Om alla bilar i Sverige var vätgasbilar

Mirai2

Vi har i en tidigare artikel beskrivit hur mycket elenergi det skulle gå åt om alla bilar i Sverige byttes till elbilar. Siffran vi kom fram till var 11 TWh per år.

Men hur mycket elenergi skulle det gå åt om alla bilar i Sverige ersattes med vätgasbilar istället?

Sättet att miljövänligt framställa vätgas är att spjälka vatten med hjälp av elektricitet från miljövänliga källor. Oftast pratas det om att använda elektricitet från solceller eller vindkraftverk till att spjälka vatten.

Problemet med den metoden är att det går åt enorma mängder elektricitet till att spjälka vattnet och sedan ännu mer till att komprimera vätgasen till 700 bars tryck som används av vätgasmackar och elbilar. I industriell skala går det åt ca 50 kWh elektricitet för att via elektrolys av vatten framställa 1 kg vätgas och sedan ytterligare ca 15 kWh för att komprimera gasen.

Vätgasbilar som tex Toyota Mirai kan sedan åka runt 10 mil på 1 kg vätgas. Det behövs alltså 6.5 kWh el för att framställa tillräckligt med vätgas för att bilen ska kunna åka en mil.

Sammanlagt har alltså alla bilar i Sverige kört 5,585,162,142 mil år 2014*.

Då vätgasbilar behöver 1 kg vätgas för att åka 10 mil behöver de alltså 558,516,214 kg vätgas för att åka 5,585,162,142 mil.

Om alla bilar i Sverige var vätgasbilar skulle de behöva drygt 558 tusen ton vätgas per år.

För att framställa dessa 558 tusen ton vätgas skulle det behövas spjälkas ca 5 miljoner kubikmeter vatten, ungefär 2000 olympiska bassänger. Till elektrolysen skulle det behövas 28 TWh el, till komprimeringen skulle det gå åt 8 TWh till.

Om alla bilar i Sverige var vätgasbilar skulle det behövas 36 TWh el per år för att framställa vätgasen de behöver.

(I siffran 36 TWh har vi inte räknat in energin det behövs för att transportera vätgasen till vätgasmackarna, eller energin bilisterna slösar när de måste åka till vätgasmacken för att kunna tanka.)

Hur mycket är då 36 TWh el?

Enligt Energimyndigheten producerade Sveriges kraftverk sammanlagt 151 TWh år 2014. 36 TWh av 151 TWh är 23.8%.

Om alla bilar i Sverige var vätgasbilar skulle de använda närapå 24% av Sveriges elproduktion.

Motsvarande siffror för elbilar är 11 TWh per år, eller drygt 7% av Sveriges elproduktion.

Om alla bilar i Sverige var vätgasbilar skulle de behöva drygt tre gånger så mycket el än om alla bilar var elbilar.

Varför denna skillnad?

H2el

EfficiencyBilden ovan visar hur hela komplicerade kedjan av spjälkning av vatten, komprimering av vätgas, transport, lagring, tankning och generering av elektricitet igen i en bränslecell egentligen bara gör samma sak som elsladden man ansluter strömkällan till elbilen med.

Varje steg i kedjan där vätgas skapas, transporteras och omvandlas tillbaka till el medför förluster. Av 100 kWh genererad el kan en elbil tillvarata 69 kWh till framdrivningen av bilen – men en bränslecellsbil kan endast tillvarata 23 kWh av energin.

Av detta följer att för att tillverka det vätgas som behövs för framdrivning av en bil behövs det tre gånger så mycket elenergi än om man skulle laddat energin direkt i bilens batterier. För att framställa tillräckligt mycket vätgas krävs det tre gånger så många solpaneler som för att driva en elbil. (Bilden ovan är alltså egentligen fel – det borde vara 3 gånger så många solceller kopplade till elektrolysapparaten!) Samma 3:1 förhållande gäller oavsett hur man genererar elen. På bilden är det solpaneler som tas som exempel, men även om man använder vind- eller vattenkraft behövs det tre gånger så mycket el för att driva vätgasbilen än elbilen.

Istället för att driva elbilar med 11 TWh el skulle man behöva 36 TWh el för att framställa vätgasen som behövs per år.

År 2014 genererade Sveriges vindkraftverk ca 11 TWh el. Forsmarks kärnkraftsverk genererade 25 TWh. Sverige exporterade 15 TWh el till utlandet.

Skulle vi byta alla bilar till elbilar över en natt skulle vi redan idag kunna försörja dem med el utan att behöva bygga ut Sveriges elproduktion. Exporten skulle behöva minskas med 2/3 sedan har vi tillräckligt med egenproducerad el för att driva Sveriges alla personbilar.

