Vätgasbilar tankas snabbt och släpper bara ut vattenånga

Mirai

Toyota Mirais avgasrör

Ibland hör man folk entusiastiskt försöka förklara hur jättebra bränslecellsbilar är för ”de tankas ju så snabbt” och ”de släpper bara ut vattenånga”. Och de förstår inte varför jag inte delar deras entusiasm.

Problemet är att sett ur fossilbilsperspektiv låter det ju jättebra med en bil som kan tankas som vanligt men släpper bara ut vattenånga. Men som elbilist tycker man:

- Jaha, och? Elbilar behöver aldrig tankas, och släpper inte ut några avgaser över huvud taget, inte ens vattenånga, ingenting.

Åker man runt med en bil helt utan avgasrör är det liksom svårt att förstå fascinationen med ett renare men ändock avgasrör. Har man vant sig med en bil som aldrig behöver tankas längtar man inte tillbaka.

För så här är det: Det enda man till vardags märker av att elbilen behöver laddas är att man pluggar in den till vägguttaget på kvällen och lossar sladden på morgonen. Sammanlagt 10 sekunder. Ungefär som att ladda sin mobiltelefon. Efter det är bilen redo att åka alla dagens ärenden, man behöver aldrig bekymra sig om ifall man behöver tanka bilen, man behöver aldrig åka iväg till någon bensinmack, bilen bara… funkar.

Tänk om du skulle behöva åka iväg nånstans en gång i veckan för att fylla på din mobiltelefon med bränsle! Hur meckigt och jobbigt det skulle kännas. Även om det bara tog 5 minuter. Det är så skönt att ladda den hemma varje natt istället. Så är det med elbilar också. Och ingen klagar på att mobilen tar 5 timmar att ladda – för man sover ju under tiden. Så är det med elbilar också.

Först när du åker längre än sådär 30 mil på en dag som du över huvud taget behöver tänka på laddning. Ungefär som de dagar du tittat på lite för många YouTube-klipp på din mobil, så du måste ladda den mitt på dan också. De få dagar du åker längre än 30 mil får du stanna och snabbladda elbilen på 20 minuter. Då tar laddningen aningens längre tid än att tanka en fossil- eller vätgasbil. De handfull dagar du åker långt ska alltså ställas mot de otal vardagar du kommer få 100% enklare bilupplevelse. Totalsumman på ett år blir att tiden du ägnar åt att ladda din elbil blir mindre än tiden du tillbringar med att åka till och från bensinmackar och stå där och tanka!

Inte ens om det skulle bli så många vätgasmackar som det finns bensinmackar idag skulle det bli lika enkelt och bekvämt att ha en bränslecellsbil som det är att ha en elbil.

 

Det är även svårt att inse fascinationen med vattenånga i avgaserna när man vet att vätgasen -i bästa fall- framställts med just elektricitet. Jag skriver i bästa fall, för idag framställs ca 95% av all vätgas från fossil naturgas. Den meningen innehåller två nyheter för många: dels att vätgas framställs, och dessutom att den framställs från fossila källor. Det finns inga vätgasfyndigheter på jorden. Inga vätgasgruvor eller vätgaskällor. Vätgas framställs industriellt. Och det framställs nästan uteslutande idag från fossil naturgas, med enorma koldioxidutsläpp vid framställningen. Varje ton vätgas som framställs medför utsläpp av 9-12 ton fossilt CO2 :shock:

Tack och lov finns det alternativa, miljövänligare sätt att framställa vätgas: tex via elektrolys av vatten. Alla nuvarande svenska vätgasbil-projekt drivs av vätgas framställd via elektrolys, just för att vara så miljövänliga som möjligt.

Elektrolys innebär att elektricitet leds in i vattnet och får vattenmolekylen H2O att dela på sig till väte- och syrgas. Jättemiljövänligt! Problemet med elektrolys är att det krävs enorma mängder elektricitet för att spjälka upp vattnet, vilket gör metoden mycket dyrare än den från fossil naturgas. Funkar för pilotprojekt, men blir nog för dyr för massmarknaden sen.

Flera försök använder dessutom elektricitet från förnybara källor för att få fram vätgas med så extremt liten miljöpåverkan som möjligt. Att framställa vätgas via elektrolys från vatten med el från förnybara källor låter väldigt bra – ända tills vi ställer en elbil bredvid.

