Manager i H2 Logic til læserne: Vi er ikke sent ude med brinttankstationer
Business Development Manager hos H2 Logic Mikael Sloth, svarede den 18. maj på læserspørgsmål om H2 Logics nye brinttankstationer. Her skrev han blandt andet, at de arbejder på at være først på banen med de nye standarder.
H2 Logic tror på, at brinttankstationer bliver stort. Allerede nu er det tyske marked så småt ved at rykke. Men det kræver dog, at tankene kan indeholde mere brint end i dag. Eksempelvis ved at man tanker bilerne ved 700 bar i stedet for de 350 bar, der i dag er standard. Det betyder at brinten øjeblikkeligt skal nedkøles til minus 40 grader C, hvilket er netop det den danske virksomhed arbejder hårdt for at opnå.
LÆS MERE OM DET I ARTIKLEN HER
Mikael Sloth, Business Development Manager hos H2 Logic, svarede den 18. maj på læserspørgsmål. Se alle hans svar nedenfor.
Det er ikke længere muligt at stille spørgsmål til Mikael Sloth
Finn Jensen
H2Logic kan i mine øjne ikke gøres ansvarlig for, at det netop er kombinationen af Brint og så El-drift der ikke er anvendelig. Og at Brint ikke duer til fremdrift, uanset typen af Motor (hvad man en påtænker drive hjulene med). Med venlig hilsen Finn Jensen
Mikael Sloth
Hej Finn
Det er rigtigt, at brint ved første øjekast (virkningsgrad sammenlignet med batteribiler med kort rækkevidde) ikke umiddelbart virker særligt attraktiv eller anvendelig. At, alle de ledende bilproducenter, adskillige energiselskaber og mange nye virksomheder, alligevel arbejder aktivt med brint skyldes, at der er mange parametre og forhold som påvirker valget af fremdriftsteknologi i et køretøj.
H2 Logic’s og bilproducenternes udgangspunkt er, at fremtidige bæredygtige løsninger som minimum skal matche benzin/diesel biler på alle punkter, herunder særligt rækkevidde, optankningstid og pris (både køretøj og infrastruktur). Læs mere om disse parametre og betydningen for køretøjet/infrastrukturen her: http://www.h2gen.com/Uploads/file/Battery_vs_FuelCell_EVs.pdf ("Fuel Cell and Battery Electric Vehicles Compared" International Journal of Hydrogen Energy 34 (2009) 6005-6020).
Det er bl.a. med disse forhold (se rapporten) taget i betragtning, at bilproducenterne i september sidste år udmeldte en fælles hensigtserklæring om at markedsintroducere brintbiler fra 2015. På trods af disse udmeldinger vil det dog stadig tage tid førend at brintbiler har en stor udbredelse, se besvarelse til spørgsmål fra ”Jakob Sørensen”.
Steffan A. T. Madsen
Hvor stort er energiforbruget ved denne hurtige nedkøling af brinten i varmeveksleren? Hvor kommer denne energi fra (elnettet?) og hvilken indflydelse har den på den tankede bils "brændstofsøkonomi?"
Mikael Sloth
Hej Steffan
Selvom der er tale om en forholdsvis lav kølingstemperatur er energiforbruget ikke særlig højt, da det massemæssigt er en lille mængde brint som tankes pr. gang. Tankes der eksempelvis 7 kg brint på et køretøj er kølingsenergien under 1% af den samlede energimængde som overføres under tankningen.
Udfordringen i kølingen er i stedet at designe et system som har høj nok kapacitet til at køle direkte under påfyldningen hvor brint flowet er højt (~500 liter/sek.).
Der findes forskellige måder at køle brint på (elektricitet, flydende kvælstof, tøris etc.) og energiforbruget og ikke mindst kølingskapaciteten varier alt efter metoden. Hvilken metode H2 Logic anvender, kan jeg desværre ikke afsløre.
Jakob Sørensen
Hej Mikael.
1. Hvordan kan det være at brint ikke allerede idag er mere udbredt, på trods af den kortere distance pr. takning (i forhold til benzin).
