Vätgasbilar börjar rulla som taxi

Nu ska Taxi 020 satsa på ett antal vätgasdrivna taxibilar från Hyundai vid Arlanda flygplats norr om Stockholm. Stockholm, Göteborg, Malmö och flera andra städer har eller kommer snart att ha tankställen för vätgas. Bilarna är försedda med bränsleceller, som omvandlar vätgasen till elektrisk energi och vattenånga. Det är intressant att denna utveckling nu tar fart, samtidigt som ett stort fokus finns på batteriteknologin. Det är inte så långt bort att kunna lagstifta om utfasning av fossildrivna bilar.

Utveckling
För femton år sedan arbetade jag med att planera och genomföra en miljöbilsmässa på Ekocentrum i Göteborg. Det känns länge sedan. Det var före ”nine-eleven” och före smarta telefoner, det var långt innan Al Gore fått genomslag för sin klimatfilm, före Sir Nicholas Sterns banbrytande rapport och långt före antiklimaxet på COP 15 i Köpenhamn. På miljöbilsutställningen visades bränslecellstekniken upp, liksom bilar drivna av etanol, biogas och RME. Det var banbrytande. Det fanns en annan utveckling än att fortsätta med fossila bränslen. Jag minns känslan av att vi stod i början av ett teknikskifte, där ingen riktigt visste vart vi var på väg.

Synergier viktiga
Allra viktigast är kanske att vi håller öppet för flera lösningar. Att vi inte lägger alla ägg i samma korg, utan tillåter oss att testa flera framkomliga vägar. Vätgasen är inte oproblematisk – inte minst gäller det att bränsle i gasform kräver hög precision på tätningar och kopplingar – men eftersom vätgas också används i olika industriella processer kan nya synergier och affärsmöjligheter uppstå, där vätgasen blir en resurs utöver att vara en energibärare för transportsektorn. Lagring av överskottsenergi kan vara en sådan möjlighet.

Kretsloppet som utgångspunkt
När vi byter system från 1900-talets linjära till 2000-talets mer cirkulära flöden kommer kretsloppstänkandet att bli mer avgörande än tidigare. Vad händer med produkterna, hur återproduceras råvaror och produkter, vilka avfallsproblem föreligger, hur kan vi spara energi? Vätgasen har tydliga fördelar ur ett kretsloppsperspektiv. Vatten är en användbar restprodukt. Vätgas kan användas på flera olika sätt, bl.a. blandas med metan för att höja energivärdet. Batterier är inte på samma sätt enkla att inkludera i ett kretsloppssamhälle. De kräver någon form av uppgradering för att kunna återinsättas i driftsystem.

Det ska bli intressant att följa utvecklingen.
Läs gärna nyhetsbrevet från Vätgas Sverige, ett exempel här: http://bit.ly/1RBjbf6

Drivkrafter för elbilar och vätgas

År 2015 ska det finnas 50 st tankstationer för vätgas längs de tyska vägarna läser jag i ett initierat nyhetsbrev om framtidens fordon och drivmedel. Idag finns det 15, så det innebär att nästan hela Tyskland kommer att knytas ihop av ett nätverk av tankställen med vätgas. Med bränslecellsbilars räckvidd på 50 mil kommer de flesta resor att kunna företas på vätgas eller hydrogen som det också kallas. Trycket i systemet kommer att vara 700 Bar, vilket komprimerar gasen bra, men samtidigt gör hela systemet känsligt. Hög kvalitet på alla komponenter blir viktigt. Väteatomer slinker lätt ut.

En förändring per år
Det intressanta är kanske ändå inte teknikskiftet som stegvis infinner sig. Vi är ganska vana att assimilera ny teknik i samhället. En större innovation per år, sägs takten vara. Ni vet, att plocka ut pengar ur väggen, att skicka texter via faksimil, det som sen kom att heta fax, eller att bära på en telefon som inte var ihopkopplad med koffertstora batterier…. Det tycks vara så att vi fångar upp och tillgodo gör oss en större förändring per år.

