Bilar

Utvecklingen av vätgas och bränslecell

23 inlägg 6913 visningar 5 följer Svara, dela mm...   
Avatar Fallback

Utvecklingen av vätgas och bränslecell

AKKAMAAN  
#590055 Jag reste nyligen med bil genom metropol-områdena Los Angeles - San Diego och jag kunde se några få procent batteri-el-bilar, BEV, och en mycket högre mängd ladd-hybrid-bilar, PHEV.
Det bor ca 24 miljoner människor i området som varje dag kör tillsammana 5-6 miljoner bilar i pendling till arbetet och det slog mig mitt i värsta Måndag-eftermiddag-rusningstrafiken vad det skulle betyda för elnätet om alla dessa bilar var elfordon, EV.
Bilden från trafiken inför en storhelg i Los Angeles.
1570499669_405thanksgiving.jpg

De kommer att behöva ladda 10-20 kWh per batteribil varje dygn om de alla var BEV. Den totala energimängden per år skulle bli ca 20 TWh per år, vilket motsvarar full produktion på ett kärnkraftverk eller produktionen från ca 4000 stora vindkraftverk. Siffrorna slog mig för de är ungefärligen jämförbara med Sveriges förhållanden.
Hur många nya kärnkraftverk och/eller vindkraftverk behövs för att möta den toppförbrukning av el-energi i framtiden när och om ALLA fordon är anslutna för laddning i USA?

Vindkraft kräver vind för att kunna producera och blåser det inte när bilarna ska laddas så blir det energibrist i nätet. Samma sak med solkraft som kräver dagsljus för att producera energi. Därför behövs det ett sätt att lagra el-energin. Pumpkraft har använts länge och fungerar på praktiskt och ekonomiskt. man använder tillfällig överskottskraft till att pumpa tillbaka vatten till kraftverksdammarna. Att kunna lagra i enorma batterianläggningar blir säkert mycket kostsamt, och kvar finns då vätgas-produktion och lagring. I stället för långa kraftledningar används vägtransport i tankbilar. men idag finns det så många förnybara energikällor för el, solpaneler, vindkraft, förbränning av bioenergi, solvärme-kraft etc som gör att man kan utvinna och lagra vätgasen lokalt där energin senare skall användas i bilar och andra förbrukare.

Väte- och bränslecell-energi är under stark men långsam framsteg, dvs det sker en hel del landvinningar men bara på några få marknader. Japan, Sydkorea och central-Europa har kommit längst med att utveckla infrastruktur för tankning av vätgas. Här i USA så erbjuder biltillverkare som t ex Honda och Toyota fritt vätgasbränsle under tre år bara för att kunna få ut bilar på marknaden. Försäljningsmässigt är det små volymer av dessa bilar som säljs, typ några tusen per tillverkare. En bidragande orsak är brist på vätgas och tankningsstationer. I USA finns ungefär några hundra vätgas-tankning-stationer i större metropol-områdena. Här en global kartsajt som visar befintliga tankningsstationer runt om i världen. Många av bränslecell-FCEV-biltillverkare samarbetar med bensinföretag för distribution av vätgas.
Huvuddelen av USA: s vätgas tillverkas av fossila bränslen och långa kräver tankbils-transporter. I Los Angeles området finns dock ett vätgas-raffinaderi som täcker det området men San Francisco området som har lika många tankningsanläggningar måste få sin vätgas transporterad från LA med tank-bilar.
Forskning pågår om att kunna producera vätgas med hjälp av elektrolys och elektrisk kraft. Har sett notiser om försök med relativt småskaliga produktionsanläggningar.
Användning av vätgas och bränsleceller spås en bra framtid av de som forskar. Man utvecklar små bärbara anläggningar för militären, i stället för en batteripack på 7 kg så kan man få samma kraft-kapacitet med en fjärdedel av vikten.
1570499669_fuel_cell_soldier_power_pack_development_2017.jpg

En enda bränslecell producerar ungefär 1 volt eller mindre. "Skalbarhet" gör bränsleceller idealiska för en mängd olika applikationer, från bärbara datorer (50-100 watt) till hem (1-5kW), fordon (50-125 kW) och central kraftproduktion (1-200 MW eller Mer).

