Hydrogen skal være fremtidens drivstoff. Vi må bare vente på at teknologien blir klar til masseproduksjon før vi får hydrogendrevne kjøretøy som ikke slipper ut annet enn vann. Spørsmålet er om vi har tid til å vente og om det er verdt å vente på hydrogensamfunnet. Svaret er sannsynligvis nei, siden det finnes bedre løsninger enn hydrogen allerede i dag.

La det være sagt med en gang. Tanken om kjøretøy som ikke gir fra seg skadelige utslipp til miljøet er svært bra, og de som kjemper for hydrogen som drivstoff skal ha all mulig honør for dette.  Dessverre er det en del forhold som gjør at hydrogen sannsynligvis er feil svar på dette viktige spørsmålet. Biodrivstoff er også feil svar. Biodrivstoff kan avhjelpe problemet med utslipp av CO2 på kort sikt fordi det kan redusere mengden fossilt drivstoff i dagens bilpark og dermed gi umiddelbar virkning. Ulempen med biodrivstoff er at det fremdeles har store mengder utslipp i lokalmiljøet, noe som medfører tildels store helseproblemer.

Produksjon av hydrogen krever mye energi

Hydrogen er det stoffet det finnes mest av i universet, men det finnes ikke i fri form på jorden. Hydrogen som skal benyttes som drivstoff må derfor produseres, lagres og transporteres. Alt dette krever energi.

Hydrogenforkjemperne fremhever at energien som skal til for å produsere hydrogen kan komme fra fornybare energikilder som vannkraft, vindkraft og solkraft. Dette er helt riktig, men i de fleste land i verden er elektrisitetsproduksjonen basert på ikke-fornybare energikilder og selv i Norge hvor vi stort sett har vannkraft er dette en begrenset ressurs. Vi har ikke kraft nok til å drive en hel hydrogenbilpark uten at det bygges ut mer kraft.

Om man skulle valgt å gå for rene elektriske biler i stede for hydrogenbiler får man naturligvis det samme problemet. Det må produseres mer elektrisk kraft for å drive bilene, og denne kraften må komme fra fornybare kilder (eller gasskraft med CO2 håndtering dersom det blir en realitet) for ikke å skade miljøet og klimaet.

Forskjellen på rene batterielektriske biler og hydrogenbiler er hvor mye elektrisk kraft som går med for å kjøre en kilometer. Studier har vist at hydrogenbiler basert på brenselceller krever 3 ganger så mye energi som en batterielektrisk bil.

Figuren over viser forskjellen i effektivitet på batterielektriskbil og en hydrogenbil. Hydrogenbilen bruker 3 ganger så mye energi som en batterielektriskbil. Hentet fra Tesla Motors.

Dersom elektrisiteten kommer fra fornybare energikilder kan man kanskje tro at tre ganger så mye energi per kjørt kilometer ikke er dramatisk, men dette betyr i praksis at vi må bygge ut tre ganger så mye ny vannkraft, vindkraft, solkraft, eller brenne tre ganger så mye gass og lagre tre ganger så mye CO2. Dette er en dramatisk forskjell.

Studier har også vist at rene batterielektriske biler som går på strøm produsert av forurensende kullkraft faktisk bidrar med mindre CO2 utslipp enn dagens bensin og dieselbiler. Dette ville ikke være tilfelle for en hydrogenbil dersom elektrisiteten kommer fra denne type kraftverk. Sannsynligheten er stor for at mange av dagens forurensende kraftverk vil være i drift i lang tid fremover, men sannsynligvis med noen forbedringer i effektivitet og renseteknologi.

Figuren over viser hvor mange km man får per tilført enhet energi (MJoul) for forskjellige biltyper. Hele energikjeden er tatt inn i beregningen fra oljebønn til kjørt kilometer. For Hydrogenbilen (Honda FCX) og for den elektriske bilen (Tesla Roadster) er det tatt utgangspunkt i at strøm er generert fra naturgass. Kilde Tesla Motors.

For detaljer om utregningene anbefales Tesla Motors whitepaper “The 21st Century Electric Car.” Tesla Motors produserer elbilen Tesla Roadster som jeg har skrevet om tidligere og er derfor ikke uavhengige i denne sammenheng, men dokumentet er basert på informasjon fra etterprøvbare kilder som oppgis i dokumentet.

Hydrogenbiler krever en ny infrastruktur

Skal man ta i bruk hydrogen som drivstoff i stor skala kreves en stor utbygging av ny infrastruktur. Det må bygges anlegg for å produsere hydrogen, man må bygge tankbiler eller rørledningssystemer for transport og man må bygge hydrogenstasjoner (dagens bensinstasjoner kan nok bygges om). Det vil ta lang tid og kreve store investeringer før denne infrastrukturen er på plass.