2. Vil det kunne lade sig gøre at opgradere 350 bar stationerne til 700 bar? Eller skal der helt nye stationer til?
Mikael Sloth
Hej Jakob
Selvom der er blevet arbejdet med brint rigtig længe tager det tid, af flere grunde. For det første er kravene til køretøjer særdeles høje sammenlignet med andre produkter (eksempelvis forbruger elektronik). En bil skal kunne starte i ekstremt koldt og ekstremt varmt vejr, holde i 10+ år, og hvis der opstår problemer forventes det at bilproducenten henter bilerne ind til justering/opdatering (= dyrt). Så det skal virke fra starten, ligesom det ikke må koste mere end de konventionelle teknologier i dag for at kunne sælges. Dette ses også af eksempelvis Toyota’s målsætninger for brændselscelle biler som skal koste det samme som benzin når de markedsintroduceres: http://www.businessweek.com/news/2010-05-06/toyota-targets-50-000-price-for-first-hydrogen-car-update2-.html
Som det også ses af artiklen er der sket en del med brintbiler de seneste år, særligt hvad angår pris. Derfor udmeldte de ledende bilproducenter i september sidste år en fælles hensigtserklæring om at markedsintroducere brintbiler fra 2015 og frem se: http://www.hydrogenlink.net/download/LoU-fuelcell-cars.pdf Dagen efter fulgte ledende energiselskaber op med en erklæring om at arbejde for at bygge brint tankstationer i Tyskland (H2Mobliti initiativet): http://www.bmvbs.de/Anlage/original_1096793/Memorandum-of-Understanding-mehr-Informationen.pdf
Selvom en markedsintroduktion skulle starte i 2015 vil det stadig tage lang tid, særligt da introduktionen i første omgang kun sker i områder hvor der er tankstationer eller planer for at bygge disse, bl.a. i Tyskland, Skandinavien (www.scandinavianhydrogen.org), Japan og Californien (http://www.hydrogenhighway.ca.gov). Det har eksempelvis taget vindmøller en del årtier at nå et par % af verdens strømproduktion selvom det er gået stærkt.
Ifølge DI Bilbranchen i blev der i 2008 solgt 150.000 nye biler i Danmark og med mere end 2 mio. biler i Danmark ville det, teoretisk set tage mere end 15år at skifte til brint eller anden teknologi hvis man opnåede 100% af bilsalget fra dag 1. Salget af de 150.000 nye biler i Danmark i 2008 fordelte sig på 420 forskellige modeller, hvor den meste solgte model nåede 5.300 stk. Da hver brintbil model kræver store investeringer i dels udvikling og etablering af produktionslinjer vil kun få modeller kun være tilgængelige fra starten, hvilket vil gøre at andelen af det årlige nysalg af biler i starten vil være meget lavt og vil stige langsomt i takt med at der kommer flere og flere modeller på markedet. Det betyder at det reelt vil tage adskillige årtier førend at brintbiler eller en anden ny teknologi kan udgøre en stor og synlig andel af bilparken. Men selvom det tager tid, skal vi jo starte i dag for at se en effekt om årtier, ligesom med vindmøllerne. Se mere omkring hvornår brintbilen kommer i: http://www.hydrogenlink.net/download/info-articles/brintbilen-kommer-men-hvornaar.pdf
D. 28 maj afholdes der også en workshop i Danmark hvor du kan høre mere om hvad der sker i Skandinavien og Tyskland: http://www.hydrogenlink.net/download-event-28-05-2010.asp
Til spørgsmål 2): der er kun et par hundrede brint tankstationer i verden i dag, som primært tjener forsøgsformål hvoraf de fleste er 350bar. Så i takt med en senere udrulning af en infrastruktur vil stationerne enten være tjenlige til en opgradering eller blive erstattet af en helt ny.
Petter Bertram
Hej,
Hvor meget energi bruger H2 Logic for at fremstille 1 kg brint, ved 700 bar og -40 grader celsius ?
Mvh
Petter
Mikael Sloth
Hej Petter
Effektiviteten for brintbiler afhænger af mange forhold, særligt hvordan brint er produceret og leveret, rækkevidden og ikke mindst graden af hybridisering. Ligeledes afhænger det hvorfra i forsyningskæden man beregner, og ikke mindst sammenligner med i forhold til eksempelvis benzin og batterier. Brint har både styrker og svagheder på tværs af forsyningskæden. Se mere omkring virkningsgrad og energiforbrug under svaret til spørgsmålet fra ”Torben Kristensen”
Torben S. Gørtz
Undgår man ispropper i tankningsledningen ved at nedkøle de 700 bar brint til -40 grader? Bilens tank må da stadig ende med at blive meget varm ved tankning. Er det ikke nødvendigt, at indbygge køling af tanken hvis denne skal kunne fyldes på rimelig tid?
