Vätgas och bränsleceller på frammarsch

2020-12-30 09:45  
Toyotas bränslecellsbil Mirai. Foto: Toyota

Ett energisllösande villospår eller en förutsättning för hållbar framtid? Vätgas och bränsleceller är hett debatterat, men oavsett vad man tycker om det hela – 2020 har tekniken tagit stora kliv framåt.

För fem år sedan slöts ett historiskt avtal i Paris. Världens länder kom överens om att gemensamt bekämpa klimatkrisen. Människan orsakar för stora utsläpp av koldioxid – och det måste vi ändra på. Ett viktigt steg på vägen är att fossila bränslen ska fasas ut, men vad ska de ersättas med?

Förnybara energikällor som sol- och vindkraft i kombination med batterier för lagring har lyfts fram som alternativ.

Ett annat handlar om lagra energin som vätgas och omvandla den till el i bränsleceller när det behövs. Utöver att tekniken tagit stora kliv framåt i år – är det allt fler som hävdar att vätgas är ett absolut måste för att vi ska klara hållbarhetsmålen.

Bland de länder som tror mest på tekniken finns Japan, Storbritannien och Sydkorea, där den senare i år lanserade ett viktigt stödpaket där vätgas var en bärande del.

Men hur ser det ut i övrigt? Här har vi samlat utvecklingen inom de olika segmenten.

Personbilar

Det är nästan 20 år sedan som Toyota lanserade sin första vätgasdrivna bränslecellsbil. Däremot kom den första seriebilen, Mirai, inte förrän 2015. I år släpptes så generation två av denna och det var en rejäl uppgradering. Utöver Toyota har även Honda och Hyundai fordon till försäljning, men det finns några fler som ögnar tekniken. BMW har samarbete med Toyota och tyskarna bekräftade i år att de har bränsleceller på strategikartan.

Jaguar Land Rover har också sagt att de ska utveckla en bränslecells-suv. Mercedes-Benz har suven GLC F-Cell till försäljning, men beslutade tidigare i år att sluta utveckla bränsleceller för personbilar eftersom det är en för dyr teknik.

Det finns även små nischföretag som satsar på tekniken. Ett intressant alternativ är Hyperion. De säger att deras prototyp är ”snabbare än en Porsche – och har räckvidd som en snåldiesel”.

Lastbilar

För tre år sedan skapade Scanias chefsingenjör Nils-Gunnar Vågstedt en stor debatt här på Ny Teknik då han avfärdade Teslas ellastbil med orden:

– Den kommer bli jättebra för att transportera påsar med potatischips.

Och även om det skett väldigt mycket sedan dess, är det många inom transportindustrin som ser vätgas som ett bättre alternativ än batterier för lastbilar.

Den största nyheten i sammanhanget är nog att giganterna Daimler och Volvo gemensamt nu ska satsa på tekniken.

Volvo kommer utöver bränsleceller även att satsa på vätgas som bränsle i stora förbränningsmotorer. Alltså för att få ner utsläppen i effektkrävande nischapplikationer där bränsleceller inte räcker till.

Daimler å sin sidan har redan visat lastbilar som klarar 100 mil på en ”tank” och Toyotas lastbilar klarar redan 60 mil. Därtill har Scania vätgaslastbilar som rullar i vårt västra grannland.

Men det är inte enbart transportsektorn som vill elektrifiera – även anläggningsindustrin tittar på alternativ med bränsleceller. JCB har till och med visat tekniken i en ny prototyp.

Infrastruktur

Infrastrukturen har länge beskrivits som den största tröskeln för elektrifieringen av bilflottan. Tesla var tidiga att se problemet och har sedan de introducerade sitt laddnätverk byggt tusentals stationer. Samma problem står vätgasen inför. I dagsläget är det tunt med mackar och även om det börjar röra på sig så ser det inte ut som att man kommer att lösa problemet i nära framtid.

Förespråkare menar dock att övergången från bensin/diesel till vätgas är enklare än att dra kablage för snabbladdare.

I Sverige planeras en vätgaskorridor som ska knyta ihop de nordiska huvudstäderna och målet där är att ha åtta tankstationer på plats 2022.

Flyg

Flygets bidrag till klimatpåverkan har länge diskuterats. Vi har lagt oss till med ord som flygskam och världen över kämpar man med olika regleringar för att tvinga flygbolag att minska sina utsläpp. Batterielektriska flygplan testas, men för att ersätta de större planen tror många att vätgas är lösningen.

I september körde brittiska Zeroavia världens första provtur med ett vätgasdrivet passagerarplan. Samma månad avslöjade även Universal Hydrogen att de håller på att konvertera flygplan för vätgasdrift – och då pratar de om flygplan med upp till 50 passagerare.

De här två utmanarna är förvisso viktiga steg mot grön flygfart. Men i år har även industrigiganten Airbus visat upp vad de tror på som framtidskoncept för flyget. Och då har de skalat upp så att planen kan ha upp till 200 passagerare och ska klara ”minst 370 mil”.

Sjöfarten

När det kommer till totala utsläpp är sjöfarten ett riktigt sorgebarn. Den internationella karaktären på trafiken gör det enormt svårt att reglera och det finns åtskilliga vittnesmål om att så fort territoriella vatten lämnas – så går skeppen över till smutsig bunkerolja för framdrivningen.

Vätgasbränsleceller kan dock vara ett ypperligt alternativ – som inte bara skulle vara mer hållbart. det kan mycket väl vara mer ekonomiskt för transportföretagen.

