Brenselcellebiler? Neppe

[PerBear]

Bilprodusenter som har satset seriøst på brenselcelle (FCHV) sliter med å trekke seg fra videreutvikling primært fordi de allerede har brukt mangfoldige milliarder på å få det til å virke. Det blir lite pensjon til den som innrømmer at de har satset på feil hest.

Men selv om Toyota eller andre får brenselceller produsert til grei pris vil FCHV kun være interessant for helt spesielt bruk da det blir for dyrt å vedlikeholde over tid, og drivstoffet vil alltid være 3-10 ganger dyrere enn strøm fordi det er så energikrevende å utvinne hydrogen, pumpe opp trykket og kjøle det til lav nok temperatur til at det kan fylles på en bil i løpet av få minutter uten å overopphete gassbeholderne.

Den største utfordringen blir å ivareta sikkerheten på høytrykksystemet som utsettes for en meget reaktiv gass som gjør stål sprøtt og som ved 700 bars trykk vil lekke igjennom alle materialer.

Hydrogentankene og alt annet med 700 bars trykk må resertifiseres jevnlig på lik linje med annet viktig sikkerhetsutstyr.  Alle 700 bars komponenter må trykk og lekkasjetestes. Noen deler som ikke kan verifiseres må trolig byttes ut med jevne mellomrom, sannsynligvis alle sikkerhetsventiler og andre sikkerhetsløsninger. Kanskje så ofte som annenhvert år.

Dagens teststandarder for kollisjontesting og branntesting av hydrogendrevne kjøretøy er også ufullstendige. Etter det jeg vet er de ikke tilpasset høyere trykk en 350 bar og testene virker mangelfulle og lite realistiske. For eksempel en skade lik den som oppstod på undersiden av en Tesla model S etter at bilen kjørte over et tilhengerfeste ikke del av testscenariet.  Selv om gasstankene er av karbonfiberarmert plast og ligger relativt åpent tilgjengelig under bilen. Ferjer, parkeringshus og tunneler utgjør ekstra og delvis ukjent risiko pga mulig akkumulering av eksplosiv blanding av hydrogen og luft.

Kjedekollisjon med flere FCHV kjøretøy i norske tunneler er hverken simulert eller testet, og vekt, hastighet og kjøretøytetthet har økt siden gjeldende standarder ble laget. Det er ennå ikke utført fullskalaforsøk med FCHV i tunnelbranner, og noen FCHV vil under parkering kunne lekke hydrogen f.eks. i bilkø inni en tunnel.

Jeg har heller ikke funnet dokumentasjon på realistiske kollisjonstester hvor gasstankene punkteres på en slik måte at all gass frigjøres øyeblikkelig. Det virker på meg som standardene stort sett er definert av bilprodusentene og oljeselskap og ikke hva som er best for samfunnet. Det minner litt om ASME standarder fra femti-tallet som manglet sikkerhetsmarginer for korrosjon og svekkelse i sveiser.

Utbredt bruk av FCHV vil derfor gi økt risiko for alvorlige ulykker i tunneler, parkeringshus og ferjer . Av den grunn bør ikke FCHV personbiler gis avgiftslette her i Norge. Det blir rett og slett for farlig på sikt.

Dessuten:

1) Det reduserer statens inntekter fordi det ikke er drivstoffavgift på hydrogen

2) Det vil redusere salget av rene batteridrevne elbiler (BEV) som er mye mer energieffektiv løsning og som i Norge har lave CO2 utslipp (well to wheel)

3) FCHV er en suboptimal løsning som har høyere energiforbruk både ved produksjon og drift enn BEV

4) Utstrakt salg av FCHV forlenger avhengighet til fossilt brensel fordi mesteparten / nesten all hydrogen vil bli produsert fra naturgass pga pris, med dertil følgende CO2 utslipp.

5) FCHV fjerner behovet for hurtiglading og derved hindrer utbredelse av nødvendig ladeinfrastruktur for BEV som er avhengig av slik infrastruktur

Med mulig unntak av tyngre lastebiler mener jeg at FCHV teknologien er for komplisert og potensielt farlig til å kunne brukes i stor utstrekning.

Det eneste fine (for FCHV teknologien) er at FCHV er tungt subsidiert i USA, Japan og muligens også i Tyskland, selv om den gir like stor eller større well to wheel CO2 utslipp enn en effektiv dieselmotor. Det mener jeg er hovedgrunnen til at Toyota og andre bilprodusenter jobber med å tilby FCHV på personbiler really soon now!