Mikael Sloth
Hej Torben
Brint bliver først flydende ved -253 grader Celcius, så ved -40 grader opstår der ikke ”is-klumper”i gassen. Selve slangen er dobbelt forret så at man ikke holder på selve slangen hvor den kolde gas løber i. Ligeledes er den del af tankstudsen som man holder på dækket af plastik så at man ikke fryser fingrene.
De -40 grader nedkøling følger seneste standard for 700bar påfyldning (SAE J2601) som H2 Logic er med til at udvikle sammen med bilproducenterne og energiselskaberne. Standarden tager højde for temperaturudviklingen inde i tanken under optankningen, som ikke må overstige 85 grader (Celsius). Maksimum temperaturen er sat for undgå overophedning af tanken som er fremstillet af carbon forstærket plastik (billig produktion men dårlig varmeledningsevne). Ligeledes styres påfyldningstrykket så at sluttrykket efter at tanken har stabiliseret sig til omgivelsestemperaturen ikke er for høj. Nedkølingen til -40 grader dækker ”worst-case” dvs. en ”varm” og tom tank (stor trykstigning under optankning ved høj start temperatur) og høj omgivelsestemperatur (høj ligevægtstemperatur for tanken efter optankning dvs. højt sluttryk).
Jakob Engbæk
Er I ikke lidt sent ude?
I går kørte jeg forbi en tankstation i Berlin, hvor man, i følge skiltet, kunne tanke brint ved 350 bar og 700 bar. (det var lidt svært at se for der holdt en Mercedes, som tilsyneladende var ved at bliver fyldt op)
Mikael Sloth
Hej Jakob
Der er ikke så mange tankstationer i Berlin endnu, så det var lidt heldigt at du så en. (www.cleanenergypartnership.de). Den næste tankstation som åbner indenfor kort tid i Berlin, følger (så vidt vi ved) endnu ikke den seneste optankningsstandard for 700bar brint (SAE J2601), som vi arbejder på at opfylde i H2 Logic, så helt sent på den er vi forhåbentlig ikke.. :-).
Torben Kristensen
Hvordan ser det ud med effektiviteten i sammenligning med rene batteridrevne elbiler ?
Der går vel en hel del mere energi tabt ved produktion, komprimering, afkøling og transport af brint sammenlignet med eldistribution og brændselscelle køretøjerne er vel heller ikke så effektive som batteri køretøjer (på trods af at de udformes med hybrid drift) ?
Har en brændselscelle drevet bil en væsentligt længere rækkevidde end en rent batteridrevet bil til samme pris ?
Mikael Sloth
Hej Torben
Effektiviteten for brintbiler afhænger af mange forhold, særligt hvordan brint er produceret og leveret, rækkevidden og ikke mindst graden af hybridisering.
I dag er brint primært anvendt som industri gas (høje priser), hvorfor forsyningen af den ikke er optimeret med henblik på at blive anvendt i storskala som brændstof. Perspektiverne på den lange bane er at produceret brint på tankstationen ved at spalte vand ved høj temperatur og med et højt udgangstryk da det reducerer elektricitetsforbruget. RISØ arbejder bl.a. på at udvikle såkaldt SOEC elektrolyse teknologi som kan nå en betydeligt højere elvirkningsgrad end i dag. Nye kompressortyper som arbejder ved nær isotermiske vilkår er også under udvikling, som kan reducere tabet ved kompression sammenlignet med adiabatiske kompressorer i dag.
De fleste prototype brintbiler er i dag hybridiseret (ikke plug-in). Hvis brintbiler på sigt bliver plug-in (afhænger af prisen på batterier) vil den gennemsnitlige virkningsgrad komme tættere på den for batteribiler, da de korte ture (dvs. hovedparten af kørte km) kan køres på batteri.
Brint/brændselsceller og batterier løser forskellige transportbehov i forskellige typer køretøjer, hvilket gør det vanskeligt/ulogisk at sammenligne effektivitet mellem dem. Effektivitet for batteribiler opgøres ofte ved 150-200 km rækkevidde hvor de fleste brintbiler starter med en rækkevidde på 350 og helt op til 600 km. Skulle batteribilen køre lige så langt ville vægten at batteriet reducere bilens virkningsgrad sammenlignet med en kortere rækkevidde.
