Evaluation of fuels - a systems perspective

19
CCBY Per Olof Arnäs Ins2tu2onen för Teknikens ekonomi och organisa2on Avdelningen för logis2k och transport Evalua&on of fuels A systems perspec&ve Per Olof Arnäs

description

A short presentation on how a transportation company needs to use a system's perspective when evaluating alternative fuels. The MEET model combines Money, Environment, Ethics and Technology.

Transcript of Evaluation of fuels - a systems perspective

Page 1: Evaluation of fuels - a systems perspective

CC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transport

Evalua&on  of  fuels  A  systems  perspec&ve

Per  Olof  Arnäs

Page 2: Evaluation of fuels - a systems perspective

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Housing  (7  m2  per  person)

Food  (self  sufficient)

1900

Posessons2011

Källa,  delvis:  Naturvårdsverket

Housing  (47  m2  per  person)

Food  (import,  exo&c  fruits  etc.)

Skiing  equipment

Surfing  equipment

Computer

Camera

TV

Satellite  receiver

DVD

Video

Mobile  phone

Telephone

Mountainbike

Car

Air  travels

Food  processor

Electric  stove

Microwave  oven

Dishwasher

Refridgerator/freezer

Washing  machine

Summer  house

Video  games

Lawn  mower

Page 3: Evaluation of fuels - a systems perspective

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Problem  areasEnergy

Environment

Supply

Page 4: Evaluation of fuels - a systems perspective

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Demands  on  alterna&ve  fuels

Low  environmental  impact Cost  neutral

High  energy  content

AccessibilitySufficient  volumes

Renewable

Page 5: Evaluation of fuels - a systems perspective

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Which  fuel  is  best?

0

25

50

75

100

Fuel  A Fuel  B

CO2NOxPar2cles

Page 6: Evaluation of fuels - a systems perspective

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Systems  perspec&veComparing  fuels  is  complex

From  a  user  viewpoint,  several  different  demands  need  to  MEET  

A  systems  perspec&ve  is  needed

Page 7: Evaluation of fuels - a systems perspective

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

MONEYENVIRONMENTETHICSTECHNOLOGY

MEET-­‐model

Page 8: Evaluation of fuels - a systems perspective

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Monetary  factors

Cost  per  km

Supply  op&ons  (several  fuel  suppliers)

Filling  infrastructure

Economic  life-­‐span  of  vehicle

Second-­‐hand  value  of  vehicle

Maintenance  cost

Investment  cost

MONEYENVIRONMENTETHICSTECHNOLOGY

Page 9: Evaluation of fuels - a systems perspective

MONEYENVIRONMENTETHICSTECHNOLOGY

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Environmental  proper&es  of  fuels

Emissions  when  combus&ng,  manufacturing,  transpor&ng  and  handling  the  fuelCO2,  NOx,  Par&cles,  Hydro  carbons,  Sulphur  etc.

Toxicity

Displacement  effectsThe  raw  material  can  be  needed  elsewhere

Renewability

Degradability  on  leakages  and  spills

Local  environmental  effects  in  produc&on

hMp://aworldofprogress.com/wp-­‐content/uploads/2010/01/environment.jpg

Page 10: Evaluation of fuels - a systems perspective

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Correct  marke&ng

Regional  effects

Social  effects  of  produc&on,  transport  and  handling

Displacement  effects

Origin  of  raw  material

Ethical  factors  influencing  fuel  selec&on

MONEYENVIRONMENTETHICSTECHNOLOGY

Page 11: Evaluation of fuels - a systems perspective

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Standardised  specifica&on

Aggrega&on  state  (liquid,  solid,  gas)

Agression/corrosion/oxida&on

Temperature  proper&es

Lubrica&on  proper&esEngine  technology

Heat  value

Technological  proper&es  of  fuels

MONEYENVIRONMENTETHICSTECHNOLOGY

Page 12: Evaluation of fuels - a systems perspective

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Prerequisites  for  es&ma&on

No  changes  in  tax  regula&ons

Deprecia&on  &me  for  a  heavy  duty  machine  is  

10-­‐16  years

Deprecia&on  &me  for  a  heavy  vehicle  is  5-­‐8  years

Comparison  with  standard  diesel  (Mk1)

MONEYENVIRONMENTETHICSTECHNOLOGY

Page 13: Evaluation of fuels - a systems perspective

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Money Ethics TechnologyTechnologyInvestment  cost Origin Heat  value

Maintenance  cost Displacement  effects  ? Engine  technology

Second-­‐hand  value ? ? Social  effects Lubrica2on

Economic  life-­‐span ? Regional  effects Temperature

Infrastructure Correct  marke2ng  ? Corrosiveness

Supply ? Solid/Fluid/Gaseous FCost/km Stand.  spec.

BeMer  compared  to  MK  1Worse  compared  to  MK  1EqualNo  data?

MONEYENVIRONMENTETHICSTECHNOLOGY

Example  of  comparisonEnvironment

CO2

NOx

Par2cles

Degradable

Renewable

Displacement  effects

Toxicity

?

?

Page 14: Evaluation of fuels - a systems perspective

CC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transport

Renewable  fuels

Image:  Aspen  petroleum

EthanolC₂H₅OH

HydrogenH₂

DMEDimetyl  ether

BiogasMethane,  CH₄

Synthe&c  DieselSynthe&c  hydrocarbons  (FT-­‐diesel)

Vegetabilic  oilFAME,  for  example  RME

MethanolCH₃OH

GASESFLUIDS

Page 15: Evaluation of fuels - a systems perspective

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Short  term,  5-­‐10  years

RME/FAME  (<  10%)

Synthe&c  diesel

Electric  hybridsAddi&on  enginePower  source  for  equipment

Pine  oil  

Page 16: Evaluation of fuels - a systems perspective

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Long  term,  10-­‐20  years

MDEMethane  Diesel  Engine

Biogas

MethanolDMEDimetyl  ether

Hydrogen?

Page 17: Evaluation of fuels - a systems perspective

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Four  strategies  to  reduce  the  environmental  footprint  of  transporta&on

Use  less  fuelEduca&onFeedback/follow-­‐up  system

U&lise  vehicles  more  efficientlyPlanning  systems

Informa&on  sharing  throughout  the  chain

Use  alterna&ve  sources  of  energyLimited  availabilityWarran&es  from  engine  manufacturers

Reduce  distances  in  &meResolve  conges&on

Use  low-­‐intensity  periodsRedirect  traffic  dynamically

Image:  Aspen  Petroleum

Page 18: Evaluation of fuels - a systems perspective

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Filling  sta&on  of  the  future

TRB  1994

Page 19: Evaluation of fuels - a systems perspective

CC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transport

Thank  youPer  Olof  Arnäs

about.me/perolofarnas