Det är den relativt småskaliga bränslecellstekniken som är riktigt intressant. Ser att Sverige nyligen har brutit mark. Det svenska ingenjörsföretaget Nilsson Energy har utvecklat världens första någonsin helt fristående solenergi-drivna vätgas-bränslestation tillsammans med Mariestads kommun. Den årliga produktionen av vätgas från solpanel-parken i Mariestad förväntas nå upp till 40 ton per år, eller motsvarande 4 000 000 km körning med bränslecell-bilar.
Bild

Dessutom har Nilsson Energy i ett samarbete med det danska energiföretaget Better Energy utvecklat en ett lägenhetskomplex med sammanlagt 172 bostäder som får energi från solpaneler och bränsleceller.
Bild

Lägenhetskomplexet är ett äldre bostadsområde som renoveras. Just nu är 30 lägenheter i drift med solpaneler på taket och en småskalig vätgas/bränslecell-station som är helt frikopplat från elnätet. Lägenhetskomplexet i full storlek kommer att färdigställas inom ett par år.
Nilsson Energys system heter RE8760 och verkar vara installerat i fem st 20 ft-containrar.
1570499669_complete-re8760-in-mariestad-e1549790804835-1.jpg



Dessa två bilder visar systemets mångsidighet, och man kan ladda både EV och FCEV med kraft från systemet
1570499669_re8760_web-1-1030x729.png


Om systemet används för att leverera överskottsenergi till det vanliga elnätet är det utformat
så här
1570499669_1027012_re87601030x708_785258.png



Här är en ”vätgas-propaganda-pdf" från US Department of Energy
1570499669_fuel_cell_scale_energy_system_off_grid_development_2017.jpg

Jag tror starkt på vätgas- och bränslecell-utvecklingen beroende på att den erbjuder en fantastisk flexibilitet och passar i alla miljöer.
Men det kommer att ta betydligt längre tid i USA och stora delar av omvärlden. Räkna med 30 år till 50 år innan hela samhället I USA har konverterat. Man pumpar mera olja i USA än någonsin, och många av de stora oljefälten typ Kern-fältet som jag nyligen åkte igenom, har investerat i tusentals nya pumpar och borrhål.
Dessutom så kommer det att ta mycket lång tid att byta ut USA's fossildrivna elkraftproduktion med tex vindkraft. Kärnkraften kommer att finnas länge länge...
Har jag nämnt att ren syrgas är en värdefull biprodukt i vätgasproduktionen tillsammans med rent vatten i bränslecell-processen. Och Elbilar, EV, får fortfarande plats i systemet genom att de kan tankas via självförsörjande bränslecell-stationer.... "Off the grid"...



   TS
Användarvisningsbild

Re: Utvecklingen av vätgas och bränslecell

Niking  Firar 10 år som aktiv medlem på skogsforum! 
#590082 Intressant spaning. Vätgas i bränsleceller kan vara en mycket intressant framtida drivkälla. Å självfallet behövs det ju någon form av batteri, för att lagra all slumpkraft (solel, vindel m.m.) som klimatalarmisterna försöker pracka på oss.

Dock en fundering angående vätgasen. Knallgas är ju en mycket explosiv blandning av två delar vätgas och en del syrgas, som ger vatten. Det är ju alltså bokstavligt talat livsfarligt om den lagrade vätgasen skulle läcka ut i stora mängder vid en olycka eller vid ett terrorangrepp. Hur förhindras detta?
/Niklas

Avatar Fallback

Re: Utvecklingen av vätgas och bränslecell

AKKAMAAN  
#590103
Niking skrev:Intressant spaning. Vätgas i bränsleceller kan vara en mycket intressant framtida drivkälla.

Inte bara som drivkälla för bilar. Energilagring börjar bli en stor grej. SSAB arbetar med att utveckla fossilfri stålproduktion och har ett projekt på gång med att bygga underjordiska stora vätgaslager. Projektet heter HYBRIT

Dock en fundering angående vätgasen. Knallgas är ju en mycket explosiv blandning av två delar vätgas och en del syrgas, som ger vatten. Det är ju alltså bokstavligt talat livsfarligt om den lagrade vätgasen skulle läcka ut i stora mängder vid en olycka eller vid ett terrorangrepp. Hur förhindras detta?