Se bl.a. sådanne beregninger her: http://www.h2gen.com/Uploads/file/Battery_vs_FuelCell_EVs.pdf (s. 10-18) ("Fuel Cell and Battery Electric Vehicles Compared" International Journal of Hydrogen Energy 34 (2009) 6005-6020). Ligeledes en præsentation fra GM som også viser den selektering og anvendelse af teknologi som bilproducenterne anvender til forskellige typer af køretøjer og behov: http://www.h2bz-hessen.de/mm/6_Opel_Eberle.pdf
Se desuden en artikel i dansk kontekst (tager højde for plug-in effekt) samt online simuleringsværktøj for virkningsgrader: http://www.hydrogenlink.net/download/info-articles/brintbilen-er-miljovenlig-men-hvor-meget.pdf og www.optiresource.org
Hvad angår rækkevidde og pris er dette netop et af argumenterne fra bilproducenterne for at brændselsceller på den lange bane skal supplere batterier i de biltyper, hvor forbrændingsmotoren gør det i dag, dvs. hvor der er behov for lang rækkevidde og hurtig optankning. Se prisberegninger på forskellige batteristørrelser i en bil sammenlignet med brint her: http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/education/pdfs/thomas_fcev_vs_battery_evs.pdf (side 8-9).
Jesper Ørsted
Ville der ikke være mere ræsonnement i at anvende absorberende materialer til at lagre brint i fremfor at køre med et så højt gastryk i tanken?
Mikael Sloth
Hej Jesper
Der er blevet forsket i mange år indenfor både reversibel (metal hydrider) og irreversibel (brintpillen) faststofslagring af brint. Indtil videre har de store gennembrud ladet vente på sig. Faststofslagring har p.t. lignende udfordringer som batterier og hurtig opladning. Vægten (dermed materialeforbruget) stiger med lagringskapaciteten hvorfor den er vanskelig at gøre billig og hurtig optankning kræver dyr optankningsteknologi (eks. onboard-køling for at metal hydridlageret kan optage brint). De mange fremskridt som der p.t. gøres indenfor bl.a. nano-design af materialer kan måske ændre på situationen, men p.t. er det tryklagring som man går efter at kommercialisere.
Eivind Triel
Hej
Jeg har et par spørgsmål omkring sikkerheden i forbindelse med brug af hydrogen som energibærer ved biltransport.
Både indlands og udlands har hydrogen i mange år været brugt industrielt. Dette har givet nogle ret stramme regler som skal overholde i forbindelse med tankning, oplag og brug af hydrogen.
1) Hvorfor skal alt elektronik inden for en radius af 1,5 m. fra påfyldningsstudsen ikke være Ex Zone 1. Alt andet lige burde hele bilen + mobiltelefon på føreren overholde denne standard.
2) Hvorfor skal føreren ikke have uddannelse og certifikat til transport af farligt gods? Alt andet lige køres der rundt med en explosiv gas hvor brandhanen på flasken(erne) står åben.
3) I forbindelse med fast oplag af hydrogen skal dette være indhegnet med parkering forbudt inden for 4 m. Hvordan sikres denne adskildelse mellem køretøjerne i normal trafik?
Man kunne frygte, at sikkerheden for bilindustrien ikke er underlagt de samme regler som industrien er.
-Eivind Triel
Mikael Sloth
Hej Eivind
Da brintbiler stadig er under udvikling og for mange myndigheder er et nyt område, er reglerne eller rettere kravene ofte strengere end for andre teknologier.
P.t. bliver brintbiler godkendt/designet efter følgende udkast til lovgivning: http://www.netinform.de/Vorschriften/pdf/Link%202%20GH2.pdf Et nyt EU direktiv træder dog i kraft fra 2011 hvor alle nye brintbiler skal følge direktivet. Se den danske oversættelse af direktivet her: http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2009:035:0032:0046:DA:PDF
Som det er tilfældet med eksempelvis benzin skelner man mellem transport af et brændstof (distribution) og anvendelse i et køretøj. Lagringen af brint på køretøjet er ikke omfattet af eksempelvis ADR når lageret en del af køretøjet brint på samme måde som benzin (der i distributionssammenhænge også er kategoriseret som farlig stof når det transporteres og opbevares). Se ADR BILAG A - kapitel/afsnit 1.1.2.2. Ligeledes gælder eksempelvis ATEX direktivet ikke for et køretøj se ATEX Kapitel 1 – artikel 1, afsnit 4. http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:31994L0009:DA:HTML
