Ekspert om brændselsceller: Prisen skal ned
Aksel Mortensgaard, direktør i det danske partnerskab for brint og brændselsceller, svarede den 9. november på læsernes spørgsmål om brændselsceller. Her skrev han blandt andet, at prisen skal reduceres, og levetiden forøges.
Aksel Mortensgaard, direktør i det danske partnerskab for brint og brændselsceller.
Fakta
Læs også
Brændselsceller bliver ofte glemt mellem mere fotogene energiteknologier som vindmøller, solceller, bølgekraft og biobændstoffer. Men brændselsceller er en revolutionerende enkel og meget effektiv måde at lave strøm på.
Sådan skriver vi i vores seneste artikel i serien om klimateknologier frem til klimatopmødet.
Producenterne regner med, at brændselsceller i mikrokraftvarmeværker bliver kommercielt inden for fem-seks år. Derudover er der jokeren i brændselscelle-spillet, nemlig bilindustrien.
Ifølge Aksel Mortensgaard, direktør i det danske partnerskab for brint og brændselsceller, arbejder rigtig mange af bilfabrikkerne med brændselsceller i forbindelse med elbil-koncepter. Han vurderer, at der for alvor vil komme gang i brændselscellerne, når olien begynder at stige voldsomt i pris.
Aksel Mortensgaard svarede mandag den 9. november på spørgsmål om brændselsceller fra læserne. Her skrev han blandt andet, at Prisen skal fortsat skal nedbringes og levetiden skal forøges. Udvikling af nye energiteknologier tager tid, og en vis utålmodighed kan let melde sig. Til gengæld er potentialet for anvendelse af brændselsceller meget stort.
Læs alle Aksel Mortensgaards svar nedenfor.
Det er ikke længere muligt at stille spørgsmål til Aksel Mortensgaard
Per Bruus
Hvad er fremtidsperspektivet for brændselsceller til privat bolig, som erstatning af oliefyr.?
Aksel Mortensgaard
Antallet af oliefyrsanlæg skønnes i Danmark til at være cirka 430.000. Der antages i gennemsnit at være en levetid på 15 år for et oliefyringsanlæg. Ud fra disse forudsætninger kan der beregnes et dansk årligt marked på godt 25.000 mikrokraftvarmeanlæg til erstatning for gamle oliefyrsanlæg.
Benny Olsen
Hvilke forhindringer er der for at kombinere brændselsceller med andre "alternative" energiformer som solceller og vindenergi.
Hvis man brugte overskudsstrøm, dvs. strøm produceret når forbruget er lavt, til at producere brint, og brugte brinten til at producere strøm når det ikke blæser eller solen ikke skinner.
Hvad ville effektiviten af et sådant anlæg blive.?
Og vil der være over hovedet være nogen økonomi i at gøre det.?
Aksel Mortensgaard
Styrken ved brændselsceller er at at et brændsel i en brændselscelle kan konverters til elektricitet ved høj virkningsgrad. Små brændselscelleanlæg kan i elvirkningsgrad konkurrere med store kraftværker.
Elektrolyseanlæg kan konverterer el fra vedvarende energi i perioder med overskud af sol samt vind til brint.
I Danmark er der netop offentliggjort en ny elektrolysestrategi( se www.hydrogennet.dk). Målet for elektrolyse er omsætningseffektivitet tæt på 100 %. Brændselsceller effektivitet kan i dag nå op på ca. 65 %. Den samlede nyttevirkningsgrad opnås ved at gange disse to procenttal.
Niels Clausen
Hvilke muligheder eksisterer for at opbevare brint? Jeg husker noget om nogle piller, men hvilke andre muligheder er på banen? Hvad er mest realistisk?
Tak :)
Aksel Mortensgaard
Amminex A/S i Søborg har udviklet en ammoniakpille for lagring af brint.
Derudover opbevares brint i trykbeholdere under højt tryl. I dag i Danmark ved 300 op til 600 bar.
Endelig lagres brint i metalhydrider, hvor brint bindes i en kemisk forbindelse, eller hvor brinten er bundet til overfladen af faste stoffer som f.eks. grafit eller andre kulstofstrukturer.
Henrik Vikelgaard
Til Aksel Mortensgaard
To af de store udfordringer ved brint som brændstof er:
1) Levetiden for brændselscellerne især membranen
2) Virkningsgraden (meget bliver til varme istedet for el)
Hvordan ser du udviklingen indenfor disse 2 områder over de nsæte fx. 5 år ?
Mvh
Henrik Vikelgaard
Aksel Mortensgaard
Levetid forsøges ganske rigtigt hele tiden forlænget og virkningsgrad forsøges bragt op. Det er ikke muligt her at give et enkelt svar på dit spørgsmål fordi vi i Danmark arbejder med at udvikle tre typer brændselsceller. Hver af disse brændselscelletyper har forskellige fremtidige mål for opnåelse af levetid samt virkningsgrad, - såvel inden for en 5 års periode som på længere sigt. Hvis du er interesseret i at dykke mere ned i emnet kan jeg henvise til vores hjemmeside (www.hydrogennet.dk) hvor strategier med roadmap er angivet for hver af de tre brændselscelle teknologier. Altså heraf fremgår mål for virkningsgrader samt levetider frem til år 2020.
Meget groft forenklet, der arbejdes inden for en 5-årig periode frem mod systemvirkningsgrader på 55 til 65 % og levetider på 30 til 40.000 timer.
Erik Sattler
Kan man bruge andet end ren brint som brændstof i brændselscellerne? Hvor effektive er de med biogas?
Aksel Mortensgaard
Jo højere en temperatur en brændselscelle arbejder ved, jo mere komplicerede kulstofkæder kan brændslet bestå af.
LT-Pem brændselsceller (arbejder ved under 100 grader celcius) skal have ren brint, dog kan LT-PEM metanolbrændselsceller direkte anvende metanol som brændstof.
HT-PEM (arbejder ved cirka 200 grader celcius) og kan anvende naturgas samt methanol, hvor der internt i systemet skal ske en lettere reformering af brændstoffet.
SOFC (arbejder ved op til 750 grader celcius) og kan anvende naturgas, diesel og biobrændstoffer. Den udviklede varme i brændselscelleanlæggene anvendes til intern reformering af brændstoffet.
Michael kjeldsen
Det er meget i medierne pt. at man ikke ved hvad man skal stille op med vindmøllernes overproduktion. Er det ikke muligt at få brænselsceller på banen i den sammenhæng?
Aksel Mortensgaard
Se mit svar til Benny Olsen.
Jakob Møller
Så vidt jeg ved anvendes der altid platin som katalysator i brændselsceller.
Kan det tænkes at blive en begrænsende faktor når brændselsceller skal være kommercielle, og er der alternativer til platin under overvejelse?
Aksel Mortensgaard
Platin anvendes i LT-PEM brændselsceller. Der findes udviklet alternativer hertil. Disse er indtil videre såvel dyrere at anskaffe samt mindre effektive.
Der arbejdes også henimod at nedbringe forbruget af platin, alt imens der sigtes mod at opnå samme høje virkningsgrad som tidligere.
Kaj Andersen
Når man bruger flydende brændstoffer i bræændselsceller, indeholder disse både kulstof og brint. Udnyttes begge grundstoffer i celler eller er det kun brinten, som anvendes?
Aksel Mortensgaard
Omsætning af flydende brændstof afhænger af hvilken type brændselsceller man anvender. I en SOFC type celle er det oxygen ioner fra luftsiden, der krydser elektrolytten til brændstofsiden. Dermed kan både brint og kulstof udnyttes direkte til hhv. vand og CO2. I en PEM type celle er det protoner (brint ioner), der krydser elektrolytten fra brændselsside til luftside. Dette nødvendiggør en extern brændstof-reformer, hvor man indirekte kan udnytte en del af kulstoffet i en ekstern reformer. Under alle omstændigheder er slutprodukterne de samme, nemlig vand og CO2
David Nielsen
Jeg husker en lille fantastisk ammoniak-holdig pille, der for nogle år siden (2005?) blev præsenteret på mange forsider og i tv som vidundermidlet til den nærmeste fremtids biler. Jeg mener den blev "opfundet på DTU", men siden den kraftfulde lancering har der været meget stille omkring pillen. Hvad er der sket og er den teknologi lagt på hylden?
Aksel Mortensgaard
Udviklingen tog ganske rigtigt afsæt i DTU. Produktet udvikles i dag i firmaet Amminex A/S der har til huse i Søborg.
Denne teknologi er ikke lagt på hylden, men udvikles fortsat mod stadig større perfektion. Nye teknologier har såvel fordele som ulemper i forbindelse med anvendelsen heraf. Disse skal skal indgå i en samlet overvejelse før den enkelte nye energiteknologi bringes i anvendelse.
Mette Buck Jensen
Hvad er den største udfordring eller forhindring der skal overkommes før brændselsceller virkelig bryder gennem?
Hvad er du blevet mest overrasket over i dit arbejde med brændselsceller?