ABB är ett företag som satsar på att utveckla teknik för sjöfarten, och tillsammans med franska Hydrogène de France har de tagit fram en drivlina för containerskepp.

Våra grannar är annars några som satsar på grön trafik på vattnet. Danmark och Norge har gjort gemensam sak och ska utveckla Europa Seaways där man planerar att världens största vätgasdrivna färja ska trafikera. Och då pratar vi om ett bränslecellssystem som ska leverera 23 MW.

I Norge har även Havyard utvecklat ett vätgasbaserat bränslecellssystem för stora företag som man ska lansera under 2021. Detta baserat på teknik från svenska Powercell.

På den lite mer lyxbetonade fronten så har holländska Sinot Yacht & Architecture Design lanserat vad de själva beskriver som världens första ”superyacht” driven på vätgas.

Järnväg

I stora delar av världen är tågen dieseldrivna. Bara omkring en fjärdel av all världens järnväg var 2018 elektrifierad. Och det här innebär en enorm marknadspotential för bränslecellstekniken. Tidigare i år gick industrijätten Siemens ut med nyheten att de satsar på vätgaståg i samarbete med Deutsche Bahn.

En annan spelare i vätgastågsbranchen är franska Alstrom som dels levererat tåg till Tyskland – och nu även satt vätgas på räls i italienska Lombardiet.

Även här hemma så planeras det för vätgas i tågtrafiken. Detta då inlandsbanans knappt 130 mil ska elektrifieras. I första hand handlar det om en förstudie för att se om det är möjligt.

Och i Mariestad vill man även få tåg att drivas av bränsleceller.

Stationärt/bygg

Även om det pratas mycket om att vätgas kan få elflyg och tung transport att lyfta är industriell användning ett mycket intressant spår. Och då att energikrävande anläggningar kan använda sig av bränsleceller och vätgas för hela eller delar av sitt energibehov.

I Sverige håller SSAB, LKAB och Vattenfall på med projektet Hybrit som medels vätgas ska ge koldioxidfritt stål. Men de är inte ensamma om detta.

I Norge så satsar Celsa Nordic på att få ner utsläppen med vätgas.

Datacenter är även en bransch som tittar på nya alternativa energikällor. Rise håller på att utveckla ett koncept där bränsleceller ska göra att utsläppen minskar. Där ser man på sikt att tekniken även kan göra så att datacenter inte belastar elnäten – vilket är en enormt viktig parameter.

I Japan går man steget längre och där håller Toyota på att utveckla en hel stad som ska drivas av vätgas. Woven City ska börja byggas 2021 och tanken är att 2 000 personer ska bo och arbeta här.

Grön produktion

Visst låter det strålande med alla dessa tillämpningar och möjligheter för bränsleceller. Men en av de största argumenten mot de, är hur de ska drivas. Vätgas är bland de alternativ som har störst potential, men hittills har produktionen av denna varit allt annat än grön. Dock finns det stora projekt med syfte att lösa detta, och en stor potential finns i att kunna ställa om förnybar energiproduktion såsom sol- och vindkraft till vätgasproduktion då näten inte behöver energin.

Men det finns även massvis med andra spännande projekt som under året har visat lovande resultat.

I Fukushima öppnades i våras världens största anläggning för grön vätgasproduktion.

Frågan är dock hur länge den japanska anläggningen får behålla titeln. I Saudiarabien håller man på att bygga miljonstaden Neom, och den ska få energi från en enorm anläggning som dagligen ska producera 650 ton grön vätgas.

Kedjan sol till vätgas är attraktiv och tidigare i år så slogs nytt rekord i verkningsgrad för så kallas PEC STH-celler på 17,6 procent.

Men solenergi är inte det enda som kan användas för vätgasprodutkion. I Kalifornien jobbar man med en ”sop-gas” där man hävdar att processen matchar de billigaste alternativen att framställa vätgas. Och i Australien säger sig forskare vid RMIT ha hittat ett kostnadseffektivt sätt att producera vätgas från avloppsvatten. Där är vinsten att man utöver grön vätgas kommer ett steg närmare en utsläppsneutral avloppshantering.

Utöver dessa jätteanläggningar och forskningsprojekt finns det mer naturnära och småskaliga alternativ som testas. I Österrike har ett konsortium tagit fram en lösning med nyckelfärdiga vätgasmackar kallade ”Solhub”. Dessa ska kunna generera 52 kilo vätgas om dagen per enhet och vara skalbara för att på sikt kunna förse kommuner och företag med tillräckligt med bränsle för vätgasfordon.

Skandalen

Det går inte att prata om vätgas 2020 om man inte tar med den stora skandalen med Nikola Motors. Ett företag som länge sågs som en slags vit riddare för bränsleceller och som utöver sin teknikutveckling även ansågs vara en utmanare inom elbilssegmetet.

Men så kom avslöjandet om att Nikola överdrivit funktionaliteten i sin lastbilsprototyp, och att tekniken inte alls var mogen. Påståenden som till en början möttes med hårda ord och hot om stämning, men som snart gick över till att grundaren och vd:n Trevor Milton försvann ur bilden  – samt att mången samarbetspartner drog öronen åt sig.

Hur det blir med vätgaslastbilarna återstår att se, Nikola Motors har nu en rejäl uppförsbacke som de måste klara av innan de kan återfå förtroendet.

Felix Björklund

Mer om: Toyota Vätgas

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt