Polttoainetehokkuuden

Polttoaineen tehokkuuden käsite viittaa siihen, miten hyvin polttoaine muuntaa kemiallisesta energiasta käyttökelpoista energiaa. Se koskee sekä yksittäisiä laitteita (esimerkiksi polttomoottoreita tai turbiineja) että kokonaisia järjestelmiä mukaan lukien polttoaineen tuotanto, jakelu ja loppukäyttö. Polttoaineen tehokkuus on erityisen tärkeä liikenteessä, teollisuudessa ja sähköntuotannossa, jossa polttoaineen kulutuksella on sekä kustannuksiin että ympäristövaikutuksiin merkittävä vaikutus.

Mittarit: Yleisimmät mittarit ovat polttoaineen hyödyntämisteho (lämpötehokkuus) sekä kulutukselle suhteutettu tunnusluku kuten brake specific fuel consumption (BSFC). Elinkaarilähtöisesti voidaan käyttää well-to-wheel (WTW) tai well-to-tank (WTT) -lähestymistavat, jotka arvioivat energian kokonaiskäytön polttoaineen tuotannosta lopulliseen käyttöön.

Tehtävät tekijät: Tehokkuuteen vaikuttavat muun muassa moottorin tai turbomotorin suunnittelu ja toiminta, puristussuhde, polttoaineen ruiskutuksen tyyppi ja ajotapa optimointi, sekä lämpimänä ja kylmänä toiminnassa ilmenevät häviöt. Käyttöolosuhteet, kuten nopeus, kuorma, sääolosuhteet ja polttoaineen laatu, vaikuttavat myös.

Parannuskeinot: Tehokkuutta voidaan parantaa esimerkiksi polttoaineen ruiskutuksen ja sekoituksen hallinnan kehittämisellä, turbo- ja kompression tasapainon optimoimisella, lämpöenergian talteenotolla sekä kevyemmän rakenteen ja parempien aerodynamiikan avulla. Myös hybridi- ja sähköjärjestelmät sekä vaihtoehtoisten polttoaineiden kehitys vaikuttavat.

Merkitys ja rajoitukset: Polttoaineen tehokkuus on keskeinen tekijä polttoainekustannusten ja päästöjen hallinnassa. Sen mittaaminen on haasteellista, koska energian todellinen hyödyntäminen riippuu sekä teknisestä järjestelmästä että käytöstä. Well-to-wheel -analyysit ja säädösten asettamat tavoitteet ohjaavat kehitystä erityisesti liikenteessä ja sähköntuotannossa.