Bränslecellsfordon

[Jerker]

Jag tycker det är dags för en egen tråd som försöker reda ut alla aspekter av bränslecellsfordon. Även om jag tror att de flesta här inne är rätt övertygade om att batteribilen kommer att bli standard när fossilbilarna slås ut så kan det finnas vissa nischer där bränslecellsfordon kommer att finnas. Det är också bra att ha all kunskap om hur bränsleceller i fordon fungerar om man vill argumentera mot dem.

Jag börjar med själva tankningen
Jag började leta efter filmer där man tankar en bränslecellsbil. Jag läste först det som Tibor länkar till i sin artikel Bränslecelssmyter, den från Green Car Reports. Här beskrivs hur det tar totalt 10 minuter att fylla från 2/3 tank till fullt med 10 Psi (70 Mpa) Denna uppgift har liksom blivit den etablerade sanningen här på forumet om att det tar lika lång tid att tanka en bränslecellsbil som att snabbladda en Tesla på SuC.

Själva uppger Toyota (enligt vad jag läst här) att det tar c:a 3 minuter att fylla deras Mirai. Nu hade Green Car Reports en Hyundai Tucson Fuel Cell och tankade, så det säger ju inget om Miraien, även om kapaciteten borde ligga i pumpen. Så hittade jag denna film där en Toyotaanställd demonstrerar när de tankar en Mirai. Det sägs att de har 1/4 tank när de börjar fylla och använder trycket 70 MPa. Vad jag har läst har vi idag bara stationer med 35 Mpa i Sverige. Stämmer det? När jag kollar på tidslinjen verkar det ta ungefär 4 minuter för själva fyllningen. Det är iofs ett besvärande klipp precis när de slutar tanka, men det låter som att nåt händer just innan klippet och det verkar vara att det är fullt. Hur som helst tar inte heller inkopplingen särskilt lång tid. Om man tar bort de förklarande momenten från Toyotakillen skulle jag säg att det inte är mer besvärligt än att sätta igång en fossiltankning. Han säger själv att det tar 3-5 minuter att fylla tanken beroende på hur mycket man har kvar i tanken.

Den här filmen visar alltså att det inte tar så värst mycket längre tid att fylla en bränslecellsbil än en fossilbil.

[LarsL]

Tankningen ska ju göras av någon oberoende som har kört 30-40 mil och sedan tankar upp för ytterligare 30-40 mil. Annars säger det ju faktiskt ingenting.

Fast det är egentligen irrelevant eftersom tankningen av en elbil sker under tiden man gör något annat. De som förstår det kommer vägra betala 800kr/40 mil.

[Jerker]

Tankningen ska ju göras av någon oberoende som har kört 30-40 mil och sedan tankar upp för ytterligare 30-40 mil. Annars säger det ju faktiskt ingenting.

Fast det är egentligen irrelevant eftersom tankningen av en elbil sker under tiden man gör något annat. De som förstår det kommer vägra betala 800kr/40 mil.

Sant. Men nu vill jag först koncentrera mig på själva tankningsprocessen. Kollade lite mer på filmen. Han sa att de hade 1/4 tank och det verkar stämma. När man hör pysljudet i slutet så ser man på skärmen att de fyllt 3,7 kilo vilket är 74% av 5 kg. Om man kommer 50 mil på 5 kg så har den här bilen tömts på motsvarande 37 mils körning. Rätt enkel matematik! På 5 minuter inkl ställtid har han faktiskt tankat ytterligare 37 mils körning.

Jag anser att det är viktigt att vi, när vi diskuterar med förespråkare för vätgasbilar, har torrt på fötterna och inte slänger oss med svepande formuleringar och själva sprider myter. Det är uppenbart en myt att det tar 15-20 minuter att tanka en Mirai full. Iaf på en station med 70 MPa. Skulle vara intressant att se en tankning på en svensk tankstation som bara har 35 MPa. Tar det längre tid att fylla 2,5 kg med det lägre trycket än 5 kg med det högre? Det är en ganska relevant fråga för oss i Sverige!

Kuriosa: Kollade på en instruktionsvideo från Toyota. Där varnar de för att fyllhandtaget kan frysa fast vid bilen! Då måste man vänta lite och låta det tina av sig självt, annars kan man skada saker om man försöker bryta loss det. Då inställer sig frågan: Hur är det i Sverige när det är -20 grader ute? Hur lossar man handtaget då?...

