Sunday, April 24, 2016

Spetalens regnestykker

Elon Musk gjestet nylig konferansen Grønn omstilling i regi av Regjeringen, og gjentok sin skepsis til hydrogenbiler. Spetalen som har satset på at hydrogen er fremtidens drivtoff for transport sier han er usikker på Teslas fremtid.

En transkripsjon av Musks samtale med Samferdselsminister Solvik-Olsen finnes her.

Jeg er pro elbil (disclaimer) og vil fremheve hvorfor jeg er enig med Musk og ikke Spetalen.

Lagring av energi
I Norge har mesteparten av strømprouksjonen innebygget svært effektiv energilagring. Vannmagasiner gir oss veldig billig og stabil kraftforsyning. Deler av året må allikevel endel vann slippes forbi kraftstasjonen fordi forbruket er lavt og man må unngå flom. Når forbruket er lavt kan man lagre energi til forbruket øker, og antageligvis klare seg med noe lavere investering i selve kraftverket. Dette tror jeg er interessante regnestykker ved utbygging av nye kraftverk, og som redusere inngrep i naturen.

Effektavgift
Selv om strømmen til tider har lav pris, skal den fortsatt overføres dit hvor energien skal lagres. For lading av elbiler og hydrogenproduksjon alle andre steder enn ved kraftstasjonen vil det tilkomme effektavgift. For å redusere kostnadene til nettleie må man optimalisere effekten man bruker. En hydrogenstasjons produksjonskapasitet bestemmes av effekten. En ladestasjon uten batteri likeså, men med et stasjonært batteri kan mange av effekttoppene reduseres. Hvor mye effekt det må tas høyde for i tilførsel vil derfor variere sterkt, særlig når man vet at det kreves 2-3 ganger mer energi for å produsere hydrogen som å lade elbil for samme kjørelengde.

Fleksibilitet
Siden hydrogen ikke er en energikilde, men en energibærer så må man omdanne fra energikilde til bærer i takt med forbruk. På tidspunkter hvor det er mange bilister som fyller over et kort tidsrom, må det produseres fortløpende for å holde trykket oppe i hydrogenlageret. Dette er viktig for den ene fordelen med hydrogen som stadig holdes frem. Lading av elbil slipper denne omdanningen, men energien må lagres kjemisk i batteriet. Det tar i dag noe tid, men som Teslas superladernettverk demonstrerer (0-80% på under 30 min) behøver det ikke ta veldig lang tid. Opp til 80% nivå går det ganske raskt, og jo større kapasitet elbilbatteriet får, jo raskere kan man lade nok til å komme frem til destinasjonen.

Til sammenligning så kan energi lagret i et batteri brukes til å redusere effekttoppene. Ved å hente energi fra batteriet og strømnettet samtidig kan ladestasjonen klare seg med lavere effekt hentet over nettet. En annen fordel (om man ikke kombinerer hydrogenstasjonen med et batteri for å holde den i drift) er at batteriet vil kunne levere strøm for å lade elbiler når det er strømbrudd.

Både hydrogentanken (lageret) og batteriet har en absolutt kapasitetsbegrensning, men batteriet kan sømløst fungere sammen med kraftnettet for å lade elbiler (og helt andre formål). Dersom pågangen er så stor at batteriet ikke kan levere mer kan all tilgjengelig effekt gå rett til lading av bilene. Tømmes hydrogenanken vil ingen få fylle før stasjonen har klart å produsere nok til at fylling kan fortsette.

Det er også en annen viktig forskjell på elbiler og hydrogenbiler. Elbilene kan alltids lade på en stikkontakt om den er langt fra nærmeste hurtigladestasjon, mens hydrogenbilen er helt avhengig av å legge kjøreturen dit det finnes hydrogenstasjoner. Det skal bygges ganske mange hydrogenstasjoner før den forskjellen er utlignet.

Pris på batterier og hydrogenproduksjon og lagring
Prisen på batterier faller fordi produksjon av dem blir mer effektiv. Det reduseres hvor mye man trenger av lithium og andre mineraler som kreves for å lage dem, og for eksempel Tesla bygger en batterifabrikk med egen fornybar energiproduksjon. Produksjon av batterier krever mye energi så rimelig tilgang er viktig for å senke prisen. I dag ligger prisen på ca 200 USD per kWt kapasitet. Sammenligner vi det med prisen på en elektrolysestasjon til 25 millioner kroner kan man få et batteri med kapasitet på 15000 kWt. Det er nok til å levere strøm for å kjøre rundt 67000 km med elbil. Teslas mål med batterifabrikken er å senke prisen til ca 100 USD per kWt. Det forskes intenst på ulike type batterier, så det vil ikke overraske om det kan komme ytterligere forbedringer på pris og kapasitet.

