Vätgas genom elektrolys som ersättning för bensin och diesel?

av jstenling

Det har ju varit ganska tyst om vätedrivna fordon de senaste åren. Fokus har legat på etanolinblandning och effektivisering av befintliga drivlinor med förbränningsmotorer som drivs av bensin eller diesel.

Frågan gnager dock:  Var ifrån ska flytande drivmedel komma i en värld där bensin och diesel inte längre finns tillgängligt i de mängder vi förbrukar idag? Olika biodrivmedel såsom etanol, biodiesel och biogas kan ersätta en del, men det stora problemet med alla biodrivmedel är att de tar mark i anspråk, oavsett om den används för livsmedelsproduktion eller skogsbruk. Det finns också en faktisk begränsning eftersom biologiska processer är extremt dåliga på att omvandla solens energi till biomassa.

Ett alternativ som i alla fall i teorin skulle kunna fungera även i stor skala är att med hjälp av elektrolys omvandla vatten till vätgas som sedan kan användas antingen i en bränslecell, eller en förbränningsmotor. Som av en slump driver National Renewable Energy Laboratory ett projekt som gör precis detta. De använder sol och vind för att driva elektrolysatorer som genererar vätgas. Projektet har pågått ett antal år och har genererat ett par rapporter som är intressanta att läsa:

  • The Wind-To-Hydrogen Project: Operational Experience, Performance Testing, and Systems Integration (PDF 3.6 MB). K.W. Harrison, G.D. Martin, T.G. Ramsden, and W.E. Kramer. (March 2009)
  • Renewable Hydrogen: Integration, Validation, and Demonstration (PDF 551 KB). K.W. Harrison and G.D. Martin. (July 2008)
  • Summary of Electrolytic Hydrogen Production (PDF 720 KB). J. Ivy. (September 2004)

Department of Energy (DoE) har som mål att 2012 kunna leverera vätgas vid pump för $3,1/kg och 2017 vara nere under $2/kg. Ett kg vätgas motsvarar ungefär en amerikansk gallon (3,79 l) bensin i energiinnehåll. Det skulle alltså betyda någonstans mellan 14-21 kr för ett kg vätas med nuvarande dollarkurs. Det som är intressant är att det här är teknik som finns redan idag. I projektet använder de kommersiellt tillgängliga vindkraftverk, solceller och elektrolysatorer. Mycket av forskningen är inriktad på att förbättra verkningsgraden i systemet och pressa kapitalkostnaden för de ingående komponenterna. Om man jämför deras prismål med vad vi idag betalar för bensin skulle det betyda att vi skulle betala mellan 1-2 gånger så mycket för samma energimängd som vi gör idag när bensinen ligger runt 12 kr. Vilka skatter som sedan skulle ligga på detta går förstås att diskutera. Ingen dramatisk skillnad här i alla fall jämfört med idag.

Okej, det här låter ju rätt bra. Frågan är då hur många elektrolysatorer vi skulle behöva för att producera tillräckligt med vätgas för att driva runt en vagnpark av samma storlek som vi har idag? Om vi antar att vätgasbilarna skulle ha en förbränningsmotor med ungefär samma verkningsgrad som en vanlig bensin- eller dieselmotor skulle vi behöva ersätta 4 929 554 000 liter bensin och 4 835 302 000 liter diesel per år. Enligt NRELs genomgång (gjordes 2004) av tillgängliga elektrolysatorer på marknaden så kan den största producera ungefär 380 000 kg vätgas per år. Det betyder att det skulle behövas (((4 929 554 000 + 4 835 302 000) / 3,79) / 380 000) = 6780 st elektrolysatorer i Sverige för att ersätta all bensin och diesel. (Om man räknar in det högre energiinnehållet i diesel och dieselmotorns högre verkningsdrag ska denna siffra ner 20-30 %. Orkar inte räkna ut exakt.)

Sen måste man förstås skaffa fram el för att driva runt alla dessa elektrolysatorer. NREL skriver att man kan räkna med att det går åt ungefär 50 kWh för att få ett kg vätgas. Det skulle då gå åt runt (((4 929 554 000 + 4 835 302 000) / 3,79) * 50) = ~129 TWh. Även denna siffra ska ner 20-30 % om vi tar hänsyn till skillnaden i energiinnehåll och verkningsgrad mellan bensin och diesel. Sveriges elproduktion idag är ungefär 150 TWh per år.

Återkommer till ungefär vad som skulle behövas i form av ny genereringskapacitet för att tillföra dessa TWh!

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s

%d bloggare gillar detta: