Sv: 32 A hjemmelading - Anbefalinger og erfaringer

[Magster]

Dette er veldig off topic, men betaler de ikke for å kjøre der?

[Robert Sund]

http://forskning.no/alternativ-energi-samferdsel/2016/05/glem-vanlige-eltog-pa-nordlandsbanen

Forutsetningene for antagelsene om fremtidige kostnader for "drivstoff" hadde vært interresant å vurdere. De er sikkert i studien, men mangler i artikkelen. Link til studien mangler også forøvrig.

Summen av ekspertuttalelsene er entydig om at fra midten av 2020-tallet vil hydrogen innfri de samlede kravene som gjelder for godstog i størst grad, ifølge artikkelen, om studien. Heftig. Dette nærmer seg deterministisk.

Lise Nyvold, prosjektleder i Jernbaneverket, er mer nøktern, og nyttekostanalysen deres gir ett annet bilde av tradisjonell elektrifisering, samt at elektrifiseringen av Trønder- og Meråkerbanen vil gir kunnskap om kostnadene ved dette. Takk og pris for Lise Nyvold!

Studien og Steffen Møller-Holst sier at hydrogenløsningen er teknologisk moden; og at operatøren kan vente noen år på at hydrogentogene skal bli bedre.

Plassargumentet dras frem i denne studien også, med at to vogner trengs for batteri mens kun en for hydrogen og brenselscelle. Ved hvilket trykk? Og med det ble studien temmelig Spetalen! Dessuten er plassen til en eller to vogner i ett godstog temmelig likegyldig uansett om hydrogen eller el er mest kompakt (så lenge man slipper overføring av hydrogen mellom vogner, da det ikke er helt gunstig).


Vil ett hydrogenkraftverk skranglende på ett tog være sikrere enn fabrikken på Herøya? Skal de kunne kjøre tunell? Skal de kunne møte persontog? Skal fyllestasjonene være plassert i nærheten av mennesker? Artikkelen sier ingenting om innholdet i regler for hydrogentog, bare at de trengs før hydrogentogene kan tas i bruk.

Det står ingenting om hvilket energibruk som forutsettes for hydrogen. 3 ganger batteri som i dag? Ikke 3 ganger som i dag?


Runder av med ett sitat:

Alt i dag ville en batteri- eller hydrogenløsning mellom Steinkjer og Bodø ha kostet rundt 300 millioner kroner mindre per år

Som om kostnadene i dag for hydrogendrift og batteri er de samme!


Det virker som om påstandene om elbil og hydrogenbil er svært like påstandene for tog! Og nå skal det komme 50 "Mirai" hydrogentog!

[fredag]

Plassargumentet dras frem i denne studien også, med at to vogner trengs for batteri mens kun en for hydrogen og brenselscelle. Ved hvilket trykk? Og med det ble studien temmelig Spetalen! Dessuten er plassen til en eller to vogner i ett godstog temmelig likegyldig uansett om hydrogen eller el er mest kompakt (så lenge man slipper overføring av hydrogen mellom vogner, da det ikke er helt gunstig).


Vil ett hydrogenkraftverk skranglende på ett tog være sikrere enn fabrikken på Herøya? Skal de kunne kjøre tunell? Skal de kunne møte persontog? Skal fyllestasjonene være plassert i nærheten av mennesker? Artikkelen sier ingenting om innholdet i regler for hydrogentog, bare at de trengs før hydrogentogene kan tas i bruk.

Det står ingenting om hvilket energibruk som forutsettes for hydrogen. 3 ganger batteri som i dag? Ikke 3 ganger som i dag?

3 tonn hydrogen pr tog! Spennende.

Det er 600 ganger mer enn de 5 kg gjorde om en hel fabrikk på Herøya til grus i 1985. Men det er vel ikke bebyggelse langs nordlandsbanen, er det vel, så det går nok greit...

