren 2014. Serien ble initiert av FIA-president (International Automobile Federation) Jean Todt, som er tidligere mangeårig ansvarlig for Ferrari F1 og også direktør for hele Ferrari i 2006–2008. Målet er å demonstrere potensialet for bærekraftig mobilitet.

FE-bilene (bilde 3) ligner på mange måter en tradisjonell F1-bil, men motorteknologien er markant annerledes med 100 prosent elektrisk motor. De har ca. 250 hk, noe som gir de lette bilene en akselerasjon fra 0 til 100 km/t på ca. 3 sek. og en toppfart på 225 km/t.

Løpsserien består av 20 biler (10 teams) og rundt 10 årlige løpshelger verden over. Tredje sesong sluttet sommeren 2017, og en ny fjerde sesong begynner i Hongkong i desember i år.

Den innledningsvis beskrevne skepsisen til denne serien ble fort gjort til skamme, og serien må vel nå betraktes som en suksess. Mange store motorsportsnavn som Senna, Prost og Piquet (sønner eller nevøer til tidligere store F1-verdensmestre og også selv tidligere F1-kjørere) samt andre tidligere F1-førere kjører nå i klassen. Løpene og mesterskapene er tette, og de to første årene var det bare henholdsvis 1 og 2 poeng som avgjorde mesterskapet.

Flere av de store bilfabrikantene har nå også fått øyene opp for fordelene ved å delta i denne serien; både mht. markedsføring og teknologiutvikling. Renault var involvert fra starten, og siden er også Citroën og Jaguar blitt med. Audi er med fra fjerde sesong, BMW vil delta fra femte sesong, Mercedes og Porsche fra sjette sesong.

Audi, som i mange år har vært dominerende i WEC-serien – først med diesel og siden hybrid-diesel –  dropper således helt dette til fordel for å bli med i en 100 prosent elektrisk motorsportserie. Ifølge Audi selv skyldes dette en ambisjon om at deres produksjonsbiler skal være mer og mer elektriske, og derfor må også motorsportsbiler kjøre den vegen. Samtidig kan de mange flotte seirene med dieselbiler ikke lengre brukes i markedsføring, da diesel ikke lengre gir helt gode assosiasjoner.

I tillegg har Jaguar avslørt planer om å etablere en merke-raceserie med Jaguars første elektriske bil I-PACE. Navnet på serien blir Jaguar I-PACE eTROPHY, og det er planen at løpene skal kjøres i samme løpshelger som FE fra 2018.

Dette blir verdens første racerserie basert direkte på vanlige elektriske personbiler. Samtidig er bilene faktisk SUVer, så det er kanskje også verdens første racerserie for SUV.

Miljøvennlig?

CO2 og andre utslipp fra motorsport er i absolutte tall meget små i sammenligning med dem fra vanlig trafikk, som følge av mange færre kjørte km. Motorsport kan likevel på ingen måte sies å være miljøvennlig – heller ikke FE. Tenk bare på hvilke (indirekte) utslipp det f.eks. gir å transportere biler, mannskap mm. rundt til løp og trening i hele verden. Selve de beskrevne tiltak vil også ha bortimot ingen betydning på de dirkete utslippene i forbindelse med løpene.

Men utviklingen av nye og mer effektive motorteknologier kan gi en positiv effekt når den overføres fra de meget få racerbilene til de millioner av personbiler som hvert år selges verden over.

 

DEBATTREGLER I SAMFERDSEL
Har du synspunkter på denne saken, så kom gjerne med dem her i kommentarfeltet! Det du skriver vil i de fleste sammenhenger fremstå som mer interessant og troverdig dersom du skriver under fullt navn. Hold deg til saken, vis respekt og raushet overfor andre og deres meninger. Husk at det du skriver kan bli lest av mange!

Ytringer som inneholder trusler eller annen form for sjikane, vil bli fjernet.

Vennlig hilsen
Samferdsel-redaksjonen

comments powered by Disqus

  • Tweets

Bunnbilde
SAMFERDSEL, TØI
Gaustadalléen 21,
0349 Oslo.
Telefon: 22 57 38 00
Telefaks: 22 60 92 00

PÅ VEIEN
I LUFTEN
PÅ SKINNER
PÅ SJØEN
TRANSPORT
REISELIV
MILJØ
TEKNOLOGI

ARKIV
AKTUELT
ANNONSERE

TØI
DEBATT
KONTAKT OSS
OM OSS

 

Webmaster/nettredaktør: Are Wormnes. Telefon mobil: 911 47 978. Epost: awo@toi.no  |  Personvern

Designet og utviklet av CoreTrek AS