Med vätgaslösningen används elektriciteten till att spjälka vattnet, den utvunna vätgasen komprimeras och lagras, fraktas sedan till tankställen, där den lagras igen, tankas i bilar, omvandlas tillbaka till elektricitet, som sedan lagras i bilens batterier (bränslecellsbilar har också batterier) och sedan används till att driva bilens elmotor.

Men om vi istället kopplar elen direkt till elbilen och laddar dess batterier slipper vi massor av mellansteg innan elen kan driva bilens motor!

Förutom att vara komplicerat medför också varje extra steg små förluster. Vid varje omvandling tappar man en liten del av den inmatade energin. Av 100 kWh framställd elektrisk energi i ett kraftverk når bara 69 kWh fram till elbilens hjul på grund av överföringsförluster i elnätet, laddförluster och mekaniska förluster i elmotorn.

Men alla de extra stegen i en bränslecellsbil – att framställa vätgas, frakta den till vätgasmackar och sedan åter generera elektricitet av den i en bränslecell – innebär att av 100 kWh el når bara 23 kWh fram till hjulen i en bränslecellsbil. En tredjedel så effektivt som elbilar.

Dagens bränslecellsbilar använder komprimerad vätgas, som tar mycket plats att lagra. Det är svårt att bygga bränslecellsbilar med längre räckvidd än 60 mil – sedan blir bränsletankarna i bilen så stora så man får inte plats med passagerare och bagage längre. Flytande vätgas tar mindre plats – men medför som syns i tabellen ovan ännu större överföringsförluster.

Istället för att använda elektricitet till att framställa vätgas ladda den direkt in i elbilarna! Det blir tre gånger så effektivt.

Jämfört med fossilbilar innebär bränslecellsbilar drivna av vätgas ett enormt miljöframsteg. Men elbilarna har tagit ett ännu större steg framåt.

Det spelar ingen roll på vilket sätt du framställer elektricitet – det blir alltid mer miljövänligt att ladda den direkt i en elbil än att ta omvägen via vätgas.

När man inser att vätgasen egentligen bara ersätter högspänningsledningarna från kraftverket inser man hur ineffektivt vätgas är. Istället för att leverera den genererade elektriciteten ända fram till vägguttagen i ditt hus ska de ta omvägen via vätgasfabriken, vätgastankbilarna, och vätgasmacken som du själv måste åka till och besöka och tanka på. I bränslecellsbilen omvandlas sedan vätgasen tillbaka till elektricitet som driver samma elmotor som i en elbil – men effektförlusterna längs alla steg på vägen har gjort att slutresultatet är bara en tredjedel så effektivt som en elbil.

Forza

OK, ja jag förstår dig. Du läser dessa rader på en elbilssajt. Så klart de snackar skit om andra tekniklösningar. Speciellt den där Teslasekten har man ju hört talas mycket om! Men du behöver inte ta mina ord för givna. Du behöver inte lita på mig. Läs istället vad någon som har hållit på med vätgasbilar säger om saken. Emile Nijssen har i flera år varit en av teknikerna bakom det ledande Formula Zero teamet Team Delft. Formula Zero är en biltävling för bränslecellsdrivna gokarts, en showcase för framtida bränslecellsteknik. Läs vad han tycker om bränsleceller i hans utförliga, faktatyngda artikelserie i fyra delar kallad ”Why fuel cell cars don’t work”. Han om någon borde veta.

 

På vår egen sida Bränslecellsmyter listar vi ett antal andra myter om bränslecellsbilar. Det är väldigt konstigt hur bränslecellsbilar marknadsförs med ett antal argument som vid närmare granskning inte håller – medan deras egentliga fördelar nämns aldrig. För för biltillverkaren är det mycket enklare att bygga bränslecellsbilar med tomma vätgastankar än elbilar med massor av batterier i. Bränslecellsbilar kan enklare masstillverkas än elbilar. Och på industriell skala är det (än så länge) enklare och billigare att lagra överskottselektricitet framställd när efterfrågan är låg i form av vätgas än i enorma batterier. Men det är inte det vätgasförespråkare oftast tar upp – utan det där med vattenångan.

Snacka om dimridåer.

 

Tagged . Bookmark the permalink.
  • Magnus Olsson

    Kul med vattenånga på vägarna vintertid :)
    Mycket bra artikel, just detta försöker jag också informera folk om som tycker att ”laddtiderna” är så bra med bränsleceller de vill ladda bilen på 5 minuter och då de sällan kör mer än 10 mil om dagen.

    • Lars Löwgren

      Och du kommer inte kunna ladda vätgasbilen på 5 minuter heller, inte om den ska få någon räckvidd att tala om i alla fall.