Effektiviteten i energilagringsprosssen avgjør hvor mye man får solgt videre.
Å selge energi for transportformål bør ta hensyn til energiforbruk både av økonomiske og miljømessige grunner. Er det stort svinn i prosessen vil prisen gå opp sammen med økte miljømessige konsekvenser. Selv om fornybar energi er bedre enn fossil energi, betyr det ikke at vi bør kjøre et løp hvor det må bygges ut mye mer enn nødvendig.

Vedlikeholdskostnader
Et batteri krever svært lite vedlikehold og kan fjernovervåkes. En hydrogenstasjon er ganske komplisert, og vil nok ha høyere driftskostnader enn en ladestasjon. Økt kompleksitet øker også faren for nedetid.

Sikkerhet
Ulykkesrisikoen er moderat, og om det skulle bli brann kreves det kun vann for å slukke den. Batteribranner utvikler seg ganske sakte så evakuering er uproblematisk.

En hydrogenlekkasje er innebærer derimot risiko for kraftig eksplosjon.
Hvilke regler som vil gjelde for næringsvirksomhet og hydrogentanker kjenner jeg ikke så godt, men jeg kjenner jeg er litt skeptisk.


Friday, February 26, 2016

Elbiler - løsnng eller problem?

I dag leste jeg 2 nyheter som omhandlet trafikkøkning. I den ene ble elbiler fremstilt som et problem, den andre en løsning. Det var selvsagt ulike problemstillinger, men begge må løses av staten og innbyggerne.

Den første nyheten fremstiller elbilene som en trussel mot veiutbygging
Slik kan elbilboomen true veiutbygginger

Dette har en sammenheng så lenge staten bestemmer at andelen finansiering som skal komme fra bompenger er så stor at elbiler som passerer gratis får innvirkning på inntektene. Artikkelen trekker frem Atlanterhavstunellen (som er bygget) kan få forlenget nedbetaling med 2 år. Det de ikke nevner er at prosjektet for et år siden lå 2 år foran nedbetalingsplanen, og elbiler ikke er noe nytt. Averøy har lenge vært blant de kommunene med høyest andel elbiler.
I den grad elbilene reduserer inntektene, så blåses dette problemet opp av enkelte aktører (og media som vil ha flest mulig sidevisninger).

I den andre artikkelen så pekes det på at trafikkøkningen fører i feil retning i klimautslipp. Elbilene veier delvis opp for økningen, men ikke nok. Det er fortsatt kun 3% av den totale mengden biler som er elbiler. For å monne må mange flere av nybilene som selges være elbiler.
Så hva skal man tro? Er elbilene et problem eller en løsning? La oss se disse problemene i en sammenheng med litt sunt bondevett. En kapasitetsøkning på veien fører ganske raskt til at folk tilpasser seg. Flere velger bilen foran kollektivtransport, sykkel og gåing, uavhengig av drivstoff. Så lenge andelen elbiler er lav, øker utslippene. Altså bør vi ikke øke kapasiteten på veiene om det medfører økte utslipp. Nå er det ikke overalt kollektivtransport er et godt, eller overhodet, alternativ til bilen heller. Den store trafikkvolument skjer nok allikevel i områder med god kollektivdekning. For å få ned utslipp fra transport må det være reelle alternativ til transport som medfører utslipp. I tettbebygde områder er kollektivtransport viktig, samt gang- og sykkelveier. Veiutbygging vil ta enda mer plass som kunne vært brukt til sykkel- og gangveier. Lykkes man med å redusere personbiltrafikken totalt (uansett drivstoff) blir det også bedre plass til busser.

I mer grisgrendte strøk vil dette ikke være så aktuelt, og personbilen er en nødvendighet. Mange pendler fra utkanter til byene for å jobbe, handle og opplevelse. Her er elbilen en del av løsningen.

Både klimautslipp og lokalforurensning har kostnader. Klimakostnadene kan potensielt bli enorme og umulig å reversere. Lokalforunseningen medfører høyere helseutgifter, men kan reduseres med ganske umiddelbar effekt.

Den største trussel mot klimaet og vår helse er mangel på endring som reduserer forurensning og utslipp. Veibygging gir medfører stort sett en utvikling man ikke ønsker.

En stor andel person- og varetransport er viktig for verdiskaping i Norge. Dersom vi kan senke kostnadene, redusere utslipp og gjøre den mer effektiv vil vi tjene på det på lang sikt.

Reduksjon av klimautslipp og forurensning må gå foran veiutbygging.

Myndighetene i byene (ja jeg ser på dere Oslo MDG, dere fører en enøyd politikk og Statens Vegvesen som alltid må lete dypt i skuffene før de kommer opp med at samkjøring i elbil kan bidra til å løse flere problemer samtidig. Tilslutt FrP som aldri skal innrømme at biltrafikk representerer noe problem overhodet) må ha flere tanker i hodet samtidig. Forbud og begrensinger alene løser ikke noen (ekte) problemer. Man må ha løsninger som henger sammen.