Vem?
Nej, det intressanta är drivkrafterna. Varför kommer det rulla vätgasbilar på tyska Autobahn? Vem vill ha det? Hur uppstår förändringen? Vem agerar, vem reagerar? Det är knappast för att det är billigt att producera korta serier av eldrivna bilar, där energilagret utgörs av vätgas och bränslecellen är den enhet som översätter naturliga kemiska processer till elström. Det är annat som gör att de stora tyska bilmärkena håller sig framme.

Prius-chocken
En viktig drivkraft är positionering. För 15 år sedan överraskades alla bilmärken i väst av Toyotas framsynta hybridutveckling av Prius-konceptet. Den tabben vill man inte upprepa. När Prius vällde ut över marknaden som den första serieproducerade hybridbilen stod konkurrenterna och gapade. Man hade inte sett detta komma. Det misstaget vill man inte göra om. Ingen ny Prius-överraskning.

ZEV
En annan drivkraft är Kalifornien. Som ofta är det på den amerikanska västkusten som de delstatliga lagarna tidigast driver fram förändring. Begreppet Zero Emission Vehicle (ZEV) har sedan flera år varit i fokus för både myndigheter i Kalifornien och de leverantörer som vill fortsätta att sälja bilar på en viktig marknad framför allt för premiumsegmentet. BMW och Daimler och de andra har helt enkelt inte råd att bortse från Kalifornien. Man måste ha elmotordrivna fordon. Batteri och/eller vätgas som energilager. Kanske i kombination, som Daimler siktar på enligt uppgift. BMW har haft vätgasbilar rullande i många år vid Münchens flygplats för att lära sig tekniken.

Fåfängan
Naturligtvis finns det också en medvetenhet hos slutkunderna som spelar in. Bilintresserade har sett Teslas framgångar. En ”häftig” eldriven bil, som vinner vid varje rödljus om det nu är det livet går ut på – som vissa motorjournalister fortfarande tycks tro. Ska man imponera på tjejer är det filmhjältebilar som går hem, säger schablonen. Minns ni P-1800 ? Tesla räknar f.ö. med att sälja en halv miljon bilar om 6 år, sägs det. De rationella transportbehoven får kanske stå tillbaka ett tag – det är inte resorna till landet med barnvagn och vovve som Tesla gjort sig kända för att fixa. Men vänta bara. Snart kommer de andra efter.

De gamla byter fot eller de nya tar över?
Det riktigt intressanta är hur en marknad förändras. Är det de dominerande aktörerna som byter fot eller är det uppstickarna som tar över? De gamla biltillverkarna tjänar mer pengar på sitt sortiment av bensin- och dieseldrivna fordon. Varje elbil ger därmed på kort sikt en sämre utdelning till aktieägarna. De nya aktörerna, som Tesla, behöver inte ta hänsyn till gamla sortiment och gamla förväntningar hos ägarna. Man har sin grej. Ägarna vet vad de kan förvänta sig. Mot den bakgrunden blir Kalifornien viktigt. Utan lagstiftare i Kalifornien hade de gamla aktörerna kunnat strunta i den ännu så länge obetydliga, men växande Tesla-nischen. Drivkrafterna samverkar.

Långsiktiga spelregler
Det som nu skulle behövas är en tydlig och långsiktig svensk/europeisk strategi för utfasning av förbränningsmotorer i våra fordon. Så att alla vet vad som gäller. I Norge förberedde man redan 2007 ett sådant förslag. Och i Sverige?

Länktips:
Statistik Sverige och Norge: http://www.svd.se/naringsliv/branscher/industri-och-fordon/sverige-bor-studera-norges-elbilspolitik_8574124.svd
Lagförslag i Norge: http://www.svd.se/nyheter/utrikes/norge-vill-forbjuda-nya-bensinbilar_230411.svd

Tunga elfordon på rätt spår?

Hur ska omställningen gå till för att byta infrastruktur, teknik och fordonsflotta för att klara  klimatet och för att få acceptans för ett fossilfritt gods- och persontrafiksystem? AB Volvo arbetar med utveckling av nästa och nästnästa generation lastbilar och bussar, där man ser hybridsystem som en del, men även tänker sig renodlade eldrivna fordon. Är detta rätt spår?