      • vigge50

        Vad är det som gör att tankningen skulle ta längre tid vid minusgrader?
        Tack Magnus för ännu ett argument mot vätgas, helt lysande exempel :)

        • Lars Löwgren

          Nej, tankningen påverkas nog inte negativt av minusgrader.
          Det krävs visserligen kylning när gasen komprimeras, vilket blir lättare när det är kallt. Fast det är så lite skillnad så det spelar nog ingen roll.
          Däremot är ett batteri sämre på att ta emot och lämna ifrån sig laddning när batteriet är kallt. Därför har många elbilar batterivärmare.

        • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

          Det Lars nog menar är att tanktiden på 5 minuter gäller tankning till 80%. De sista 20% vätgas tar mycket längre tid att tanka (runt 15 minuter), för då måste mackens pump kämpa mot det höga trycket i bilens vätgastank.

          Så att tanka en vätgasbil är ungefär som att ladda en elbil: de första 80% går snabbt, men de sista 20% tar längre tid. Ska du ha full 100% räckvidd kommer det att ta tid.

          • Axel Svensson

            För att överhuvudtaget kunna ladda fullt krävs det att stationen klarar av biltankens tryck. De flesta stationer idag klarar inte av mer än 350 bar eller hälften mot nyare vätgasbilar klarar av. Du kommer då bara kunna ladda till kanske 70-75% oavsett hur länge du står där. Du kommer då att ha kortare räckvidd med de senaste vätgasbilarna än vad det är för t.ex. Model S och Model X.

    • vigge50

      Tyckte det lät som ett bra argument tills jag började räkna på det. På essingeleden som är en väldigt trafikerad sträcka passerar 170 000 bilar per dygn, en Toyota Mirai släpper ut 7 liter vatten per 10 mil. Detta ger 11 900 liter per kilometer eller 11,9 liter/meter. Dela upp detta på 8 filer så blir det 1,5 l/m. En fil är väll(?) typ 4 meter så det blir 0,37 l/m2. Detta är 0,37 mm vatten under ett dygn. Även om det fryser direkt och det inte blir plusgrader på länge så tror jag inte detta skapar så stora konsekvenser. Om jag har tänkt så får ni gärna kommentera för det lät som ett bra argument mot vätgasbilar men det måste däremot ha fakta bakom påståendet.

      • Axel Svensson

        Är det minusgrader lär vattnet inte spridas jämnt över vägbanan utan främst hamna under avgasröret och de flesta bilar kommer köra ungefär i samma del av filen och ha avgasröret ungefär på samma plats vilket ökar ansamlingen på en viss del av vägbanan. Är dock hypotetiska, om än intressanta, beräkningar eftersom det aldrig kommer byggas så särskilt många vätgasbilar.

  • Marcus Renås

    För att inte tala om den nya infrastruktur som kommer att behövas för att hantera vätgas.
    Eller att vätgas är extremt explosivt, mellan 4 – 75 % inblandning i luft…

  • Christian

    Man skall inte glömma att vattenånga faktiskt är den växthusgas som påverkar klimatet i närområdet mest. Om majoriteten av våra bilar skulle släppa ut vattenånga skulle vi få ett varmare och fuktigare klimat kring städerna och till viss del också en ökad global uppvärmning som följd. https://hansiwanbratt.wordpress.com/2009/05/14/hur-paverkar-vattenangan-klimatet/

    • AlmisVallis

      För att inte tala om mögeltillväxten.

  • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

    Jag kan VERKLIGEN rekommendera Emile Nijssens artikelserie ”Why fuel cell cars don’t work” som jag nämner i min artikel, där han även tar upp nackdelar som jag inte listat här: iom vätgasatomernas storlek läcker alla vätgastankar rätt igenom tankväggen (vätgasen sipprar ut mellan atomerna!), vätgas gör de flesta metaller spröda med åren, flytande vätgas som inte aktivt kyls kokar efter ett tag och spränger tanken den ligger i, vätgasbilar behöver avancerade kylsystem, mm, mm.
    http://ssj3gohan.tweakblogs.net/blog/11470/why-fuel-cell-cars-dont-work-part-1

  • Top 12

    Vad kostar det att köra en mil på vätgas ? För privatekonomin blir det nog ingen större skillnad mot bensin.
    Sen kan man ju inte producera egen vätgas hemma heller, som man kan med el om man installerar lite solpaneler på taket.

  • Alexander Liljengren

    man kan snabbladda mobil

    • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

      Vissa, ja. Ändrat i texten.