Skulle vi däremot byta ut alla bilar mot vätgasbilar skulle vi få problem med att försörja elektrolysanläggningarna med ström. Sveriges produktionsöverskott är endast 15 TWh men vi behöver 36 TWh – det saknas hela 21 TWh! Sverige skulle behöva antingen tredubbla antalet vindkraftverk vi har i landet – eller bygga ett kärnkraftsverk till. Och sluta exportera el över huvud taget till utlandet.

Tittar vi på siffrorna inser vi hur svårt det är att ställa om Sverige till ett vätgassamhälle.

 

*: Vi använder genomgående 2014 års siffror genom hela denna artikel för att direkt kunna jämföra siffrorna mot vår motsvarande artikel om elbilar. 2015 års siffror skiljer sig marginellt mot dem året innan.

 


Votepod

Teslapodden, som görs av våra medlemmar Anders (HerrX på forumet) och Fabian (djFabbe), har blivit nominerad till Årets podcast. Hjälp dem vinna det ansedda priset genom att rösta på dem en gång per dag fram till den 11 December! Klicka på bilden ovan och rösta nu! (och i morgon, och övermorgon…)

 


Prishöjning på gång!

Små fåglar har kvittrat i våra öron att Tesla planerar en prishöjning på sina bilar mot slutet av veckan på kring 6% för att kompensera det extra höga dollarkurset. Är du i köptankar kan det vara läge att slå till innan och spara tiotusentals kronor!

Tagged , . Bookmark the permalink.
  • Björn

    jag skulle vilja tipsa om detta filmade seminarium på svt play om energi systemet. Även en representant från vätgas Sverige som gör en del frivolter i sitt resonemang. http://www.svtplay.se/klipp/10405421/del-2-av-4-av-klimatseminariet

    • Axel Svensson

      Tackar! Prat om vätgas kom vid 43 minuter och vid 58 minuter var intressant att hon inte kunde svara på frågan om hur mycket el det gick åt för att producera 1 kg vätgas… Hon hävdar också att vätgasbilar har all räckvidd som behövs men att elbilars räckvidd har potential för förbättring. Dagens bästa (vad gäller räckvidd) bränslecellsbil på marknaden har ju kortare räckvidd än den batterielbil med längst räckvidd (Model S 100D).

      • Björn

        Hehe det glömde jag visst säga…
        den är fin också, .”.på 1kg vägas kommer man lika långt som flera hundra kilo batterier….”

  • Jerker

    Ett korrekturfel: Du lägger ihop 50 kWh med 15 kWh och får det till 6.5 kWh. Men uträkningen stämmer ändå i slutet!

    ”I industriell skala
    går det åt ca 50 kWh elektricitet för att via elektrolys av vatten
    framställa 1 kg vätgas och sedan ytterligare ca 15 kWh för att
    komprimera gasen.
    Vätgasbilar som tex Toyota Mirai
    kan sedan åka runt 10 mil på 1 kg vätgas. Det behövs alltså 6.5 kWh el
    för att framställa tillräckligt med vätgas för att bilen ska kunna åka
    en mil.”

    • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

      Nej, inget fel:
      50+15 kWh krävs för att tillverka 1 kg vätgas. På 1 kg kommer man 10 mil.
      Det behövs alltså 65 kWh för att komma 10 mil = 6.5 kWh för att komma 1 mil.

  • Arild Schönberg

    Ännu en fantastisk och belysande artikel om hur Sverige kan byta till elbilar. Nu gäller det att få andra utanför vår intressegrupp att lära sig hur det ligger till. Baylan kör redan idag en Tesla, men MP har inte förstått hur de ska kunna få ett miljövänligare Sverige utan att förhindra människor fri rörlighet.

  • Filip

    Håller med om att batteribilar är framtiden men vätgas kasnke inte måste vara helt fel. Vätgas kan man producera av el som annars eventuellt skulle ha gått förlorad. Säg att vi i Sverige bygger ut vindkraften och kanske lite solkraft och vågkraft för att ersätta alla Sveriges kärnkraftverk. Trotts all lagringskapacitet som vattenkraften i Sverige har kasnke det finns studer då vinden blåser o solen lyser och producerar el vi inte har nytta för. Om detta sker över lång tid hjälper inte ett batterilager. Att då ha en storskalig producent av vätgas som kan ta tillvara på den energin kasnke är bra… Många kanske där, men en annan synvinkel bara.

    • Mattias Wingstedt

      Det förutsätter att vätgasproduktion inte har alltför höga kapitalkostnader. Annars blir det dyrt att bygga industriella anläggningar som ofta kommer att vara avstängda i väntan på lägre elpris.

      • Filip

        Sant, bra tanke

    • Torkel

      Istället för att producera kemisk energi av överskottet kanske vi kan lagra den som lägesenergi? Pumpa vatten upp i reservoarer och använda som vattenkraft. Det kanske är en dum tanke, men det känns mindre omständligt och mer miljövänligt.