Hvem er Danmarks største konkurrenter inden for brændselsceller? Hvad er Danmarks fordel på området?
Aksel Mortensgaard
Prisen skal fortsat bringes ned og levetid skal forøges. Udvikling af nye energiteknologier tager tid, og en vis utålmodighed kan let melde sig. Til gengæld er potentialet for anvendelse af brændselsceller meget stort. Lige nu arbejdes der henimod at markedsmodne nye brændselscelleteknologier efter en periode med demonstration af den enkelte teknologi. Målet er at bringe prisen ned ved at producere et stadig større stykantal.
De største internationale konkurrenter er, USA, Canada, Tyskland, Japan, Korea og måske Kina.
En dansk fordel er at vi i fælleskab arbejder meget effektivt frem mod markedsintroduktion af brint og brændselscelleteknologier. Det danske Partnerskab for brint og brændselsceller er i international sammenhæng et unikt redskab til at indfri fremtidige høje mål.
Henrik Andersen
Som jeg ser det er opbevaring af brint et af de største problemer ved at implementere brændselsceller i biler. Indtil videre er næsten alle koncept-brintbiler produceret med en tank med flydende brint, hvilket koster så meget energi at det sænker effektiviteten af det samlede system betydeligt.
Jeg ved at det er lidt ved siden af emnet, men hvad er state-of-art for mobil brintopbevaring og hvad er fremtidsudsigterne?
Aksel Mortensgaard
I Danmark arbejdes der på at tryksætte brint i op til 600 bar i køretøjet. Dette er meget mere energieffektivt end at anvende flydende brint. Med hensyn til alternativ lagringsmuligheder, - se mit svar andet steds.
I Danmark arbejdes der også meget intens på at udvikle anvendelse af metanol som brændstof til brændselscellekøretøjer. Metanol vil fremtidigt blive produceret ud fra vedvarende energi. Metanol er let at optanke i et køretøj.
Virkningsgraden for et brændselscellekøretøj vil være mere end dobbelt så høj for brint og metanol som brændstof end som for dagens køretøjer på benzin eller diesel.
Holger Skjerning
Som meget kraftig og aktiv tilhænger af el- og hybridbiler, efterlyser jeg gode argumenter FOR at brint/brændselceller nogensinde kan blive et bedre alternetiv.
Hvis elektricitet benyttes som udgangspunkt, mener jeg, at brinten fremstilles med ca. 50% virkningsgrad. Den skal så transporteres, lagres, komprimeres og overføres til bilers tank. Og derefter producere elektricitet med virkningsgrad ca. 50%.
Ialt maks. virkningsgrad: 25%. Og så forstår jeg ikke, hvordan en brændselscelle straks kan levere strøm, når man sætter sig i bilen for at køre?? - Endelig er der lidt tab i motorerne, men det er vel omtrent det samme i elbiler. - De sidste har til sammenligning en virkningsgrad tæt på 85%.
Dog vil jeg medgive, at det muligvis kan accepteres, at overskuds-el fra især vindmøller (hvis det ikke kan anvendes til andet) kan producere brint, som på denne måde vil fungere som udligningslager for el. - Så kan virkningsgraden for brint-biler nærme sig 50%.
Aksel Mortensgaard
Det er min faste overbevisning at fremtidens bil vil være en elbil hvor et opladeligt batteri vil sikre den højeste energiomsætning, og brændselsceller vil give en tilfredsstillende høj aktionsradius. Derfor anvendes batteriet mest muligt i den daglige kørsel, og brændselscellen anvendes til længere køreture.
Det smarte er her, at elbilsteknologien er skalerbar. Vil du anvende en bil alene til daglige korte ture, - fint nøjes med batterier. Vil du køre længere ture, ja så bring brændselsceller ombord. Vil du ud at køre stærkt på de tyske motorveje med meget motorkraft, - fint installer mange brændselceller ombord i køretøjet.
Med hensyn til virkningsgrad, - se mit svar andetsteds. Dog anser jeg også at virkningsgrad ikke bliver så vigtigt et issue for et køretøj, men hvilken komfort bilproducenten tilbyder. Hvorfor skulle fremtiden her blive meget forskellig fra nutiden og fortiden.
Per Hattesen
Brændcelsceller har længe været på banen som en mulig energikilde til privat boliger.
Hvor langt er brændcelsceller fra at anvende naturgas som brændsel og hvori ligger problemerne i udviklingen ?.
Aksel Mortensgaard
Om cirka 5 år er vi klar. primært skal prisen skal bringes ned og sekundært skal levetiden bringes op.