[olza]

Enligt Aga så är det 700 bar (= 70 MPa) på Arlanda:

http://www.aga.se/sv/news_ren/news1/news_20150129a.html

[AGCF]

Bra och informativt. Der svåra är väl att få ihop totalekonomin. Det är klart att ju mer man kör (yrkesfordon som kör dygnet runt?) desto viktigare är det att man inte bli ståendes för att ladda men å andra sidan blir kostnaden för bräslet så pass omfattande att det ändå är billigare att ha en elbil med dubbla batteripack som man kan swappa.

[mati]

Hur är det i Sverige när det är -20 grader ute? Hur lossar man handtaget då?...

Men en tändare eller så. Det lär inte hända någonting, eftersom vätgas är helt ofarligt och obrännbart.

Jag tror inte man ska bita sig fast i tankningen och hur lång tid den tar. Det lär oavsett gå snabbare att tanka en vätgasbil än att ladda en elbil. Så den fighten kommer man alltid att förlora mot dem som tycker att det är jätteviktigt att kunna tanka en bil på några minuter.
Det som talar främst mot vätgasbilar är i första hand deras otroligt dåliga verkningsgrad, samt bl.a. att tillverkning och distribution av vätgasen innebär stora kostnader och ännu större tekniska utmaningar.

[Jerker]

Hur är det i Sverige när det är -20 grader ute? Hur lossar man handtaget då?...

Men en tändare eller så. Det lär inte hända någonting, eftersom vätgas är helt ofarligt och obrännbart.

Jag tror inte man ska bita sig fast i tankningen och hur lång tid den tar. Det lär oavsett gå snabbare att tanka en vätgasbil än att ladda en elbil. Så den fighten kommer man alltid att förlora mot dem som tycker att det är jätteviktigt att kunna tanka en bil på några minuter.
Det som talar främst mot vätgasbilar är i första hand deras otroligt dåliga verkningsgrad, samt bl.a. att tillverkning och distribution av vätgasen innebär stora kostnader och ännu större tekniska utmaningar.

Jadå! Håller helt med! Men jag vill systematiskt gå igenom och kontrollera alla våra argument och vilka som är hållbara. Argumentet att det går långsamt att tanka håller uppenbarligen inte [längre] och alltså lägger vi det på hyllan. Jag vill inte att vi förminskar en enskild fördel med att lyfta fram andra nackdelar - det gör man i helhetsbilden - utan låt oss diskutera varje enskildhet för sig själv, för- och nackdelar. Sakligt.

[Jerker]

Enligt Aga så är det 700 bar (= 70 MPa) på Arlanda:

http://www.aga.se/sv/news_ren/news1/news_20150129a.html

OK! Vore intressant att få vara med på en tankning och filma hela utan avbrott och se hur lång tid det tar. Då har vi svart på vitt.

[TiborBlomhall]

Kanonbra klipp! Bra att de har förbättrat pumparna så nu når de upp till utsagda tider.

[Jerker]

Kanonbra klipp! Bra att de har förbättrat pumparna så nu når de upp till utsagda tider.

Det där är en annan sak som legat och gnagt hos mig, att vi måste ju ta hänsyn till att även vätgasbilar utvecklas och blir bättre, inte bara batteribilar. Vi måste hela tiden hålla oss uppdaterade om hur den aktuella statusen är på andra drivlinor om vi vill diskutera dem. Vi vill ju inte att andra avfärdar batteribilar med argument som grundar sig på hur tekniken såg ut för 5-10 år sedan.

Det kan mycket väl vara så att just själva tekniken i bilarna kommer att kunna utvecklas så att de är helt OK i alla avseenden om några år. Men då måste man hålla fokus på hur det ser ut på bränslesidan. Hur tillverkas vätgasen, hur ser infrastrukturen ut, verkningsgrad, kostnad etc. Jag tror att det är den delen som kommer att vara bränslecellsbilarnas akilleshäl.

[TiborBlomhall]

Ja det håller jag med om och jag försöker hålla mig ajour kring vätgasbilar också. Hade dock svårt att hitta filmer om hur de laddas hittills så klippet uppskattas verkligen!

Jag har nu tagit bort tanktiden från http://teslaclubsweden.se/branslecellsmyter/

Det finns fortfarande så många nackdelar kvar med vätgasbilar så en mer eller mindre spelar mindre roll

[Jerker]

Ja det håller jag med om och jag försöker hålla mig ajour kring vätgasbilar också. Hade dock svårt att hitta filmer om hur de laddas hittills så klippet uppskattas verkligen!

Jag har nu tagit bort tanktiden från http://teslaclubsweden.se/branslecellsmyter/

Det finns fortfarande så många nackdelar kvar med vätgasbilar så en mer eller mindre spelar mindre roll

Helt rätt! Så det gäller det att ha desto bättre koll på det som verkligen är nackdelar och lyfta fram dem.

