Foto: Daniel Östlund / Teknikens Värld

E5 mot E10: Så mycket ökar förbrukningen med mer etanol

Med högre etanolinnehåll i bensinen ökar också bränsletörsten. Vi har testat hur mycket det skiljer mellan E5 och nya E10 – och förklarar varför det är så.

Den så kallade reduktionsplikten skärptes tidigare i år. Sedan 2005 har vår vanliga standardbensin innehållit fem procent etanol, men sedan den 1 augusti i år stramades kraven åt och i pumparna finns numera E10, där bensinen blandats med upp till tio procent etanol. Syftet är att minska utsläppen av fossil koldioxid, en gas som bidrar till växthuseffekten.

Inblandningen av etanol är dock inte helt okomplicerad. Det finns nämligen viktiga skillnader mellan bensin och etanol som bränslen.
Inte minst kommer en ökad etanol­inblandning betyda att bilen drar mer bränsle. Helt enkelt, förbrukningen kommer att öka. Vi har till och med testat exakt hur mycket bränsleförbrukningen ökar i och med bytet från den tidigare E5-blandningen till den nuvarande E10-blandningen.

Reduktionsplikt

Reduktionsplikten innebär att drivmedels­leverantörer varje år måste minska de fossila växthusgasutsläppen från bensin och diesel genom inblandning av förnybara och fossilfria drivmedel. Detta har stor potential att minska utsläppen av växthusgaser från transportsektorn och arbetsmaskiner, som står för nära 40 procent av Sveriges utsläpp av växthusgaser. Reduktionsplikten gör det möjligt att minska utsläppen från den befintliga fordonsflottan.

Enligt en överenskommelse från i fjol ska reduktionsplikten öka till 28 procent för bensin och 66 procent för diesel inom en tioårsperiod.

 

Källa: Regeringen

Men för att förstå det här från grunden så ska vi förklara vad som är vad. Först skiljer det i hur mycket luft som krävs för att elda upp en viss mängd bränsle, det så kallade stökiometriska förhållandet. Ett kilo etanol kräver nio kilo luft för att kunna förbrännas fullständigt. Ett kilo bensin kräver 14,7 kilo luft. 

Det innebär att blandningen E10, med 90 procent bensin och tio procent etanol, har ett stökiometriskt förhållande på ungefär 14,1:1 och det vill till att motorstyrningen kan känna igen det och blanda rätt mängd luft till bränslet. 

Stökiometri

Stökiometri är läran om vilka mängdförhållanden som kemiska ämnen reagerar med varandra. Till exempel behöver man en etanolmolekyl och tre syremolekyler för att uppnå fullständig förbränning, där resultatet blir två koldioxidmolekyler och tre vattenmolekyler. Dessutom får man en viss mängd värme, vilket man kan utnyttja i en förbränningsmotor. 

 

Beräkningar som tar hänsyn till en reaktions stökiometri behövs till exempel när det är viktigt att veta om en reaktant förbrukas till 100 procent eller att kunna förutspå vilken produkt som kommer att bildas. En viktig del av stökiometrin handlar alltså om att balansera reaktionsformler.

 

Källa: Internal Combustion Engine Fundamentals, John B. Heywood

Förgasarmotorbilar från förr behöver bestyckas om och vissa äldre direktinsprutade motorer, så kallade GDI-motorer, klarar inte av det alls. Etanol har också en förmåga att binda vatten, något som kan leda till korrosionsproblem i vissa aluminiumlegeringar i bilens bränslesystem. 

Men det skiljer också i energiinnehåll. Om man eldar upp en liter ren etanol frigörs 21,2 megajoule, medan om man bränner upp en liter bensin frigörs ungefär 33,6 megajoule. Det motsvarar lite drygt nio kilowattimmar, om man föredrar en enhet som går att jämföra med elbilsbatterier.
Siffran kan variera något, beroende på bensinblandningens sammansättning. 

Det finns nämligen ingen strikt kemisk definition på vad bensin är. Etanol är enkelt, det består av en och samma molekyl. Bensin är däremot en riktig soppa, en blandning av korta och relativt lätta kolväten på sisådär fem till tio kolatomer per molekyl, främst så kallade alkaner.

I testbänken, men hjälp av en bensindriven Kia Picanto, testade vi både E5 och E10. Foto: Daniel Östlund / Teknikens Värld

LÄS MER: Drivmedel måste nu miljödeklareras i Sverige 

Hur mycket av energin som sedan blir mekaniskt arbete, och hur mycket som försvinner i form av värme, beror på motorns verkningsgrad. Den varierar med förbränningstemperatur och -hastighet, motorns belastning och yttre faktorer som lufttryck och temperatur. Men om motorn är anpassad för det är det möjligt att få ut en högre verkningsgrad, i alla fall teoretiskt, på etanol i kraft av bränslets högre oktantal – ren etanol har ett oktantal på 108,6 (RON).
Sammantaget betyder det, huvudsakligen på grund av etanolens lägre energinnehåll, att bilen kommer att dra mer bränsle om den tankas med E10 jämfört med ren bensin, eller för det E5-bränsle vi haft sedan 2005. Den bilden bekräftas av bränsleexperten Mikael Mörnsjö, Senior Product Specialist Fuel på ett av landets ledande drivmedelsbolag, som förklarar för oss hur det ligger till:

– Tittar man på det teoretiska värdet så är det ungefär 1,8 procent, men sedan blir förbrukningen olika från motor till motor.