Det har skett olyckor vid Norska vätgas stationer. Olyckorna hjälper till att utveckla säkerhetssystem. Vätgasen är ju lättare än luft och vid läckage stiger gasen vertikalt upp i atmosfären. Så den beter sig inte likadant som t ex gasol, dvs sprider sig horisontellt. Antar att man använder sensorer samt automatiska säkerhetventiler. Som stänger av närmast tanken. Det handlar höga lagringstryck, över 700 bar.
Terrorismen är en svår nöt knäcka. Men terrorister vill ju helst döda så många som möjligt i samma smäll så jag antar att man måste förvara en bit från boenden och affärsverksamhet.
Måste läsa på mera om detta. Tack för påpekandet. :-bd

   TS
Användarvisningsbild

Re: Utvecklingen av vätgas och bränslecell

halvproffs  
#590106 Att skydda sig mot terrorister måste väl vara omöjligt. Väntar bara att det kommer att smälla vid något kärnkraftverk. Då kommer både människor och allt samhällsmåsten att slås ut.

Användarvisningsbild

Re: Utvecklingen av vätgas och bränslecell

Niking  Firar 10 år som aktiv medlem på skogsforum! 
#590108 Jag var väderbiträde i det militära och då ingick bl.a att släppa s.k. väderbalonger fyllda med vätgas. En kollega ringde en gång, då han hörde ett pysande från vätgastanken. Det slutade med att vakthavande meteorolog fick rycka ut och lösa situationen (vakthavande meteorolog får egentligen inte lämna väderstationen under passet). Kunde ha blivit en otäck olycka annars.

Vid ett annat tillfälle fick jag se en löjtnant tända en cigarett i närheten av vätgasförrådet, var på jag omedelbart och skarpt beordrade denna löjtnant att omedelbart fimpa cigaretten, för att inte utlösa en "vätebomb". Han lydde direkt, tack och lov.

Appropå gasolyckor, så var det väl en buss i Stockholm (som förvisso gick på metan (alltså biogas eller naturgas)), som brann upp efter att ha kört in i en bro. Gastanken var på taket och då blev bron för låg, om jag inte missminner mig.

Sedan fanns det ju också ett luftskepp vid namn Hindenburg som brann upp år 1937...

Så det där med gasdrift är inte helt riskfritt och alla potentiella användare vill kanske inte vara försökskaniner.... :d

Men tekniken är mycket intressant, givet att säkerheten kan lösas.
/Niklas

Användarvisningsbild

Re: Utvecklingen av vätgas och bränslecell

halvproffs  
#590111 Bussar och lastbilar kör in i broar som är för låga oavsett bränsle. Kanske inte är så smart att ha bränsletanken på taket. Den mänskliga faktorn måste alltid räknas med.

Avatar Fallback

Re: Utvecklingen av vätgas och bränslecell

AKKAMAAN  
#590112 Grejen med tanken på taket kan ju vara att hålla ev läckage borta från passagerarutrymmet.
Om bussen kör in i en för låg bro så är ju det den mänskliga faktorn. Föraren troligen oskyldig. Trafikledaren har inte dirigerat bussen att köra där det är möjligt.
Häng trafikledaren!

   TS
Avatar Fallback

Re: Utvecklingen av vätgas och bränslecell

jannee  
#590113 Olyckan i Stockholm berodde på att "busschauffören" klantarschlet icke körde angiven rutt (väg).

Avatar Fallback

Re: Utvecklingen av vätgas och bränslecell

AKKAMAAN  
#590115
jannee skrev:Olyckan i Stockholm berodde på att "busschauffören" klantarschlet icke körde angiven rutt (väg).

Bra, men då har utbildningen av och instruktionen till föraren kanske varit otydlig. Har själv sett hur lastbilar fastnat under broar som haft angiven fri höjd som skulle fungerat med kort axelavstånd men inte med långt axelavstånd. När jag tog lastbilskörkort (här i USA) så var det ingen som inte ens andades om detta under vare sig kk-utbildningen eller "trainingen" med företagen jag jobbat åt.
Det här är ett vanligt misstag trafikplanerare gör när man planerar rutter. Man tittar enbart på det vertikala avståndet och tar inte hänsyn till fordonets axelavstånd. Långa bussar och långa semitrailers med t ex höga gräv/skogsmaskiner måste ta axelavståndet i beräkningen. Gatukontoren måste också ge ta hänsyn till och ge information om detta när man "grävt ur" för att öka "frihöjden. Det är vanligen vid sådan urgrävning under överfarter som dessa problem uppstår. Men detta tillhör en helt annan tråd.
1570542980_gastank_pa_buss_taket.jpg

   TS
Avatar Fallback

Re: Utvecklingen av vätgas och bränslecell

gnisten83  Firar 10 år som aktiv medlem på skogsforum! 
#590122 I växjö finns en väg under järnvägen , väl skyltad om att fri höjden inte är tillräcklig för fullhöjd men varje år är de nån lastbil som provar ändå med skrotade skåp som resultat, inget annat än förarmisstag