[Robert Sund]

Ja det er nok til å lage en heftig FAE (fuel air explosive) selv i friluft. Hydrogen brenner med usynlig flamme også, så det er også en kilde til "spenning".

Ved lekasjer i tuneller, stasjoner, og andre lukkede rom er faren ekstrem.

Ved brann i tuneller, stasjoner, og andre lukkede rom er det ekstremt farlig å slokke brannen hvis det er hydrogenlekasje som forsyner brannen, på grunn av faren for selvantenning og eksplosjon. Og hvis noe annet brenner som fører til økt temperatur som fører til kontrollert utslipp av eksplosiv gass er det også fare for selvantenning og eksplosjon.

[Sverreb]

3 tonn hydrogen pr tog! Spennende.

Det er 600 ganger mer enn de 5 kg gjorde om en hel fabrikk på Herøya til grus i 1985. Men det er vel ikke bebyggelse langs nordlandsbanen, er det vel, så det går nok greit...

Nå skal vel ikke toget ha med seg en verkstedhall som kan samle opp og la hydrogenet blande seg med luften (Det må nå et passende blandingsforhold med luft før det antennes for å detonere). Et utslipp i friluft vil ikke gi noen særlig oppsamling som gir eksplosjonsfare siden hydrogenet bare går rett opp. (Men det kan jo brenne ganske godt). Bensin kan ofte være en vel så ille risiko siden de eksplosive gassene som kommer av dette er tunge og blir liggende ved bakken.

Rent sett bort fra virkningsgrad blir H2 mer aktuellt ved større og tyngre applikasjoner vs. batterier siden kostnadene og vekten ved batterier skalerer lineært med ønsket energimengde. For hydrogen er konverteringen hovedkostnaden og skalerer med ønsket effekt, ikke med energikapasitet. Tanken er relativt billig og gir bedre volum/masse/kost til lagret energiforhold jo større den blir.

For virkningsgrad er H2 sammenlignbart eller kanskje litt bedre enn hydrokarboner, så der taper man mot batterier, men er ikke nødvendigvis så ille sammenlignet med diesel. Økonomien må betrakte både energi og investeringskost. Jeg kan ikke med den beste vilje se H2 brukbart for privatbilisme (Kanskje hovedsaklig p.g.a. investeringsbehovet i forsyningsinfrastruktur, men også fordi skalaen er for liten til at det er en tilstrekkelig kostnadsgevinst mot batterier, spesiellt på litt lengre sikt), men at H2 kan være en aktuell energibærer for større applikasjoner som tog (Der det ikke lønner seg å gjøre skinnegangen elektrisk), skip og t.o.m. tungtransport på vei ser jeg ikke bort i fra.

[Espen Hugaas Andersen]

Nå skal vel ikke toget ha med seg en verkstedhall som kan samle opp og la hydrogenet blande seg med luften (Det må nå et passende blandingsforhold med luft før det antennes for å detonere). Et utslipp i friluft vil ikke gi noen særlig oppsamling som gir eksplosjonsfare siden hydrogenet bare går rett opp. (Men det kan jo brenne ganske godt). Bensin kan ofte være en vel så ille risiko siden de eksplosive gassene som kommer av dette er tunge og blir liggende ved bakken.

Ved ett større utslipp i friluft kan gassen fint kunne blande seg godt med luft og antenne før den får tid til å stige. Det handler bare om hvor stor lekkasjen er. Har man ett utslipp på 100 kg på under ett sekund, så kanskje bare 5 kg er blandet tilstrekkelig med luft før gassen antennes, og da får du et skikkelig smell. Selv om det ikke er helt ved bakken så vil vinduer blases ut i flere hundre meters radius. De sakte lekkasjene derimot er stort sett bare skummel innendørs. Men man kan også oppleve at en vogn eller to fyller seg med hydrogen og så antenner. Det vil også smelle godt.