      • Filip

        Ingen dum tanke. Det är det billigaste sättet till storskaligt energilager. ”Pumped hydro” heter det på engelska. Verkningsgraden ligger väl på typ 80 procent dock. Problemet är att man måste ha en stor damm för detta att lagra vattnet och jag tror att vi använder de flesta till vattenkraft redan. Men man skulle kanske kunna bygga ut dem om behovet för lagring skulle öka. Så kan man inte göra i alla länder iof sig

    • Lädersköld

      Kan tänka mig att vätgas som drivmedel har störst nytta på tunga fordon, typ lastbilar, traktorer, båtar och flygplan, och så som Torkel skriver så har vi dammar att pumpa upp vattnet i om vi börjar få överflöd. Det är väl sällan som en lösningen är den enda lösningen för alla möjligheter även om det ofta är en lockande tanke att något måste vara bäst, och är det bäst så måste det vara bäst på allt :)

  • Johannes Brorsson

    Det enda jag saknar är en uppskattning för hur mycket vi kommer att köra om vi ställer om. Om alla bilar kan ta sig framåt med 1/5 av energin som krävs idag och mycket billigare är risken att många kör mer och oftare. Därför blir energikonsumptionen högre. Många Tesla-ägare kan nog vittna om att de kör mer bil sedan de skaffade den.

    • Elbilisten

      Med lägre drivmedelskostnad kommer fler att välja elbilen i stället för flyget. Trots att man politiskt försöker att styra resandet från bil till flygtrafik. Det finns förstås många olika åsikter runt detta. Själv väljer jag att bojkotta fossilflyget.

      http://www.expressen.se/ledare/patrik-kronqvist/det-vansinniga-ar-att-inte-infora-flygskatt-1/

    • Fredrik_Gustavsson

      Du tror att genomsnittliga körsträckan ska öka med mer än 5ggr?

      • Johannes Brorsson

        Det sa jag inte. Jag sa att energikonsumptionen blir högre än 1/5.

  • G F

    Varför inte använd 2015 års statistik som är mer aktuell? http://www.energimyndigheten.se/nyhetsarkiv/2016/2015-var-ett-ar-med-stor-elproduktion-och-rekordstor-export-av-el/
    Det ändrar inget på en kanonbra o heltäckande artikel i sig. Men intressant mot 2014 är att kärnkraften nu krympt till bara en tredjedel, samtidigt som exporten nu är uppe i 22,6TWh! Ökningen står vindkraften för upp med 45% på bara ett år! Den ökningen / minskningen extrapolerat skulle innebära att vindkraften blir viktigare än kärnkraften för elförsörjningen i Sverige redan 2018!!!

    • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

      ”*: Vi använder genomgående 2014 års siffror genom hela denna artikel för att direkt kunna jämföra siffrorna mot vår motsvarande artikel om elbilar. 2015 års siffror skiljer sig marginellt mot dem året innan.”

  • mattias001

    Finfint. Med vätgasdrift kan man alltså sälja minst lika mycket eller ännu mer energi jämfört med det som går åt vid fossildrift. På så vis kan företagen fortsätta att tjäna pengar och staten driva in skatt. Lite snöpligt bara att det här med internätet och batteribilar troligen kommer att kullkasta planerna.

  • Per Larsson

    Hmm, det ett litet fel som smygit sig in i beräkningen. Det blir bara 20,77 kWh kvar för vätgasbilen.
    Överföringsförlusterna i elnätet borde rimligtvis vara samma för en anläggning för vätgasframställning som för elöverföringsförlusten vid laddning av elbil. En vätgasbil har ungefär en 30% ig verkningsgrad jämfört med en elbil.

  • Per Bengtson

    Intressant jämförelse och helt relevant vad det gäller Sveriges förmåga att i nuläget producera tillräckligt
    med energi för framdrivning av el- och bränslecellsbilar. Men hur ser det ut ur ett energi- och klimatperspektiv (totala CO2 utsläpp) om man gör en livscykelanalys? Vinner elbilarna över bränslecellsbilarna även då? Hur mycket el skulle det gå åt och hur mycket koldioxid skulle släppas ut för produktion av batterier, om samtliga elbilar som såldes hade batterier producerade i Sverige? Det skulle bli en mer rättvisande jämförelse mellan de båda teknikerna om detta inkluderades, eftersom beräkningarna i artikeln baseras på antagande att det inte kräver energi att tillverka batterier eftersom de inte tillverkas i Sverige i nuläget (jmfr greenwashing…).

    • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

      Som du själv skriver handlar artikeln om hur mycket el som krävs för framdrivningen av fordonsflottan. Inte om hur resurskrävande bilarna är att tillverka.

      Det handlar inte om greenwashing utan om två helt olika frågeställningar.

      Men du har rätt i att frågan om livscykelanalys är också spännande, att jämföra hur resurskrävande el- resp vätgasbilars tillverkning är och hur det påverkar deras livscykelanalys. Det kan bli en ny artikel om det, kanske redan nästa vecka…