Förnybar el
Professor Mats Alaküla berättade den 26 februari 2013 vid en föreläsning på Johanneberg Science Park om AB Volvos tankar kring motiv, forskning, utveckling och erfarenheter från pågående teknikskiften. Motivet var enkelt. Vi måste av både klimat- och resursskäl lämna fossilberoendet och gå över till förnybar energi. Förnybar el är därmed det mest rimliga alternativet, argumenterade Alaküla, som också är verksam inom Svenskt hybridcentrum.

Elförsörjning
Biobränsleförsörjningen räcker till max en 1/4-del av den energi som krävs för transportsektorn. Mats Alaküla ansåg att det innebär att sjöfart och flyg har störst anledning att välja förbränning baserad på förädlade biobränslen. När det gäller elförsörjning finns det prognoser och planer som indikerar att minst 52% och ända upp till 80% (Tyskland) av elen produceras på ett förnybart sätt år 2030. Detta skulle kunna motivera en omställning till eldrivna fordon i stor skala.

Hur ska lastbilar och bussar laddas?
Man kan tänka sig olika fordonstyper av lastbilar eller bussar för olika laddningssituationer. Om uppgiften är att köra 240 km med ett fordon krävs enligt AB Volvo 10 ton batterier för att klara hela sträckan. Med plug-insystem och snabb laddning kan batterierna reduceras till cirka 400 kg och för kontinuerlig laddning (induktiv eller konduktiv laddning) räcker ett batteripack på 100 kg.

Företag
Bombardier, Olev, Ansaldo, svenska Elways, Alstrom (som Volvo samarbetar med) och Siemens nämndes av de företag som utvecklar olika typer av teknik för induktiv och konduktiv laddning. ”Eltandborste eller spårvagn” förtydligade professorn tekniken. Och World Economic Forum i Davis tog upp sydkoreanska Olev som ett lovande teknikföretag vid det senaste toppmötet. Scania lutar mest åt en lösning med induktiv laddning, medan Volvo arbetar mest med konduktiva system (släpkontakter).

Bränsleceller?
Inte med ett ord nämnde Mats Alaküla den lovande bränslecellstekniken, där el skulle kunna produceras on-demand och on-board för längre sträckor och på så sätt reducera behovet av batterier. Daimler i Tyskland tänker sig en kombination av batteriteknik och bränslecellsteknik för sina framtida elektriskt drivna fordon. Den stora fördelen med bränslecellen är att den inte förutsätter kraftöverföring till spår, skenor etc. Elen produceras även uppe på fjället, i glesbygd och där ingen elström finns vid vägkanten.

Stadskärnor först
Landskronas trådbussar nämndes. De har fungerat ett antal år och gått i sina turer mellan stationen och centrum och några stadsdelar till. Frågan är om inte konduktivlösningen (släpkontakter i marken eller i luften) först bör testas just i slutna stadskärnor, för att minska installationskostnader och den initiala systemkostnaderna. Miltals med skenor på svenska riksvägar och Europa-vägar låter inte enkelt eller billigt. Och – ett sådant system förutsätter att alla andra länder väljer samma spår (!). Tillåt mig tvivla att hela Europa kommer att välja att samtidigt investera i samma tekniklösning.

Tekniken finns – det är hoppfullt
Det intressanta är dock att tekniken finns. Det är bristen på helhetslösningar som hindrar en hållbar utveckling. Det är vår förmåga att besluta, finansiera, få acceptans och att tänka helhet, sårbarhet, långsiktighet och jämlikhet som bromsar omställningen. Plus att det alltid finns särintressen som har något att förlora när teknikskiften genomförs.

 

 

Bussar och bränsleceller

I drygt 10 år har jag följt utvecklingen när det gäller vätgas och bränsleceller. Energifrågan är en ödesfråga för hela världen och flera olika energikällor och lagringsmetoder kommer att behövas. Att utvinna elström ur lagrad vätgas är en intressant metod. Bränslecellen som teknisk lösning är långt ifrån ny. Men det är kanske nu den på allvar kommer till användning.