Rent sett bort fra virkningsgrad blir H2 mer aktuellt ved større og tyngre applikasjoner vs. batterier siden kostnadene og vekten ved batterier skalerer lineært med ønsket energimengde. For hydrogen er konverteringen hovedkostnaden og skalerer med ønsket effekt, ikke med energikapasitet. Tanken er relativt billig og gir bedre volum/masse/kost til lagret energiforhold jo større den blir.

Volum-messig er hydrogen dårligere enn batterier. Du får batteripakker med energitetthet på rundt 1 kWh/liter, mens f.eks Mirai har tanker på til sammen 122 liter som kan lagre ca 100 kWh (på utgangen av brenselcellen), altså 0,82 kWh/liter. I tillegg kommer strukturvolumet til tanken, pluss at hydrogentanken er en ganske ugunstig form. Om man sier at batterier er dobbelt så bra på volum som hydrogen så er man nok ikke langt unna sannheten. Og det er med 700 bar vs *dagens* battericeller. I tog ville det kanskje være mer interessant med 200 bar, da dette er billigere og enklere å håndtere, og om ti år kan kanskje batteriene ha blitt dobbelt så gode. Da er forskjellen i volum ca 10-gangeren. Hydrogen blir "aldri" bedre enn lagringen ved ca 700 bar. Man tjener svært lite på høyere trykk, og det blir ekstremt vanskelig å håndtere.

Når det gjelder vekt er hydrogen en del bedre. Mirai bruker 92,5 kg for å lagre 100 kWh, mens de beste batteripakkene er i området 400 kg for samme lagringskapasitet. Altså er hydrogen ca 4 ganger bedre. Men dette er jo halvert om batteriene blir dobbelt så gode om ti år.

Hydrogen passer egentlig kun til formål der volum ikke er en utfordring. Da snakker vi stort sett kun om stasjonære formål.

[MagnusT]

Jeg vil gjerne ha en slik batteripakke på 1000Wh/liter. Hvor kan jeg få tak i en sånn?

[tomrh]

Tror ikke disse er kommersielle ennå, bare på prototypestadiet. Et selskap kalt Sakti3 gjorde et gjennombrudd sent i 2014 med en energitetthet på 1100 Wh/liter, og ble senere kjøpt opp av den britiske støvsugerprodusenten Dyson som visstnok planlegger å få teknologien ut på markedet. Men kanskje Espen vet om noe annet?

[fredag]

Tror ikke disse er kommersielle ennå, bare på prototypestadiet. Et selskap kalt Sakti3 gjorde et gjennombrudd sent i 2014 med en energitetthet på 1100 Wh/liter, og ble senere kjøpt opp av den britiske støvsugerprodusenten Dyson som visstnok planlegger å få teknologien ut på markedet. Men kanskje Espen vet om noe annet?

http://www.theguardian.com/environment/2016/mar/23/dyson-developing-electric-car-government-documents

[Sverreb]

Ved ett større utslipp i friluft kan gassen fint kunne blande seg godt med luft og antenne før den får tid til å stige. Det handler bare om hvor stor lekkasjen er. Har man ett utslipp på 100 kg på under ett sekund, så kanskje bare 5 kg er blandet tilstrekkelig med luft før gassen antennes, og da får du et skikkelig smell. Selv om det ikke er helt ved bakken så vil vinduer blases ut i flere hundre meters radius. De sakte lekkasjene derimot er stort sett bare skummel innendørs. Men man kan også oppleve at en vogn eller to fyller seg med hydrogen og så antenner. Det vil også smelle godt.

Å unngå at vogner kan fylles opp er ikke så vanskelig, det er bare å ikke føre gassrør gjennom de. I.e alt av gassanlegg legges slik at det kan ventilere rett opp. Hva som skjer ved et eventuellt kataklysmisk utslipp vedrørende stokiometri av hydrogenet skal jeg ikke påstå så mye om, merk at et så hurtig utslipp blir veldig kaldt noe som i seg selv reduserer antenningsfaren, men at noe slik kan bli intressant tviler jeg ikke på. Langsomme lekkasjer er dog et mer realistisk feilscenario.

