Indenfor det seneste år er der opstået en større politisk bevidsthed om nødvendigheden af elektrisk fremdrift af køretøjer baseret på vedvarende energi, hvis vi på sigt skal omstille fra fossile brændstoffer i transport-sektoren.
Biobrændstoffer kan kun bidrage til en løsning i det omfang, der er dyrk-ningsareal til rådighed, mens elektricitet fra eksempelvis vindmøller og andre vedvarende energikilder så rigeligt kan dække det resterende behov for energi til transportsektoren.
I mange år har der pågået forskning og udvikling indenfor to typer af elek-triske fremdriftsteknologier, nemlig batterier og brintdrevne brændsels-celler.
Begge teknologier har over årene haft deres op- og nedture og har begge floppet i forhold til over-optimistiske udmeldinger om markeds parathed. Der har ligeledes og er til stadighed i den offentlige debat en kamp mellem de to teknologier om, hvilken der bliver vinderen.
På det seneste er begge teknologier dog blevet betydelig mere modne og ligeledes seriøse hvad angår udmeldinger om kommercialiseringsplaner. Der er endog også ved at opstå en fælles forståelse for at begge teknologier er vindere, i den forstand at de skal kombineres i en hybrid løsning ombord på køretøjet.
Batteriernes fiasko og comeback
Allerede i 90’erne blev batterier forskellige steder i verden forsøgt kommercielt introduceret, dog forgæves bl.a. grundet lav rækkevidde og lang optankningstid. Indenfor de seneste år har udviklingen af batteri-teknologien igen taget fart bl.a. grundet den fornyede interesse i bilindustrien for hybridkøretøjer, dvs. kombinationen af batterier og forbrændingsmotor i benzin- eller dieseldrevne personbiler.
Nye batteriteknologier såsom Li-Ion, kendt fra bærbare computere og mobiltelefoner, samt nye batterier baseret på nanooptimerede materialer er ligeledes på vej. Disse nye batterier forventes at få en langt bedre energitæthed og dermed rækkevidde samt hurtigere opladning end de batterier, der blev anvendt i den forgæves introduktion af batteribiler i 90’erne.
Der går næsten ikke en uge uden at nye elbil-modeller offentliggøres i form af konceptbiler og storstilede planer om udrulning, såsom bl.a. DONG Energy projektet ”Project Better Place”. De fleste af projekterne er baseret på Li-Ion batterier og er således muliggjort af de teknologiske forbedringer i forhold til 90’ernes blybatterier.
Brint og brændselscelle hype og seriøsitet
Siden starten af 90’erne er aktiviteterne indenfor udvikling af brændsels-cellekøretøjer drevet på brint øget betydeligt. Efter nogle for tidlige udmeldinger i slutningen af 90’erne om, hvornår brintbilen kunne sættes på markedet, har bilindustrien i de senere år koncentreret sig om forskning, udvikling og afprøvning.
Dette har gjort, at de fleste bilproducenter indenfor det sidste års tid, på baggrund af solide erfaringer og viden, på stribe har udmeldt, at brint- og brændselscellebilen forventes introduceret på udvalgte markeder i perioden 2010-2015.
Sandsynligheden for, at dette lykkes, understreges dels af bilindustriens egne resultater samt den politiske opbakning hertil i mange lande. EU-kommissionen har netop afsat omkring 3,5 mia. kr. de næste fem år til udviklingen af teknologien. Disse midler forventes kombineret med forskellige EU landes egen indsats, hvor Tyskland bl.a. fornyligt har udmeldt, at man vil anvende samlet 7,5 mia. kr. på brint- og brændsels-celleudvikling de kommende år. Bilindustrien geares ligeledes op til øget udvikling og kommercialisering af teknologien.
I slutningen af 2007 flyttede General Motors 300 ingeniører fra sin brændselscelle forskningsafdeling over i produkt- og produktionsmod-ningsafdelingen. Dette træk i bilindustrien sker som oftest, når der er truffet en beslutning om at produktionsmodne og markedsintroducere et givent produkt indenfor 4-5 år.
Honda, der er en af de bilproducenter, som er længst med brint- og brænd-selscelleteknologien, har således netop startet en mindre serieproduktion af en bilmodel i Californien med en virkningsgrad på næsten 60 procent og en rækkevidde på næsten 600 km på en optankning. At Honda har kunnet nå så gode tekniske data skyldes at brint og brændselscellen er blevet kombineret med et batteri.
Løsningen er hybrid
Indtil for få år siden blev batterier og brint/brændselscelleteknologi som oftest opfattet som to forskellige, og i nogle sammenhænge, konkurre-rende teknologier til elektrisk fremdrift af køretøjer. Blandt fagfolk i både batteri- og brint/brændselscellenbranchen er det i dag imidlertid en almindelig opfattelse, at hybridbilen for længst har givet både den rendyrkede brint-bil og rendyrkede batteri-bil baghjul.
Det er ikke et spørgsmål om enten batterier eller brint/brændselsceller, men om begge dele. Teknologierne supplerer hinanden fantastisk godt. Batterier sikrer høj effektivitet, lagring af bremseenergi og energi til acceleration, mens brint og brændselsceller sikrer hurtig optankning og lang rækkevidde som med benzinbiler.