  • fkx615

    Är väl uppenbart för en var av oss som kan tänka självständigt att räkna ut vilka motiv som ligger bakom bränslecellsbilar, men bråttom är det för batteriutvecklingen går fort I dessa dagar!
    Bränslecellsbilar är komplicerade och säkert dyra som skam att underhålla och reparera och tanka går verkligen inte att göra var som helst och speciellt billigt är detta inte heller, en underbar räddningsplanka för en hel bransch vars dagar snart är räknade i dess nuvarande form!
    Utgå ifrån att vi kommer att få dras med reklamkampanjer för bränslecellsbilar framöver som kommer att överrösta allting annat i detta samhälle, det är mycket pengar som står på spel och tiden är knapp så hjärntvätten av oss presumtiva bilköpare kommer att bli fruktansvärd, designen på dessa åk kommer allt mera att bli som hämtade från Sciens fiction, allt i en desperat kamp om stora pengar in till sista blodsdroppen!
    Det är vi konsumenter som avgör vad vi tror på att lägga våra pengar på för fordon i framtiden, jag har bestämt mig, har ni?

    • Fredrik_Gustavsson

      Man behöver inte ens vara så konspiratorisk. Kaliforniens Zero Emission Vehicle Credit system delar ut credits baserat på ett antal kriterier, däribland ladd/tanktid (under 10min?), vilket gör att en bränslecellsbil tilldelas fler credits. Det är en marknad med nära 100 miljoner konsumenter som omfattas av systemet i västra USA (för övrigt anledningen till att Model 3 kommer levereras där först).
      Toyota Mirai är en Compliance Car, ämnad att få så många credits som möjligt från varje såld bil, så att Toyota kan fortsätta sälja Camry, Rav4 och Highlanders.

  • Androxe

    Så jag ska dra en sladd då från lägenheten över gatan, o 100 meter bort till min parkering som saknar eluttag.

    • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

      Dags att din hyresvärd fixar några ladduttag.

  • Magnus Olsson

    Vissa hävdar att batterierna är farliga för de kan brinna, har de testat att peka hål på en vätgastank o ge den en liten gnista? :) SpaceX flyger till rymden de med väte, undrar vart bilen tar vägen :D

    • Björn

      Vätgas är extremt flyktigt därför kommer gasen strömma ut så fort och blanda sig med syret i luften till vatten att den inte antänds inuti tanken. Det är värre med bensin.

      • G F

        Hu kommer det då sej att en av USAs första vätgas mackar sprängde bort ett helt kvarter?

        • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

          Har du länk eller liknande? Enda exploderande vätgasmack jag känner till är den i Rochester 2010, och även om den kunde ha sprängt ett kvarter så fanns det inga hus i närheten.

          https://www.facebook.com/News8WROC/videos/812344468066/

          Och här kommer en konspirationsteori: varför har alla YouTube klipp som bevisligen fanns om händelsen förut (folk länkat till dem) tagits bort? Detta klipp är det enda kvarvarande jag hittade.

  • Mattias Wingstedt

    Alla fossilbilar släpper ut vattenånga så vi behöver inte oroa oss över att lokalmiljön behöver hantera en helt ny typ av utsläpp.

    En intressant sak som togs upp i artikelserien är bränsecellsbilars beroende av platina. Enligt författaren gör det att de faktiskt inte alls kan masstillverkas, eftersom det inte går att skala upp brytning av platina. Så biltillverkare måste gilla bränsecellsbilar av någon annan anledning än att de är enkla att masstillverka.

    • G F

      Precis som att du inte måste använda Litium för att göra ett batteri finns det också många andra lösningar för bränsleceller. Man tar bara det som är enklast först.

      • Mattias Wingstedt

        Ja det förefaller vara lika svårt att idag bygga en bränsecell för bilar utan platina, som det idag är att bygga ett batteri till bilar utan att använda litium. Utan litium-jon batterier så skulle vi inte ha någon Tesla-bilar, utan vi skulle i bästa fall ha lite bättre elbilar än de som fanns på 90-talet, såsom EV1. Vi skulle antingen behöva vänta på ett forskningsgenombrott för bättre batterier, eller få bygga elvägar med direktmatning av elbilarna, för att kunna konkurrera med de fossila alternativen.

        På samma sätt verkar det vara med bränsecellsbilar – de kan idag inte masstillverkas utan måste vänta på att någon forskar fram en ny katalysator eller en billig transmuteringsprocess för att tillverka platina.