Du får batteripakker med energitetthet på rundt 1 kWh/liter, mens f.eks Mirai har tanker på til sammen 122 liter som kan lagre ca 100 kWh (på utgangen av brenselcellen), altså 0,82 kWh/liter. I tillegg kommer strukturvolumet til tanken, pluss at hydrogentanken er en ganske ugunstig form.

Merk at jeg ikke sammenlignet volum og vekt av gasstanker vs. batterier, kun pris. Ang. volum og vekt sa jeg at gasstanker skalerer litt bedre enn lineært, men sammenlignet altså ikke dette med batteriene.

[ladov]

Mens plass og sikkerhet er sterke argumenter *mot* hydrogenbilen så tror jeg dette kan bli overkommelig på et tog. Plass fordi du 'bare' kan hekte på en ekstra vogn, sikkerhet fordi verden trenger en milliard hydrogenbiler men kanskje bare10 tusen hydrogentog. Når antallet enheter er så mye lavere blir det tilsvarende enklere å unngå katastrofale svikt.

På den annen side, brenselcellebilen(eller toget, eller båten) hadde vært et mye bedre konsept om de kunne laget metanol-brenselceller med tilsvarende totalvirkningsgrad som hydrogen..

[Trond.Strom]

Når det gjelder vekt er hydrogen en del bedre. Mirai bruker 92,5 kg for å lagre 100 kWh, mens de beste batteripakkene er i området 400 kg for samme lagringskapasitet. Altså er hydrogen ca 4 ganger bedre. Men dette er jo halvert om batteriene blir dobbelt så gode om ti år.

Veier full(e) tank(er) inkludert brenselcelle og bufferbatteri på en mirai virkelig bare 92,5 kilo?
hvorfor veier da bilen nesten det samme som en Model S?

[Espen Hugaas Andersen]

Veier full(e) tank(er) inkludert brenselcelle og bufferbatteri på en mirai virkelig bare 92,5 kilo?
hvorfor veier da bilen nesten det samme som en Model S?

Nei, kun hydrogentankene pluss 5 kg hydrogen. Hvis man ser på *storskala* lagring av energi i hydrogen vil brenselcellen og alt det andre bli en forsvinnende liten del av det totale systemet.

[Trond.Strom]

Veier full(e) tank(er) inkludert brenselcelle og bufferbatteri på en mirai virkelig bare 92,5 kilo?
hvorfor veier da bilen nesten det samme som en Model S?

Nei, kun hydrogentankene pluss 5 kg hydrogen. Hvis man ser på *storskala* lagring av energi i hydrogen vil brenselcellen og alt det andre bli en forsvinnende liten del av det totale systemet.

Er ikke vekt ganske uinteressant i storskala lagring? eller tenker du at vekt vil være grensesettende før volum?

[Espen Hugaas Andersen]

Er ikke vekt ganske uinteressant i storskala lagring? eller tenker du at vekt vil være grensesettende før volum?

Man kan regne bruk i tog og fartøy som storskala lagring. Som oftest er det volum som setter begrensningene, men kanskje dette ikke gjelder på tog. Det er jo ganske lett å inkludere noen flere vogner.

En slik vogn på 111 kubikk ville kunne lagre ca 2 tonn hydrogen, ved 200 bar:


Hovedutfordringen med bruk av hydrogen på tog er nok virkningsgraden, ikke masse eller volum.

2 tonn hydrogen vil koste ca 120.000 kroner til 1 kr/kWh, og vil gi ut ca 40 MWh med energi på utgangen av brenselcellen. Mens den samme energien lagret i batterier vil koste ca 50.000 kroner. Bruker man en slik last hver dag vil man på 10 år spare 255 millioner kroner på energi ved bruk av batterier. Og da snakker vi om kun ett tog.