Tag Archives: Teknikutveckling

Genombrott för vätgasproduktion?

Posted on by
Reply

Förnybara bränslen har stått högt på önskelistan i decennier. Av flera skäl måste vi fasa ut användningen av fossil energi. Dels är lagren ändliga, dvs tillgång och efterfrågan kommer att göra fossil energi dyr och svårtillgänglig, dels handlar det om klimateffekterna vid förbränning av olja, kol och naturgas. Även uran är en begränsad tillgång som dessutom vid brytning orsakar irreversibla skador där den bryts, för att inte tala om hanteringsriskerna, slutförvaret etc.

Förnybart
Förnybara energislag kännetecknas av att de är en del av ett naturligt kretslopp och att de är soldrivna. Solstrålningen direkt, vindkraft, vågkraft, energi ur tidvattenrörelser, havsströmmar och bioenergi är några varianter. Biogas som utvinns ur förruttnelseprocesser och annan nedbrytning av biologiska råvaror räknas också till de förnybara bränslena. Men en särställning har vätgasen.

Vätgasens särställning
Vätgas, hydrogen, är naturligt förekommande och väteatomen har en stark koppling till syret. Alla kan H2O, vattnets kemiska formel. Det är denna dragning mellan vätet och syret som bränslecellen utnyttjar för att i liten skala bygga upp en elektrisk spänning. Fenomenet uppmärksammades redan på 1800-talet.

Enzymer nyckeln
När bilindustrin och andra industrier tittar på möjligheten att använda bränslecellen för att driva en elektrisk (bil)motor är det produktionen av vätgasen man har haft mest bekymmer med. Hur ska vätgasen produceras och matas fram till bränslecellen så att den ger el? Nu har ett gäng forskare hittat ett sätt att producera vätgas som ser mycket lovande ut. Man har med hjälp av en mix av enzymer lyckas frigöra vätgas ur en sockerväxt. Forskarna tror att detta kan revolutionera vätgasproduktionen och därmed skynda på omställningen till den förnybara energiproduktionen.

Tidigare metoder
Fram till ny har det funnits ett par metoder att framställa vätgas. Dels kan den utvinnas ur fossil naturgas, där den ena komponenten blir rent kol och den andra väte. Dels har man via s.k. elektrolys delat vatten, egentligen kört en bränslecell baklänges,  så att man ur vatten kunnat få fram och lagra vätgas medan syret gått ut i luften. Elektrolys är dock energikrävande och reducerar naturligtvis ekonomin kring bränslecellsdriften.

Potential
Stämmer forskarnas teser och innebär enzymanvändningen inga andra problem, finns det en möjlighet att vi nu har tillgång till vätgas på ett mycket effektivare sätt än tidigare. Lagring och distribution återstår att lösa, men det måste ju lösas under alla omständigheter. Det ska bli spännande att följa utvecklingen nu när tillgångsfrågan tagit ett tydligt steg framåt. Inte minst eftersom EU satsar stora belopp på vätgasteknik.

Länktips: http://www.nyteknik.se/popular_teknik/teknikrevyn/article3671410.ece

Tunga elfordon på rätt spår?

Posted on by
1

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

Posted on by
Reply

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.

Spårtaxi på Chalmers!

Posted on by
9

Förändringsprocesser är märkliga. Förutom att förändringen i sig innehåller oförutsägbara komponenter är inte minst tidsaxeln och förändringsstegen svåra att förutsäga. Andra parametrar är motkrafterna och de ekonomiska förutsättningarna för en företeelse. Status quo, business as usual, har stöd från många håll – något som försvårar förändring, ny teknik, nya beteenden etc. Ett exempel på ny teknik som under flera år väntat på genombrott är spårbunden automatisk persontransport, även kallad PRT, spårbilar, spårtaxi, podcar m.fl. namn.

Pilotbana på Chalmers
Idag, 22 augusti, genomfördes en konferens och workshop på Chalmers arrangerad av Johannebergs Science Park och Innovatum. Utgångspunkten var en färsk rapport om ett spårtaxisystem skräddarsytt för Chalmers campus Johanneberg. Tanken är att kombinera teknikutveckling, forskning, demonstration av ett fulleskalesystem med 35 vagnar för 6 personer. Bakgrunden är att Chalmersområdet inom kort räknar med att ta emot ytterligare 4000 personer till de arbetsplatser som knyts framför allt till utvecklingen av Johanneberg Science Park. En spårtaxibana skulle på så sätt fylla flera funktioner.

Design !
Under workshopen kom många värdefulla synpunkter fram. Inte minst betonade Göteborgs stadsarkitekt, Björn Siesjö, att de tekniska konstruktionerna och presentationen av desamma måste underordnas ett professionellt designtänk. Det fungerar inte att enbart utgå från tekniken – systemen, balkar, stolpar och angöringar – måste integreras elegant i stadsbilden och också bildmässigt beskrivas på ett tilltalande sätt.

Kittlande…
Andra frågetecken som dök upp var bullerfrågor, säkerhetsaspekter och analys av resandeströmmar, riktigheten i kalkylunderlag osv. I grunden mycket konstruktiv och välvillig kritik. Eller som formulerades på mötet: Det är lite kittlande med denna typ av lösning som frigör ytor i markplanet och tillgängligheten till kuperade områden som Medicinarberget och en möjlig direkt förbindelse till Linnéplatsen respektive Korsvägen.

Tidsperspektiv
Själv har jag följt teknikutvecklingen och diskussionerna sedan 1998, då jag fick lyssna till Sten Staxler och andra pionjärer på ett seminarium på Ekocentrum, på den tiden då verksamheten fanns i Sankt Jörgen Park på Hisingen. Idag fick jag dessutom höra att Härryda kommun, 7 år efter att de deltagit i ett informationsmöte som jag ordnade, nu tagit med spårtaxi i sin översiktsplan. Utveckling sker sannerligen språngvis.

Invigning 2021
Det ska bli spännande att se om pilotanläggningen på Chalmers kan invigas år 2021 när Göteborg fyller 400. En optimal tidplan ger vid handen att teknikutveckling, projektering, byggande och idriftsättning skulle kunna vara klara om 7-8 år, lite beroende på hur mycket överklaganden som de facto sker.

Samverkan
Fastighetsägare, industrin och andra samarbetspartners till Johanneberg Science park kommer att ha en viktig roll i förverkligandet. I gammal god göteborgsanda, kanske ?