[Mysman]

Några av vätgasens nackdelar:
- Tillverkningen som i huvudsak fortfarande sker från naturgas(fossilt).
- Transport likt tankbilar med bensin fast under högt tryck.
- Komprimering kostar också energi både gällande tryck och värmeutveckling/kyla.
- Vid användning så utvecklas ännu mer kyla när trycket minskar som kräver tillförsel av värme.
- Explosionsrisken är uppenbar och otrygghetskänslan ytterst närvarande.
- Många mellanhänder i distributionen som är fördyrande.

Det sistnämda är nog varför många är intresserade av denna "business" och möjligheterna att skära emellan och göra sig en hacka här.
Speciellt den etablerade drivmedelsindustrin kämpar säkert med näbbar & klor för att behålla greppet om konsumenten.

Men det kommer visa sig vara fel väg tillslut.

[Teslaspolen]

Några av vätgasens nackdelar:
- Tillverkningen som i huvudsak fortfarande sker från naturgas(fossilt).
- Transport likt tankbilar med bensin fast under högt tryck.
- Komprimering kostar också energi både gällande tryck och värmeutveckling/kyla.
- Vid användning så utvecklas ännu mer kyla när trycket minskar som kräver tillförsel av värme.
- Explosionsrisken är uppenbar och otrygghetskänslan ytterst närvarande.
- Många mellanhänder i distributionen som är fördyrande.

Det sistnämda är nog varför många är intresserade av denna "business" och möjligheterna att skära emellan och göra sig en hacka här.
Speciellt den etablerade drivmedelsindustrin kämpar säkert med näbbar & klor för att behålla greppet om konsumenten.

Men det kommer visa sig vara fel väg tillslut.

Man ska dock inte peta allt för hårt för punkt 1 där. Även fast det är lite skillnad på att utvinna väte ur naturgas vs generera el så är det lite samma som de som påpekar på att elen är smutsig i Tyskland/USA/osv.

Men addera gärna att väte är en otroligt lättflyktig gas som läcker ut genom tankens skal.

[Svenssons]

Det går att räkna på hur mycket plats 6 kg vätgas tar med 70 MPa. Sedan kan man räkna på hur mycket plats det tar flytande (mer går inte att komprimera det). Det är ingen jättestor volymvinst man gör och vätgasen måste hållas under -253 grader... (85 liter mot 125 liter tror jag det är). Stor del av volymen tar dock tryckbehållarna. Det går inte få i mycket mer än ca 6 kg vätgas i en bersonbil om man ska ha kvar 3-4 passagerare och bagage. Visserligen kan bränslecellerna bli lite effektivare så att som idag inte hälften av energin går förlorad i bränslecellen.

6kg vätgas motsvarar ungefär 100kWh el idag (idag finns ingen personbil med 6kg vätgas och fler än 3 passagerare...). Med effektivare bränslecell kanske det skulle gå att få ut ca 130 kWh. Däromkring tar det sedan teoretiskt stopp för bränsleceller. Hur sannolikt är det att det aldrig kommer att produceras ett batteripack på mer än 130 kWh?

Räckvidden är alltså inget argument för bränslecellselbilarna. Det är rena batterielbilar som kommer att vinna räckviddsmatchen av de två.

Jag tror att vikten lär batterielbilarna också vinna med tiden. Kan dock ta längre tid men dagens bränslecellselbilar är inga lätta farkoster. Per passagerare väger de mer än Tesla Model S. Model 3 kommer troligen väga mindre än Mirai.

Några av vätgasens nackdelar:
- Tillverkningen som i huvudsak fortfarande sker från naturgas(fossilt).
...

Man ska dock inte peta allt för hårt för punkt 1 där. Även fast det är lite skillnad på att utvinna väte ur naturgas vs generera el så är det lite samma som de som påpekar på att elen är smutsig i Tyskland/USA/osv.

Det går dock åt 2,5 gånger så mycket el om man utvinner vätgasen från t.ex. vatten än att skicka elen direkt till en batterielbil för samma körsträcka.

[Mysman]

Man ska dock inte peta allt för hårt för punkt 1 där. Även fast det är lite skillnad på att utvinna väte ur naturgas vs generera el så är det lite samma som de som påpekar på att elen är smutsig i Tyskland/USA/osv.

Förvisso, men med t.ex Sverige är det ju tydligt att ladda en batteribil blir betydligt bättre än att köra på vätgas.

Om man nu är anhängare av klimathotet(?) så bör alla i Sverige köra batterbilar.

[Mysman]

Det går att räkna på hur mycket plats 6 kg vätgas tar med 70 MPa.