Vi kan alltså förvänta oss att bränsleförbrukningen ökade med i snitt 1,8 procent när vi gick över från E5 till E10. Enligt Mikael Mörnsjö håller det nuvarande E10-bränslet 9,6 till 10,0 volymprocent etanol. 

– Man vill ligga så nära max som möjligt för att uppfylla kvotplikten. Sedan får det aldrig bli över 10,0 procent, då får man inte sälja det.

För att ta reda på vilket utfallet blir i verkligheten har vi testat både E5 och E10 i testbänken. En Kia Picanto fick agera försökskanin, eftersom det är en bil som är anpassad för både E5 och E10 samt saknar alla former av hybridisering som kan ställa till det i mätningarna av bränsleförbrukningen.
Sedan körde vi bilen i vår egen Sverigekörcykel, tre gånger på varje bränsle från samma bränslebolag och samma station. För att få en referens mätte vi också bränsleförbrukningen på E5 98 oktan, som fortfarande går att köpa.
Alla nio körningarna utfördes under samma dag, så att lufttryck och -fuktighet liksom temperaturförhållanden skulle vara så lika varandra som möjligt. 

Resultatet är tydligt: bilen drar mer bränsle om den tankas med E10, jämfört med om den tankas med E5. I snitt var ökningen 3,4 procent, vilket är en statistiskt säkerställd förändring. Inte nog med det, det är också väsentligt mer än vad vad det borde skilja enligt teorin.

När vi i stället jämför 95 oktan E5 med 98 oktan E5 är skillnaden försumbar, totalt 0,06 procent, vilket är väl inom felmarginalen. Det visar att vår Kia inte förmår utnyttja det högre oktantalet utan eldar upp det med samma förtändning som om det hade haft ett lägre oktantal. Båda resultaten är i linje med vad man kan förvänta sig, menar Mikael Mörnsjö: 

– Jag tycker att det låter relativt rimligt. Och jag kan tänka mig att skulle ni ta en annan bil och genomföra fler mätningar skulle ni få lite andra värden, också mindre och nästan samma som med E5-bensinen. 

Mikael Mörnsjö, Senior Product Specialist Fuel, är bränsleexpert på ett av landets ledande drivmedelsbolag.

Mikael Mörnsjö pekar också på att bilar med asiatiskt ursprung, som vår Kia, generellt sett inte är anpassade till att utnyttja det högre oktantalet, något som förklarar varför vi inte såg någon skillnad i bränsleförbrukning. De är alltså optimerade för 95-oktanig bensin och ingenting annat. 

– Det blir att elda för kråkorna att använda 98 oktan. Generellt sett är det så att exempelvis tyska bilar ofta har knackningssensorer som känner av oktantalet och ställer om både insprutning och tändning lite grann. Det är inte mer energi i 98 oktan, men de kan utnyttja energin lite mer effektivt.

Foto: Teknikens Värld
https://datawrapper.dwcdn.net/V1FFe/1/

Det är alltså tydligt att bränsleförbrukningen ökar med ökad etanolinblandning i bensinen, det visar både teori och praktik. Exakt hur mycket är svårt att svara på, men det kan handla om flera procent. 

Det är också någonting som man tagit hänsyn till när det politiska beslutet om skärpt reduktionsplikt fattades i september i fjol. Regeringen och januaripartierna enades då om att pausa den extra uppräkningen av bensinskatten, så kallad BNP-indexering, fram till och med 2022. Däremot kommer skatten fortsatt att räknas upp i takt med inflationen. Så någon verklig lättnad är det inte frågan om.

LÄS MER: Bilarna som klarar E10-bensin – och bilarna som inte gör det 

Indexering av skatt på bensin och diesel

Varje år görs en indexering av bensin- och dieselskatten, som består av koldioxidskatt och energiskatt. Indexeringen består dels av en uppräkning med föregående års förändring av konsumentprisindex (KPI), dels med en så kallad BNP-indexering, ett schabloniserat tillägg på 2 procentenheter för att beakta BNP-utvecklingen. BNP-indexeringen är pausad under 2021 och enligt ett förslag från i maj i år kommer den vara det tillfälligt även 2022.

 

Källa: Regeringen

Fram till 2030 ska reduktionsplikten stegvis skärpas ytterligare, då 28 procent av innehållet i bensinen ska vara förnybar. Då kommer det dock inte att vara fråga om ytterligare etanolinblandning, utan det blir andra förnyelsebara komponenter såsom biobensin. Motsvarande siffra för diesel 2030 är 66 procent.

Är det då lönsamt att tanka 98 oktan E5 i stället för 95 oktan E10? I skrivande stund skiljer det 4,5 procent i literpris, så vad gäller vår Kia är svaret nej. Men en bil som bättre kan utnyttja det högre oktantalet kan mycket väl vara mer ekonomisk att tanka med 98 oktan. Se efter vad som står på etiketten på tanklockets insida på just din bil, om det finns en symbol för 98 oktan kan så mycket väl vara fallet.