Bränslecellen
Rent tekniskt är det relativt enkelt. Syre- och väteatomer gillar varandra. För man samman dem bildas t.ex. vatten, H2O. En elektrisk spänning kan alstras genom att hålla isär vätet och syret. Bränslecellen använder denna spänning för att med hjälp av ett membran tvinga väteatomerna att gå en omväg till sitt syre och sin vattenmolekyl. Därmed uppstår en liten elektrisk ström.

BMW och München
Väteatomen är lite svårkontrollerad. Väte hanteras enklast i gasform. Problemet är att väte är lättflyktigt, dvs tätningar och packningar måste vara väldigt täta. Små atomer smiter gärna ut. Detta lärde sig BMW när de testade en annan teknik med början på 90-talet. BMW byggde om 15 bilar till vätgasdrift och använde vätgasen som bränsle i en förbränningsmotor. Bilarna användes på Münchens flygplats och tankade varje gång på samma tankställe. En erfarenhet var den höga tekniska precisionen som krävdes inte minst vid tankning. BMW gick också vidare och testade biogasdrift på ett antal exemplar. Själv körde jag en BMW 316 under flera år, som var ombyggd för att gå på biogas alternativt bensin. Den gick utmärkt.

Vätgas Sverige
I Sverge formerades under förra decenniet en ideell förening som heter Vätgas Sverige. Jag hade nöjet att sitta med i styrelsen under de första sex-sju åren av den föreningens verksamhet. Idag är Vätgas Sverige en mycket aktiv samordnare och medaktör i såväl svenska och nordiska vätgasprojekt som i flera stora EU-finansierade projekt som syftar till att introducera vätgasen som energibärare i olika sammanhang. Länk till Vätgas Sverige se nedan.

Highway
Teknikskiften hamnar ofta i hönan-och-ägget-problematiken. Utan fordon som behöver ett bränsle är det omöjligt att investera i tankställen. Utan tankställen är det ingen som köper fordon. Lösningen heter naturligtvis samverkan och att flera intressenter går ihop för att möjliggöra en samtidig utbyggnad. För att få politiskt och medialt genomslag kallas profilprojekten ofta något som i stil med ”Hydrogen Highway” och ”Scandinavian Highway”. Dessa namn ska illustrera känslan av stor satsning, möjligheten att använda fordonen på långa sträckor och skapa gränsöverskridande plattformar för beslutsfattare på alla nivåer.

Så hur går det?
Det händer faktiskt saker. Eftersom tankställen är dyra och komplicerade blir en satsning på bussar intressant. Bussar i linjetrafik återgår ofta till en utgångspunkt och kan tankas och skötas av utbildad personal. Nu läser jag att McKinsey har sammanställt en rapport om förutsättningarna för åtta olika typer av drivmedel och drivlinor för bussar. I resultatet redovisas miljö, prestanda och kostnad (TCO) från källa till hjul (Well to wheel). McKinsey har gjort rapporten på uppdrag av FCH JU (Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaking).

Överraskning?
Aningen överraskande kom man fram till att vätgas och bränsleceller var den teknik som mest liknade konventionella bussar vad gäller prestanda, flexibilitet och kostnad för infrastruktur. Fördelen gentemot konventionell teknik är förstås minskade utsläpp och lägre ljudnivå. I en bränslecell sker ingen förbränning, så klimatrelaterade utsläpp handlar om tillverkningsskedet och andra sidoeffekter av driften. Partiklar från friktionen mellan däck och vägyta kvarstår naturligtvis för att ta ett exempel.

Komplement till batterier
Men det är lovande att vätgas- och bränslecellstekniken utvecklas som ett komplement till elbatterierna. Räckvidden med vätgas är en av fördelarna, medan batteritekniken kan ha fördelar när det gäller effektreglering. I båda fallen handlar det ju som bekant om att framdriften sker med elmotorer, som har ungefär dubbel verkningsgrad jämfört med den traditionella förbränningsmotorn. När vi ska spara energi är verkningsgraden ( t.ex. hur långt vi kommer per kwh) väldigt viktig.

Länktips (uppdaterat 21 dec):
Scandinavian Hydrogen Highway Partnership http://www.scandinavianhydrogen.org/
Vätgas Sverige www.vatgas.se
McKinsey: Läs Fuel Cell Todays artikel eller ladda ner rapporten som PDF.