Hydrogen er et grunnstoff som er vanskelig å transportere fordi det som gass er svært vanskelig å holde på og fordi det har liten energimengde i forhold til volum. Løsningen har så langt vært å kjøle ned hydrogenet og oppbevare det i tanker med flere hundre bars trykk. Disse tankene er relativt store og rommer i dag hydrogen til kjørelengder som er kortere enn de fleste bensinbiler har. Tanking av hydrogen må derfor skje hyppigere enn for bensin.

Rekkevidden for dagens hydrogenbiler er omtrent som for helt nye elektriske biler, men i motsettning til hydrogenbilene kan de elektriske bilene utnytte eksisterende infrastruktur for produksjon og distribusjon av strøm. Lading fra vanlige kontakter kan ta lang tid, men med moderne batterier og spesielle ladestasjoner kan ladetider nå reduseres til 10 minutter. Eksisterende bensinstasjoner vil kunne tilby denne type elektriske ladestasjoner.

Høy risiko ved lagring av hydrogen under trykk

All lagring av energi enten det er i form av bensin, diesel, hydrogen eller batterier er forbundet med risiko for brann eller eksplosjon. I en hydrogenbil er det en tilleggsrisiko på grunn av trykket i hydrogenbeholderen. Alle som har drevet med dykking vet at det er fare forbundet med en vanlig dykkeflaske under trykk. En hydrogenbeholder har ennå større trykk og inneholder en ekstremt brennbar gass.

Moderne batteriteknologi har kommet langt i forhold til å redusere risikoen for eksplosjon eller brann i batteriene. Les mer om dette i denne artikkelen.

Elbilteknologi er tilgjengelig nå, hydrogenbiler kommer om 5-6 år

Det finnes tilgjengelige hydrogenbiler i dag, men disse er spesialprodusert og koster svært mye. I media har det vært referet til priser i størrelsesorden 1-5 millioner for ordinære personbiler som drives av hydrogen. Biler som forbrenner hydrogen i en forbrenningsmotor er i det lavere prisnivået, mens brenselcelle biler er i det høyere.

Think Nordic skal produsere en hydrogenutgave av elbilen Think City. Denne vil få en rekkevidde på 30 mil mot elbilens rekkevidde på 18 mil, men først være klar om 5-6 år og koste dobbelt så mye som batteriutgaven (dvs. mellom 300 og 400.000). Les mer om dette her.

Samtidig kan du i dag (bortsett fra at de er utsolgt) få en elektrisk bil som i likhet med Think City er en 2 seter, men som har en rekkevidde på opp til 40 mil og sportsbilytelse til ca. 100.000 dollar fra Tesla Motors.  Denne bilen bruker i tillegg bare 1/3 så mye energi som en hydrogedreven personbil.

Hydrogenbilene slipper kun ut vann

Hydrogenforkjemperne fremholder stadig at hydrogenbiler kun slipper ut vann. Dette er neppe en fordel for norske vinterveier, eller regner de med at klimaendringene har kommet så langt at vi slipper å bekymre oss om frost innen hydrogenbilene blir mange nok til å lage skøytebaner av veiene våre?

Dette er sannsynligvis det problemet med hydrogenbiler det er enklest å løse, og tatt med her bare for moro. Ser selv for meg en tømmemekanisme som på en vanlig tørketrommel.

Konklusjon

Det vil ta lang tid å erstatte dagens bilpark med en bilpark som bruker mindre energi og forurenser mindre. Venter vi på hydrogensamfunnet er vi ikke en gang i startgropen i forhold til en slik utskiftning. Når det gjelder elektriske biler finnes det i dag nesten 1.700 av dem på norske veier. Disse elbilene er basert på gammel teknologi, men bidrar allerede til reduserte utslipp både av klimagasser og lokal forurensning.  Det finnes kun en håndfull hydrogenbiler, og disse er ennå for dyre til at de er aktuelle for privatpersoner.

En ny generasjon elbiler er nå på vei ut på markedet. Disse gir oss en god løsning både på kort og lang sikt. Flere elbiler vil kreve økt investering i produksjon av fornybar energi, men bare 1/3 så mye som en utskiftning av bilparken til hydrogen ville kreve.

Både for hydrogenbiler og elbiler kreves det fortsatt teknologiutvikling og masseproduksjon for å få ytelsen opp og kostnadene ned. I dag ligger hydrogenteknologien milevis etter batteriteknologien. Det mest kritiske området er hvor effektivt hydrogen omsettes til bevegelse. På dette området er det lite sannsynlig at hydrogenteknologien noen gang vil ta igjen forspranget batteriteknologi har.

Det som er skremmende er å se hvilken etablert sannehet det har blitt at hydrogenbiler vil bli et alternativ om noen år, mens de elektriske bilene får svært liten oppmerksomhet fra både media og miljøorganisasjoner.

Bilde av Hydrogen Hummer fra Flickr. Se video om Hydrogen Hummer her eller se mer informasjon om hydrogenbiler her.