Äpplen och Päron

Hyundai Tucson vätgastank

Ofta hör man talas om hur vätgasbilar skulle vara lösningen på elbilars påstådda ”dilemma”. Att de klarar lång räckvidd och snabb laddtid. Och kommer bli billigare än elbilar i framtiden.

Problemet är att oftast jämförs framtidens vätgasbil med gårdagens elbilar.

Låt oss göra en lite mer rättvis jämförelse: vätgasbilen Toyota Mirai mot elbilen Chevrolet Bolt:

Chevrolet Bolt kan ta fler passagerare och mer bagage än Mirai, men är både 20,000 dollar billigare, lättare och har starkare motor. Framtida vätgasbilar kommer bli billigare än Toyota Mirai – men kommer de komma bli 20,000 dollar billigare?

Toyota Mirai har en gastank för 5 kg vätgas, vilket ju låter mycket lättare än Bolts batterier på 440 kg. Men enligt Mirais datablad väger själva vätgastanken 83 kg och bränslecellerna 56 kg. Plus alla rör och pumpar som ska leverera vätgas och luft till bränslecellerna och vattnet därifrån. Och till och med vätgasbilar har batterier på några kWh. Det är summan av alla dessa komponenter som gör vätgasbilen tyngre än batteribilen i jämförelsen ovan.

5 kg vätgas låter också betryggande lätt – tills man inser att vätgas är världens lättaste ämne. 5 kg vätgas under 87 MPa tryck tar 125 liter plats. Hälften av ditt kylskåps volym. Det utrymmet tas från bilens nyttoutrymme, då vätgastankar som ska motstå så höga tryck inte kan göras lika platta som batteripack som med fördel göms i bilens bottenplatta.

Men räckvidden, då? 50 mil mot 40? Toyota Mirai sägs komma ca 50 mil om dess vätgastank tankas full. Max tryck i vätgastanken är 87 MPa. Problemet är bara att dagens vätgasmackar kan bara leverera vätgas med antingen 35 MPa eller 70 MPa tryck. Du kan alltså antingen tanka bilen 40% eller 80% full – aldrig 100% full. En elbil kan du alltid ladda 100% full, och dessutom göra det hemma utan behov av dyra tankstationer.

För att öka på räckvidden måste vätgasbilen antingen få större tankar eller öka på trycket i tanken. Större tankar betyder att ännu mer av bilens bagageutrymme går åt. Större tryck innebär förutom behovet av starkare och därmed tyngre gastankar även att vätgasmackarnas tryck måste ökas. Alla vätgasmackars i hela världen. Toyotas forskningschef Mitsuhisa Kato har när han avtäckte Toyota Mirai efterfrågat ett ”Nobelprisvinnande batteri” – men han behöver även en Nobelprisvinnande vätgastank ifall han vill bygga vätgasbilar med längre räckvidd.

För att få ökad räckvidd i en elbil behöver man stoppa in fler eller effektivare battericeller. Tesla Model S har visat att med tusentals små celler gömda i bilens bottenplatta kan man bygga elbilar med stor batterikapacitet utan minskade innermått. Nissan Leafs batteripack har i år förbättrats från 24 till 30 kWh via effektivare celler – i ett batteripack med bibehållen mått och vikt. Nästa generations Leaf med 60 kWh batteripack ska också ha samma mått och vikt – endast batteriernas effektivitet ökas. Man kan öka elbilars batterikapacitet genom att lägga till fler eller effektivare battericeller utan att bilens vikt eller innerutrymmen nämnvärt påverkas.

Medan Toyota Mirai måste tankas på speciella vätgasstationer för att få ut maximal räckvidd -eller räckvidd över huvud taget, iom att man inte kan tanka den hemma- kan Chevrolet Bolt laddas 100% full på alla Sveriges 50 miljoner vägguttag.

Laddtiden, då? Där briljerar ju vätgasbilen i alla fall? Ja, att tanka Mirai tar enligt Toyota fem minuter. Efter att du har kört en lång omväg till tankstationen. Chevrolet Bolt väntar dig fulladdad hemma varje morgon, utan att du behövt åka några omvägar för att ladda den.

Tanktiden på fem minuter behöver nog också tas med en nypa salt: enligt Green Car Reports som en av få har fått besöka en vätgasmack och tanka en vätgasbil tog det först en minut för pumpen att få upp trycket, och sedan 10 minuter att fylla vätgastanken en tredjedel (den sista tredjedelen, tanken var redan 2/3 fylld innan tankningen). Att tanka vätgasbil är som att ladda en batteribil: tankningen går snabbt i början, men hastigheten avtar ju mer bilens vätgastank blir fylld. Som att försöka blåsa mer luft i en redan uppblåst ballong. De första 50% av vätgastanken kan säkert fyllas på 5 minuter, men de sista procenten tar mycket mer tid. Tanktiden är inte linjär som på en bensinbil utan logaritmisk som för en elbil.

En full tank för Chevrolet Bolt kostar 60 kronor när du laddar bilen hemma, och milkostnaden blir ca 2 kronor milen. Toyota Mirai kan inte tankas hemma utan måste tankas på vätgasmack, där vätgasen kostar 80 kr per kg. En full tank kostar då 400 kronor, och milkostnaden blir 8 kronor milen.

Endast om du ska åka riktigt långt får du någon fördel av vätgasbilen. Efter att ha kört 30 mil måste Chevrolet Bolt stanna och ladda i trekvart – medan Toyota Mirai kan tanka på 5 minuter och köra vidare (ca 80% laddning/tankning i båda fallen). Skulle Chevrolet ha gjort Bolt kompatibel med Tesla Motors Supercharger laddstationer skulle laddtiden ha minskats till 20 minuter. Snabbare, men fortfarande inte 5 minuter.

Det finns långt fler snabbladdare i världen idag än vätgasstationer. Prisskillnaden mellan dem -då en snabbladdare kostar mindre än en trettiondel av en vätgasmack- gör att vätgasstationer kommer få mycket svårt att någonsin kunna komma ikapp. Och medan en snabbladdare är konstant ansluten kraftnätverket måste en vätgasstation fyllas på med tankbil efter tankbil.

Framtida bilköpare får avgöra om mindre bagageutrymme, dyrare bil och drivmedel, och krångligare tankning till vardags uppvägs av vätgasbilens fördel med snabbare tankning på långresor.