Hva vil bygge bro over gapet mellom ICE og elektriske motorer?

Elektrisk motor-drevne kjøretøy er fremtiden. Enten dette er gjennom bruk av batteripakker, hydrogenbrenselceller eller en annen innovativ løsning, er resultatet det samme – forbrenningsmotorer (ICE) er på vei ut.

Dette er imidlertid ikke en endring som vil skje over natten. I flere tiår har nasjoner over hele verden investert tungt i utviklingen av infrastruktur som er designet for å betjene flytende drivstoff som bensin og diesel. Selv om det er rimelig å anta at potensialet til ICE-baserte kjøretøy allerede er utnyttet, er dette simpelthen ikke tilfelle, og vår økende forståelse av materialvitenskap gjør det mulig for en fremtid hvor ICE får forlenget levetid og kan leve harmonisk ved siden av sine elektriske motparter i mange år fremover.

Med ICE-industrien fortsatt på vei til å vokse fra ca. $55 milliarder i 2021 til ca. $70 milliarder i 2028, med en CAGR på 3,71 %, finnes det fortsatt investeringspotensial som ennå ikke er utnyttet.

Følgende er en kort titt på noen få innovasjoner som har potensial til å gi ICE-baserte kjøretøy et nytt livsløp, og bygge bro over gapet til den uunngåelige dominansen av elbiler.

Produsenter og Innovatører

Før du ser på noen av de nye innovasjonene som er klare til å forlenge levetiden til ICE, bør du sjekke ut følgende børsnoterte selskaper; hver av dem spiller en aktiv rolle i utvikling/promotering av slike produkter.

Porsche (P911)

Blant bilprodusenter er Porsche en av de mest ikoniske. Selskapets innsats går imidlertid utover å skape bevegelige kunstverk, og de er ansvarlige for utvikling og promotering av ny teknologi som har som mål å forbedre både ytelse og effektivitet i sine kjøretøy (f.eks. syntetisk drivstoff).

Porsche har hovedkontor i Stuttgart, Tyskland. Selskapet sysselsetter nesten 40 000 personer, og hadde en omsetning på over $37 milliarder i det siste regnskapsåret.

Tesla (TSLA)

Selv om Tesla (TSLA ) kan være avhengig av tredjepartsleverandører for å faktisk produsere batteripakkene sine, har selskapets krav og behov i stor grad vært ansvarlige for mye av innovasjonen innen elbilsektoren de siste 20 årene.

Mens 2022 opplevde et kraftig fall i TSLA-aksjen, har tidevannet snudd, med 2023 som markerer en imponerende oppgang på +55,48 % YTD på tidspunktet for skrivingen. Til tross for et tøft 2022, klarte selskapet fortsatt å rapportere en omsetning på $81,46 milliarder i denne perioden.

Tesla har hovedkontor i Texas, USA.

Kunstig intelligens

Den første innovasjonen som vil tillate ICE-kjøretøy å bli mer effektive og få noen ekstra år før de blir foreldet, er selvkjøring ved bruk av kunstig intelligens (AI).

AI har denne evnen ved å fjerne menneskelig feil og vane fra ligningen. AI vil muliggjøre kommunikasjon mellom kjøretøy på veien, redusere trafikkbelastning og de påfølgende overflødige utslippene; AI vil overholde fartsgrenser og unngå ineffektiv racing fra lys til lys; AI kan holde en jevn hastighet uten å overbelaste gasspedalen.

For hver av de nevnte grunnene, og flere, har AI potensialet til å gjøre tradisjonelle ICE-baserte kjøretøy så konkurransedyktige som mulig med elbiler, så lenge som mulig.

Syntetiske drivstoff

Det største problemet med ICE-kjøretøy er deres avhengighet av fossilt drivstoff. Ikke bare er denne ressursen i ferd med å gå tom, men utvinning fra jorden, påfølgende bearbeiding og forbrenning er skadelig for miljøet.

Med dette i betraktning er det ikke overraskende å lære at en av de mest lovende innovasjonene som kan bidra til å forlenge levetiden til ICE-kjøretøy er skapelsen av syntetiske drivstoff eller ‘eFuel’. Faktisk er syntetiske drivstoff så lovende at regioner som Europa allerede har besluttet å tillate unntak i deres forbud mot CO₂-utslippende motorer i de kommende årene for de som bruker eFuel.

Så hva er syntetiske drivstoff eller ‘eFuel’? Det er en energikilde som kan erstatte bensin avledet fra fossile brensler for bruk i vanlige ICE-kjøretøy. Det finnes for øyeblikket to hovedmetoder for å lage det, slik som,

• Gjennom en flertrinnsprosess der H₂O splittes ved elektrolyse, frigjør diatomisk hydrogen som deretter konverteres til metanol ved å kombineres med CO₂ fanget fra luften. Den resulterende metanolen konverteres deretter til eFuel (syntetisk bensin) ved høye temperaturer ved bruk av katalysatorer.
• Bygge hydrokarboner som fungerer som byggesteinene i bensin fra CO₂ og H₂

Det bør bemerkes at eFuel på nåværende tidspunkt på ingen måte er en perfekt løsning. De ovennevnte prosessene for å lage eFuel er svært energikrevende. Videre ender den resulterende ‘bensin’ fortsatt som en ‘utslippskilde fra eksosrøret’. Prosessen kan imidlertid tilby muligheten til å gjøre drivstoffet karbonnøytralt ved å fjerne CO₂ fra luften og bruke bærekraftige energikilder i produksjonsprosessen.

Mens Porsche kan være forkjemper for denne innovasjonen som et middel til å gjøre ICE-kjøretøy – som vil være på veiene i flere tiår uavhengig av EV-adopsjon – betydelig grønnere, er selskaper som HIF som arbeider med å perfeksjonere drivstoffet og prosessene som trengs for å lage det.

Friksjon – Venn eller Fiende?

Når det gjelder landtransport, er friksjon både en velsignelse og en ulempe samtidig. Friksjon er nødvendig for at kraft skal overføres gjennom kjøretøyets dekk til bakken. Det er det som gjør at kjøretøy kan opprettholde kontroll under bremsing og svinging. Hvor det blir en ulempe, er imidlertid i drivverket til et kjøretøy, hvor friksjon kan føre til at en betydelig del av den potensielle mekaniske energien går tapt som varme.

To løsninger for å overvinne friksjon inkluderer overflateteksturering og bruk av syntetiske smøremidler.

Studier som blir gjort på overflateteksturering har vist lovende resultater ved bruk av både spor og fordypninger i sylinderveggene til ICE, og viser en betydelig reduksjon i friksjon og påfølgende varme.

Syntetiske smøremidler er ikke noe nytt. Da de først ble introdusert for flere tiår siden, som erstatning for tradisjonell motorolje, ga de et alternativ med bedre smøring, slitestyrke, variable viskositeter og mer. Vitenskapen bak disse smøremidlene har imidlertid ikke stoppet. Med vår stadig økende forståelse av materialvitenskap har syntetiske smøremidler kontinuerlig blitt mer robuste og effektive i sin jobb.

Sammen kan bruk av overflateteksturering og forbedrede syntetiske smøremidler bidra til at ICE-kjøretøy eliminerer en betydelig del av de mekaniske tapene som oppstår gjennom drivverk. Selv om de aldri vil oppnå den høye effektiviteten til elbiler, som kan ha så lite som 5 % tap, kan en reduksjon av de nesten 50 % tapene i ICE gå langt i å forlenge deres levetid.

Omtenkning av ICE

Så AI kan erstatte sjåføren, syntetiske drivstoff kan erstatte energikilder, og moderne smøremidler kombinert med overflateteksturering kan redusere mekaniske motor tap. Dette er alle flotte, men det finnes ett selskap som tar slike initiativer ett steg videre ved å nesten fullstendig redesigne den tradisjonelle ICE-en.

Avadi engines, som nylig avsluttet en crowdfunding-kampanje på StartEngine som så selskapet samle inn over $210 000, hevder at ved å eliminere en tradisjonell ventilmekanisme, er deres redesignede ICE mer kompakt, lettere, mer effektiv, allsidig, og et dreiemomentmonster.

Selskapets unike design bruker en roterende stempel med to koblingsstenger. Stempeldreining er det som gjør det mulig å eliminere en tradisjonell ventilmekanisme, ved å kunne innlemme inntaks- og eksosventiler i sylindertoppen. Avadi hevder at,

«Ifølge interne tester er vår Avadi MA-250 omtrent halvparten så tung som den nærmeste konkurrerende motoren, men har dobbelt så mye dreiemoment og hestekrefter, samtidig som den forbruker omtrent 30 % mindre drivstoff.»

Mens Avadi indikerer at deres første modell, MA-250, har 15 hk og 22 lb‑ft mens den veier kun 26 lb, kan den også skaleres opp og ned for ulike anvendelser.

Denne evnen til å skalere opp og ned er viktig ettersom ICE brukes i mer enn bare landtransport. Faktisk er en av grunnene til at ICE vil forbli utbredt i mange år, deres omfattende bruk i utallige anvendelser. Enten det er en hage-traktor, ATV, vedkvern eller en annen maskin, kan ICE finnes overalt. Dette er nå en realisering som tas opp av selskaper som Avadi og deres MA-250-prototype.

Avsluttende ord

Som nevnt i begynnelsen av denne artikkelen – at elbiler erstatter ICE er kun et tidsspørsmål. Det ser ikke lenger ut som et spørsmål på dette tidspunktet. Det som er interessant, er den fortsatte oppfinnsomheten til ingeniører som gjør at ICE kan forbli en levedyktig energikilde i mange år fremover.

Selv om elbiler er her nå, og nærmer seg likhet med ICE-kjøretøy på en rekke måleparametere, vil det ta tid før global infrastruktur følger etter. Med dette i betraktning er det fortsatt god tid for kloke investorer til å gjøre lukrative investeringer i ICE-sektoren. Enten det er gjennom brobyggende teknologier som moderne drivstoff, smøremidler eller motorredesign – muligheten er der.

Kanskje om noen år vil det komme en dag da vi har selvkjørende kjøretøy drevet av en Avadi-motor, som kjører på eFuel, og som har eksepsjonell effektivitet gjennom bruk av neste generasjons smøremidler og overflateteksturering.