Ved at kombinere brint og batterier i en brændselscelleløsning er det således endelig muligt at tilbyde et elektrisk køretøj, som rent faktisk kan tilfredsstille fru Hansens basale krav og behov til et køretøjs ydeevne, hvad angår auktionsradius og optankningstid.
At slutbrugerens krav tilfredsstilles ved en hybridløsning har dog en omkostning i form af en lavere virkningsgrad over den samlede energi-kæde fra vindmølle til hjul. Rene batteri-biler vil altid være mere energi-effektive set over hele energikæden end hybridbiler, der kombinerer brint og batterier.
Hvor rene batteribiler kan opnå en virkningsgrad på omkring 80-85 procent over hele energikæden, kan en brint-batteri hybridbil kun nå omkring 35 procent med dagens teknologi. På sigt kan brint-batteri-hybridbilens effektivitet dog nå over 40 procent bl.a. med nyere og mere effektive brintproduktionsteknologier.
Tabet i energieffektivitet i forhold til ren batteridrift er den pris, der må betales for at få en elektrisk hybridbil, der kan tankes og køre lige så langt som en benzinbil - og som tilfredsstiller Fru Hansen. Det positive er dog, at det med kombineringen af brint og batterier nu endeligt er muligt at producere og markedsintroducere et elektrisk køretøj, som rent faktisk har en chance for at opnå markedssucces og accept af slutbrugeren.
At denne ”pris” er nødvendig at betale, understreges af de rent fysiske begrænsninger i batteri teknologien som gør, at en ren batteridrevet elbil kun er realistisk i meget små biler, men næppe nogensinde personbiler i almindelig størrelse.
I en lille bil med et lavt energiforbrug forventes de bedste Li-Ion batterier på sigt at kunne muliggøre 1 km kørsel på 1-1,5 kg batteri. Dette sætter en naturlig begrænsning i rækkevidden på et par hundrede km, da vægten af batteriet helst ikke skal udgøre for meget af bilens vægt. Denne korte rækkevidde kan dog sagtens være tilstrækkelig for brugerne af de små biler, men går man imidlertid op i køretøjsstørrelse og behov for række-vidde, stiger energibehovet og dermed også udfordringerne for batte-rierne. I en normal størrelse personbil vil der med de bedste Li-Ion batterier kræves 1,5-2 kg batteri pr. 1 km kørsel. Ved en ønsket række-vidde på eksempelvis 600 km ville det kræve mellem 900-1200 kg batter, i hvilket vil være for meget i forhold til bilens vægt. Til sammenligning skal der kun 0,7 kg hybrid system (brint+brændselscelle+batteri) til at køre 1 km i samme størrelse person bil, med nuværende teknologi vel at mærke.
Danmark og Skandinavien er med i front internationalt
Danmark og Skandinavien er med i front internationalt indenfor brint/brændselsceller og batterier til transport.
Hvad angår batterier har Think Technology i Norge en af de mest modne batteribiler udenfor den etablerede bilindustri. I Danmark er Lithium Balance A/S aktive indenfor udvikling af batteristyringssystemer til batterier bl.a. i samarbejde med Fiat i Italien.
Hvad angår brint og brændselsceller har Danmark og Skandinavien indenfor de seneste par år udviklet sig til et af de områder i Europa med flest aktiviteter og er således godt på vej til at overhale bilindustrien i Tyskland, målt på demonstrationsaktiviteter.
I Danmark forefindes en national strategi indenfor brint/brændselcelle hybridtransport udviklet af det danske Hydrogen og Brændselscelle Partnerskab, www.hydrogennet.dk
I Danmark arbejdes der ligeledes på etablering af en brint infrastruktur i form af tankstationer samt tiltrækning af brintdrevne hybridbiler. Dette arbejde koordineres og fremmes i regi af Hydrogen Link Danmark foreningen, www.hydrogenlink.net. Den første tankstation åbner i Ringkøbing i løbet af sommeren med støtte fra Energistyrelsen. Frem mod Klimatopmødet i 2009 forventes yderligere tankstationer i København, Århus, Herning og Holstebro samt ibrugttagning af op til 50 stk. brændselscelle hybrid køretøjer.
Hydrogen Link er en del af Scandinavian Hydrogen Highway Partnership (www.scandinavianhydrogen.org), som arbejder for at sikre en tidlig infrastruktur af brinttankstationer i Skandinavien inden 2012. I Skandinavien er tre tankstationer i drift mens yderligere 10 er planlagt for 2009. 15 brintbiler er i drift med mere end 70 planlagt i 2009. Efter 2010 og frem mod 2015 er det planen at åbne mere end 20 tankstationer og ibrugtage mere end 600 biler.
I H2 Logic A/S arbejder vi med udvikling af brændselscelle hybridsystemer til gaffeltrucks og mindre bybiler samt den medfølgende infrastruktur og har bl.a. et stærkt samarbejde med en række skandinaviske aktører, gennem SHHP samarbejdet.
Samlet set går vi altså en spændende fremtid i møde, hvor gas og elektricitet kommer til at smelte sammen, selvom de fossile brændstoffer udfases.
|