Men den største årsaken til at FCHV ikke kommer er at infrastrukturen blir altfor dyr å bygge ut. Det er mye dyrere å bygge hydrogenfyllestasjoner enn ladestasjoner, hydrogenet må transporteres over lange avstander og det er farlig transport og dyre gasstankbiler som gir dyr transport. 
Alternativt må hydrogenet produseres lokalt med strøm men det er mye dyrere enn å bruke natrugass. Uansett blir avskrivingstiden derfor lang og det er økonomisk tvilsomt om noen vil satse på det når det kun er et tidsspørsmål før kommende batterier kan lades på minutter og får like lang rekkevidde som FCHV.

Allerede nå kan jeg lade min velomobil sine A123 Systems celler på 15 minutter til 80% og få en rekkevidde på 200 km, men det er en annen historie!

[Trekkoppbil]

Hvorfor ikke bruke brensellceller som går på Metan?

Det er vel den mest vanlige naturgassen, og som mange boliger rundt i verden allerede har installert rørforbindelser med, og det sies at det koster 5 US cent pr kWt, å produsere strøm fra brensellceller. Google begynnte å la sine datasentre gå på brensellceller for noen år sida.

I enkelte land har det vært utbredt med gasstanker i personbiler i flere tiår, så det er nok testa, uten at jeg har hørt om noen problemer med det.

Gassen koster en brøkdel av hva olje og diesel koster, og brensellcellene skal ha en utnyttelse på 60% som er det mangedobbelte av hva du får med en forbrenningsmotor.

Nå har vi fått volumproduksjon av el-biler og bilbatterier, så da burde vel brikkene falle på plass for å kunne bruke brensellceller.  Hvorfor ikke utstyre elbilene med ei lita brenselcelle på størrelse med en isboks, og en gasstank på 20 liter, og vips har elbilen rekkevidde som en dieselbil.
Da kunne man bruke plugin-lading for vanlig småkjøring, og man kan bruke energi til å fyre opp brensellcella, når man skal på langtur, eller man trenger nødlading.

Jeg begriper ikke hvorfor ikke elbiler lages som hybrider på denne måten.

[PerBear]

Metan som drivstoff til brenselcellen reduserer virkningsgraden og gir lokalt CO2 utslipp. Det er to gode grunner til at H2 er foretrukket energibærer i brenselceller. Dessuten er metan en veldig kraftig klimagass og økt anvendelse av metan vil utvilsomt øke metanutslippene til atmosfæren. Uansett er brenselceller brukt i personbiler en klimamessig katastrofe. De forurenser mer enn både fossilbiler og batteribiler ved produksjon. En livsløpsanalyse vil tydelig vise dette pga stort forbruk av edle metaller til katalysatorer. Det gir stor miljøbelastning både ved utvinning og resirkulering.

Brenselceller har også mye lavere virkningsgrad og mye høyere drift og vedlikeholdskostnader sammenlignet med moderne elbiler. De har faktisk større CO2 utslipp enn en moderne hybrid met sammenlignbar motorstørrelse:


Dessuten er så å si all hydrogen produsert fra fossile energikilder uten karbonfangst. Og så lenge ingen tvinger fossilindustrien til å produsere hydrogen uten klimagassutslipp vil all CO2 fra hydrogenproduksjon gå rett ut i atmosfæren.

Det er mulig å lage hydrogen med elektrisk energi men det er tre-fire ganger dyrere å produsere hydrogen med strøm enn fra kull eller metangass. Så lenge alt hydrogendrivstoff som selges i Norge er fritatt fra avgift uavhengig av hvor mye det forurenser vil det kun være fossilt hydrogen å få kjøpt.

Inntil det blir ulovlig å bruke fossilt hydrogen i bilparken er brenselceller et mye dårligere valg for miljøet enn en vanlig hybridbil. De skaper mer forurensing ved produksjon og det gir mer klimagassutslipp for hver kjørte km.