70 Mpa måste vara pumpen på macken. Tanken i bilen håller nog ung. hälften av trycket, skulle jag tro.
Om trycket skulle vara någorlunda lika skulle det ta orimligt lång tid att fylla?

[LarsL]

Det går dock åt 2,5 gånger så mycket el om man utvinner vätgasen från t.ex. vatten än att skicka elen direkt till en batterielbil för samma körsträcka.

Detta är ju poängen. I slutet av allt så kommer bränslet till vätgasbilen kosta minst 2,5 gånger mer än bränslet till batteribilen (om dina siffror stämmer). I verkligheten kommer förmodligen skillnaden vara ännu större eftersom vätgasen kräver hantering som folk ska tjäna pengar på.

[mickeisol]

Det går dock åt 2,5 gånger så mycket el om man utvinner vätgasen från t.ex. vatten än att skicka elen direkt till en batterielbil för samma körsträcka.

Detta är ju poängen. I slutet av allt så kommer bränslet till vätgasbilen kosta minst 2,5 gånger mer än bränslet till batteribilen (om dina siffror stämmer). I verkligheten kommer förmodligen skillnaden vara ännu större eftersom vätgasen kräver hantering som folk ska tjäna pengar på.

skrev det här i en annan tråd, ifall det nu stämmer med wikipedia:

Här står att det går åt 50 kwh för att framställa ett kilo vätgas
https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_economy
Och att miraiens tank rymmer 5 kg
https://en.wikipedia.org/wiki/Toyota_Mirai

det innebär ju att den kräver 50*5 =250kwh för att ta sig 50 mil (oräknat kompressionsenergin för att komma upp i 700kg tryck)
det är ju minst 2,5 ggr energiförbrukningen mot en tesla.
Det kan väl inte vara bra om man börjar tjata om vart elen ska komma ifrån?
eller ska man ångreformera naturgas istället kanske?

[Anders77]

Vätgas kommer utvecklas från biogas. Framtiden där enligt förespråkarna är lokalt producerad vätgas från små anläggningar som gör biogas.
Alltså anläggningen skapar både biogas samt vätgas och du kan tanka på plats direkt.

Grymt bra för en bonde som kan med sån anläggning ha eget bränsle, värma gården samt ge vätgas till fordonen. Alltså vara helt självförsörjande.

Nackdel där är det inte funkar i städerna. Där kommer biogas eller vätgas få fraktas till tankstationen.

Idag kostar bränslecellbilar ca 8kr per mil att köra. Förespråkarna tror den kostnaden kommer vara nere på 5kr milen om några år. Hur kan de dock ej säga. Men kombination om billigare framställning av vätgas och effektivare bilar är nog tanken.

Förespråkarna pratar mest om laddningstiden/tanktiden som stora skillnaden.
Sen att stora asiatiska märken som Toyota och även Merchedes utvecklar vätgasbilar är för dem ett tecken på att vätgas är framtiden.

2020 räknar man med att typ mirai skall kosta 350-400 papp.

Merchedes komceptbil klarar 100 mil, men den är väl typ 7m lång eller nått sånt.

[Mysman]

Det går dock åt 2,5 gånger så mycket el om man utvinner vätgasen från t.ex. vatten än att skicka elen direkt till en batterielbil för samma körsträcka.

Detta är ju poängen. I slutet av allt så kommer bränslet till vätgasbilen kosta minst 2,5 gånger mer än bränslet till batteribilen (om dina siffror stämmer).

Vid elektrolys ja, men det är ju för att det är så ineffektivt fortfarande som detta inte används i nämnvärd utsträckning för att producera vätgasen.

[LarsL]

Och har du biogas/metan så är det väl bättre att kör på den direkt i en förbränningsmotor. Varför slösa energi på att omvandla den till vätgas?

[chpaulin]

Och har du biogas/metan så är det väl bättre att kör på den direkt i en förbränningsmotor. Varför slösa energi på att omvandla den till vätgas?

Enda "vinsten" med konverteringen är väl att man byter bort lokalt utsläpp (vid bilen) till mer utsläpp någon annanstans.

[Jerker]

Och har du biogas/metan så är det väl bättre att kör på den direkt i en förbränningsmotor. Varför slösa energi på att omvandla den till vätgas?

Enda "vinsten" med konverteringen är väl att man byter bort lokalt utsläpp (vid bilen) till mer utsläpp någon annanstans.

Ja, när det gäller bränsleceller är det verkligen relevant att tala om långa avgasrör.

[Lurker]

Ett fordon som verkligen riktat in sig på energieffektivitet är Rasa från Waelsiska Riversimple, Byggd i kolfiber med bränslecell och kondesatorbank för höga
strömuttag och lagring av regenererad bromsenergi.