        Så alla som intervjuvar Toyota borde fråga hur de har tänkt lösa problemet med tillgång på platina, nu när de påstår sig tänka masstillverka bränsecellsfordon.

        • G F

          Det är klart att det är svårt men det finns många försök på gång, Främst för att få ner priset vill man skippa platina. Ett exempel är att vid lite högre temperaturer kan vissa billigare ämnen användas, t ex fungerar nickel som katalysator om temperaturen överstiger 500°C.Det går att förvärma en liten kammare med el från batteri, då kickar bränslecellen igång helt utan platina. Sedan är problemet snarare hur man får bort värmen. Det är inte platina som är vätgasbilens största problem. Toyota påstår sej ha reducerat kostnaden för hela vätgassystemet med 90%.

          För batterier är det ett mindre problem dels är Litium inte lika sällsynt som platina.
          Det är för övrigt under 1% Litium i ett Litiumbatteri. Men hade vi inte haft den tekniken så hade någon av alla de andra utvecklats snabbt. Det finns så många olika lovande allt ifrån plaster till Kisel, Grafen eller rena Grafit batterier bara för att nämna några. Jag tror inte elbilar kommer att ha Litium batterier om 10år.

          Teknikutvecklingen kommer inte att avstanna, snarare tvärt om.

  • Kingsthrone

    Nja skulle vilja påstå att elbilar är enklare att tillverka än bränslecellsbilar eftersom vätgasbilen i princip är en elbil fast med hela bränslecellssystemet som ett tillägg.

    Därför tycker jag också att bränslecellsbilar utan laddningsmöjlighet är helt förkastligt, eftersom man i princip bara behöver lägga till en laddkontakt och ett lite större batteri. På så sätt löser man en stor del av problematiken med att vätgasstationer är väldigt få och utspridda..

    • G F

      Hela poängen för bilindustrin med vätgas är att slippa kostnaden för att tillverka batterifabriker. Toyota Mirai har samma batteri som den vanliga Priusen dvs ett 1,5KW/h Nickel Metall Hydrid. Ett batteri som de redan har fabriker för och tillverkar miljoner av. Prius begränsar uttagsfönstret till mindre än 50% för att det ska klara extremt många cykler. Mirai är en Prius fast man har bytt ut bensinmotorn mot en bränslecell. Så räckvidden på en laddning är 2-3 kilometer. Inte mycket lönt att sätta i sladden för!

      • AlmisVallis

        Ska bli intressant att se om Toyota blir vår tids nya Nokia..
        Kommer de ta till sig ren eldrift eller ska de vara ”unika” och köra sitt eget race, och förmodligen falla

      • Kingsthrone

        Nä givetvis måste batteriet vara minst 10-15 kWh eller annars så ger det ju ingen egentlig fördel med laddkontakt.

  • HandsomeHank

    Vad blir litiumpriset om värdens samtliga bilar skall ha ett sådant batteri . bränsleceller kan drivas av andra bränslen.

    • Fredrik_Gustavsson

      Vad blir platinapriset om alla bilar ska drivas av vätgas?

  • JT Danielsson

    Det finns visst många fossilkramare här som hittar på extrema händelser för att sänka förtroendet för väte som fordonsbränsle. Väte har använts under många år runt världen utan större problem. Så, såsom bränsle finns knappast några olösliga problem eller faror. Det som ska lösas är ännu bättre förvaringstankar och standardiserat tankningssystem. Väte är utmärkt även till kupé- och husvagnsvärmning då ingen knappast kan förgiftas av det.

    Vad gäller framställning genom elektrolys så är ekonomin mycket bra om man nyttjar ÖVERSKOTTSEL, vilket ofta uppstår om man har solceller, vattenhjul och/eller vindsnurra. Dålig ekonomi vore att inte (kunna) använda sej av deen, liksom att sälja till elnätet. Väte som startgas i värmepannor torde också vara mycket effektivt.

    Jag ser väl ännu inte någon god ekonomi i att nyttja bränsleceller för att alstra el. Själv skulle jag använda en värmemotor (typ Sterling) med en generator. Det har använts länge i mobil homes och ubåtar. Genom att ha en sådan utrustning i en eldriven bil kan batteripaketet decimeras till 1/3-1/2, beroende på effekt och storleken på vätgaslagret. Vätgas kan, liksom elen till batterierna, produceras lokalt (i hem, arbetsplatser o s v).

  • Thomas Flensjö

    Hela elbilsresonemanget bygger ju på att man har en laddstation tillgänglig väldigt när där man bor…..