[MagnusT]

De fleste påstandene du kommer med i innlegget ditt over er helg uten noen slags referanser eller forklaring. Hva mener du f.eks med stort forbruk av edle metaller? Hva er stort? Mener du mengden som ble brukt tidligere, nå, eller målet for edelmetallbruk i brenselceller? (Som er på samme nivå som katalysatoren i en dieselbil i dag). Hvorfor skal brenselcellebiler ha mye høyere vedlikeholdskostnader? Hva er mye mer?
At brenselcellebiler har mye høyere CO2 utslipp enn en hybrid er jo også helg avhengig av hvordan du regner på det. Å vise til en studie som helt klart har en agenda for å sverte brenselcellebiler er ikke nok for å konkludere. (Selv denne studien viser jo at en FCV har mindre CO2 utslipp enn en Prius).
At mesteparten av hydrogenet i dag produseres fra naturgass har en enkel forklaring: 1. Det er billig, og 2. Hydrogenet lages og brukes på oljeraffineri hvor naturgassen er lett tilgjengelig. At det dermed er sikkert at hydrogen for transport vil lages fra naturgass er ikke gitt. Men det kan godt hende at det er smart, istedet for å lage strøm av naturgassen for så å bruke strømmen..
All hydrogen som blir solgt til biler i Norge er fra elektrisitet, enten produsert on site, eller fra elektrolysører på Rjukan.

[sigurdi]

Stasjonene som har vært i drift på Østlandet produserer hydrogen ved elektrolyse, men den nye små blir etter flytting støtter begge deler.

[Reodor]

I Norge idag og i nær fremtid er ikke ren fornybar kraft et knapphetsgode. Det er overføringskapasiteten som er begrensningen.

Det er ingen grunn til at det ikke skal være nok tilgjengelig fornybar kraft såsant vi er villig til å betale vindkraft/solkraft pris. Utfordringen blir da lagring og distribusjon. I Norge har vi bra med lager i vannmagasinene for sessonglagring men utfordringen med å elektrifisere transport er el-distribusjon på dager med annen høy belastning i nettet som f.eks kalde perioder samt lagringskapasitet i kjøretøyet for langtransport på vei og sjø.

Ladestasjonen som bygges på Danmarksplass i Bergen er tenkt å også produsere og lagre hydrogen til biler.
Tanken er at ladeplassen vil få el-infrastruktur med høy tilgjengelig effekt og at hydrogenet produseres når det er ledig kapasitet i el-forsyningen (Få biler lader).
Dette vil da være en effektiv bruk av nettkapasiteten med lokal energilagring.

Jeg tror, og må understreke at jeg ikke er noen ekspert på dette, at batteri-el vil være hensiktsmessig for små biler og eventuellt større biler med kort/oppstykket kjøremønster og at hydrogen vil være mer aktuellt for langtransport.

Jeg tror altså at hydrogen kan være en alternativ energibærer til langtransport både på vei og sjø på tross av at virkningsgraden ikke er like høy som ved batteri-el.

For strømregioner uten den enorme lagringskapasiteten som vannmagasinene gir oss blir dette samspillet mellom batteri-el og hydrogen enda viktigere og kanskje vil man der være tjent med en høyere andel hydrogen enn her.

[PerBear]

Hvorfor skal brenselcellebiler ha mye høyere vedlikeholdskostnader?

Det er det flere grunner til:
1) Brenselceller krever at de skiftes etter en viss driftstid, f.eks. etter noen hundre eller noen tusen timer
2)  Trykkbeholdere og trykkregulerende utstyr for brennbare gass ved 700 bars trykk krever jevnlig resertifisering som tar tid og krever spesialkompetanse og begge deler koster penger
3) Både trykket og hydrogenets reaksjon med en rekke materialer krever at komponenter må byttes ut med jevne mellomrom for å ivareta sikkerhet. Slik det gjøres f.eks. på fly, helikopter, biler med f.eks. bremsevæske og hjemme med f.eks. brannvarslere og propanslanger

Her er en liste over noen relevante standarder for brenselcellekjøretøy. De aller fleste beskriver krav til sikkerhet, og det er ikke få krav som gjelder: http://www.fuelcellstandards.com/Vehicle%20Matrix.pdf

[PerBear]

De fleste påstandene du kommer med i innlegget ditt over er helt uten noen slags referanser eller forklaring.

Jeg har i mitt innlegg samt svaret mitt oppfor gitt flere referanser. Du har ikke oppgitt noen til dine motargument.
Kan du for eksempel dokumentere at: "All hydrogen som blir solgt til biler i Norge er fra elektrisitet, enten produsert on site, eller fra elektrolysører på Rjukan." ?

[Ferry]

Hvor mye CO2 dannes det ved dampreformering av naturgass? Jeg tenker da gram CO2 pr. gram hydrogen, eller gram CO2 pr. kWh hydrogen e.l. Hva utgjør det i gram CO2 pr. km kjørt med fchv?