Avatar Fallback

Re: Utvecklingen av vätgas och bränslecell

AKKAMAAN  
#590129
gnisten83 skrev:I växjö finns en väg under järnvägen , väl skyltad om att fri höjden inte är tillräcklig för fullhöjd men varje år är de nån lastbil som provar ändå med skrotade skåp som resultat, inget annat än förarmisstag

DET är ett förarmisstag... 🤦‍♂️

   TS
Avatar Fallback

Re: Utvecklingen av vätgas och bränslecell

Brorsan  
#590156
Niking skrev:Intressant spaning. Vätgas i bränsleceller kan vara en mycket intressant framtida drivkälla. Å självfallet behövs det ju någon form av batteri, för att lagra all slumpkraft (solel, vindel m.m.) som klimatalarmisterna försöker pracka på oss.

Dock en fundering angående vätgasen. Knallgas är ju en mycket explosiv blandning av två delar vätgas och en del syrgas, som ger vatten. Det är ju alltså bokstavligt talat livsfarligt om den lagrade vätgasen skulle läcka ut i stora mängder vid en olycka eller vid ett terrorangrepp. Hur förhindras detta?
/Niklas


En vätgastank är en mycket bättre energibärare än ett batteri, Teslabatteri t.ex. Bra plats att lagra slumpkraft i.

Det var många olyckor med petroleumprodukter i 1900 talets början innan de lärde sig hantera farorna.
Vätgasens faror kan vi nog också lära oss att hantera.
Teslabatterier ska ju vara väldigt farliga enl vissa skeptiker.

Avatar Fallback

Re: Utvecklingen av vätgas och bränslecell

DanK  Firar 10 år som aktiv medlem på skogsforum! 
#590162 Sök på Hans-Olof Nilsson på Google och Youtube.
Han är en pionjär och en härlig visionär.
Kul och intressant att prata med honom!!
När han "kopplade bort" sin villa från elnätet så undrade Göteborg Energi om det var fel på elmätaren =))

Användarvisningsbild

Re: Utvecklingen av vätgas och bränslecell

Faun  
#590173 Jag har arbetat med förnybara bränslen tidigare.

Det finns några utmaningar med vätgas som behövs tas i beaktning. Här är några exempel:
1. Det finns begränsad infrastruktur i Sverige för vätgas.
2. Att tillverka vätgas med el (elektrolys) är betydligt dyrare än att omvandla naturgas till vätgas och släppa ut koloxider
3. Man får stora energiförluster i elektrolysprocessen (som dock kan räknas bort i det fall man använder el som Ingeman tas till vara på annat sätt)
4. P.g.a. kostnadsnackdelen utgör vätgas som produceras med el endast en mycket liten andel jämfört med vätgas tillverkad av naturgas
5. Vätgasen är svår att hantera eftersom den är lätt och behöver komprimeras mer än tyngre gaser

Det hade varit intressant om man i större utsträckning satsade på att använda biogas som bränsle i bränslecellerna.

Med det mål som Energigas Sverige har satt upp för Svensk produktion på 15 TWh skulle vi med bränsleceller kunna hantera merparten av allt bränsle som behövs för vägtransporter i Sverige. Här skulle restprodukter i skogen utgöra en viktig råvarukälla.

Det viktigaste är dock att vi fortsätter verka för att fasa ut fossila drivmedel. Det finns flera intressanta alternativ som tillsammans kan uppnå detta.

Avatar Fallback

Re: Utvecklingen av vätgas och bränslecell

AKKAMAAN  
#590177
DanK skrev:Sök på Hans-Olof Nilsson på Google och Youtube.
Han är en pionjär och en härlig visionär.
Kul och intressant att prata med honom!!
När han "kopplade bort" sin villa från elnätet så undrade Göteborg Energi om det var fel på elmätaren =))

Hans-Olof Nilsson ligger bakom Nilsson Energy som jag refererade till i mitt öppningsinlägg. Klicka på de länkar jag lade med i inlägget så slipper ni googla...

   TS
Fredrik Reuter
Hej Gäst! Jag heter Fredrik och driver denna sajt. Jag skulle gärna vilja tipsa dig om hur du kan få ut mer av skogsforum. Klicka på de knappar som passar dig här intill (minifönster öppnas).