VHS og Betamax gera orkuskipti landflutninga möguleg Egill Tómasson skrifar 27. desember 2022 08:00 Orkuskipti eru á allra vörum sem eitt mest aðkallandi verkefni samtímans. Ísland er í þeirri öfundsverðu stöðu að hér á landi byggir raforkukerfið nær eingöngu á endurnýjanlegri orku frá vatnsafls- og jarðvarmavirkjunum. Húshitun gerir það sömuleiðis og er losun koldíoxíðs frá þessum geirum því hverfandi á Íslandi miðað við það sem þekkist við raforkuvinnslu og húshitun almennt á heimsvísu. Losunin sem eftir stendur, og er á beinni ábyrgð Íslands, á uppruna sinn einna helst í vöruflutningum, sjávarútvegi og samgöngum. Lausnirnar eru til reiðu Margar af þeim lausnum sem nauðsynlegar eru til að ná fram orkuskiptum í þessum geirum hafa nú þegar litið dagsins ljós. Bein nýting rafmagns og geymsla þess í rafhlöðum verður eflaust ofan á fyrir einkabíla og léttari tæki. Fyrir mun stærri tæki, s.s. farþegaflugvélar og flutningaskip á lengri leiðum milli landa, má nýta endurnýjanlega raforku til framleiðslu vetnis og annars rafeldsneytis sem getur komið í stað þess jarðefnaeldsneytis sem þessi tæki nota í dag. Fyrir meðalstór tæki má segja að línurnar séu ekki eins skýrar. Þar má t.d. nefna þungaflutninga á landi, þar sem tekist er á um ágæti mögulegra lausna – þá aðallega hvort geymsla raforku í rafhlöðum eða á formi vetnis muni verða ofan á. Hvor lausn um sig hefur klára kosti en einnig galla sem erfitt er að komast hjá. Rafhlöður og/eða vetni Geymsla raforku í rafhlöðum er ótvírætt besta lausnin þegar orkunýtnin er skoðuð ein og sér. Orkutöpin eru óveruleg á leiðinni frá virkjun, alla leið í rafhlöðu bíls og þaðan til rafmótors sem knýr flutningabílinn áfram. Sama verður ekki sagt um vetni þar sem nýtnin er lægri. Nokkur töp verða við framleiðslu vetnis og einnig þegar vetni er nýtt í efnarafala um borð í flutningabílnum sem leysir raforkuna aftur úr læðingi. Í grófum dráttum má gera ráð fyrir því að rúmlega tvöfalt meiri raforku þurfi í upphafi til að knýja vetnisflutningabíl samanborið við rafmagnsflutningabíl. Málið er þó ekki svona einfalt og horfa verður á lausnirnar tvær heildstætt. Hvert kg vetnis geymir rúmlega hundraðfalt það orkumagn sem hægt er að geyma í hverju kg rafhlöðu með núverandi tækni. Þetta gerir það að verkum að rafmagnsflutningabíll með ásættanlega drægni verður að taka frá fleiri tonn af burðargetu sinni til að flytja eigin orkugeymslu samanborið við vetnisflutningabílinn. Þetta getur haft mikil áhrif, sér í lagi fyrir flutninga sem takmarkast af þyngd frekar en rúmmáli. Þessi fjölmörgu tonn af rafhlöðum fyrir hvern bíl eru dýr í framleiðslu og valda miklu álagi á auðlindir jarðar því vistferill rafhlaðna er langt því frá fullkominn. Orkurýmd rafhlaðna dvínar einnig með tímanum og rýmdin minnkar í kulda sem hefur mikil áhrif hér á landi. Innviðaþörf mun spila stórt hlutvert Hleðslutími er annar mikilvægur þáttur. Uppitími skiptir miklu máli í flutningum og því er ansi kostnaðarsamt að láta bíla standa í hleðslu í stað þess að vera á ferðinni. Hægt er að fylla flutningabíl með vetni á nokkrum mínútum, en það getur tekið fleiri klukkustundir að fullhlaða rafmagnsflutningabíl. Hleðsluinnviðir eru þó í stöðugri þróun, verða sífellt afkastameiri sem skilar sér í styttri hleðslutíma. Brátt koma á markað hleðslustöðvar sem hlaðið geta á MW skala en slíkir innviðir eru enn gríðarlega dýrir og gætu orðið takmarkandi þáttur við útbreiðslu rafmagnsflutningabíla. Verðskrár mun afkastaminni hraðhleðslustöðva hér á landi sýna þetta í raun – raforkuverðið margfaldast þegar kostnaði við rekstur hleðslustöðvarinnar er bætt við sjálft orkuverðið. Í ofanálag gæti reynst snúið að koma orkunni á þá staði þar sem fjöldi flutningabíla þyrfti að geta hlaðið samtímis á miklu afli, án umfangsmikillar og kostnaðarsamrar uppbyggingar flutnings- og dreifikerfis raforku. Hér þarf því að vega og meta kosti hárrar orkunýtni á móti því hversu flókið og kostnaðarsamt það getur verið að koma upp nauðsynlegum innviðum sem gera notkun þessara tækja mögulega. Þetta er ein ástæða þess að notkun vetnis gæti hæglega orðið raunhæfur kostur – sérstaklega fyrir flutningabíla sem aka lengri vegalengdir með þyngri farm. Ólíklega er hér um að ræða tilfelli af „VHS eða Betamax“ þar sem ein lausn mun standa uppi sem klár sigurvegari. Spurningin er frekar hvar skiptingin verður á milli rafmagns- og vetnisflutningabíla. Framleiðendur veðja á hvort tveggja Við orkuskiptin eru notkunartilvikin jafn margvísleg og þau eru mörg og krefjast fjölbreyttra lausna – ekki síst í þungaflutningum á landi. Það er því ekki að ástæðulausu að nær allir helstu framleiðendur flutningabíla þróa nú báðar lausnir. Framleiðandinn Daimler hefur t.a.m. staðhæft að markmiðum um samdrátt í losun landflutninga verði aðeins náð með útbreiðslu bæði rafmagns- og vetnisflutningabíla. Metur framleiðandinn það svo að nýskráningar flutningabíla á næstu árum í Evrópu verði að 2/3 hlutum rafmagnsbílar og að 1/3 hluta vetnisbílar. Vegna notkunarmynsturs vetnisbílanna, sem verða líkast til notaðir á lengri leiðum með þyngri farm, verður hlutdeild þeirra og áhrif á samdrátt losunar mun meiri en sem nemur ofangreindri skiptingu. Landsvirkjun í fararbroddi Hvar sem línan verður dregin milli notkunar rafhlaðna, vetnis eða annars rafeldsneytis mun Landsvirkjun ekki láta sitt eftir liggja í stuðningi við orkuskiptin næstu ár og áratugi. Landsvirkjun þróar nýja virkjanakosti sem munu mæta aukinni eftirspurn eftir endurnýjanlegri raforku vegna orkuskipta, t.a.m. vegna beinnar rafvæðingar í landflutningum. Landsvirkjun þróar einnig vetnis- og rafeldsneytisverkefni og stígur þannig mikilvæg skref til að tryggja aðgengi að þessum orkugjöfum til framtíðar. Stuðningur Landsvirkjunar er ótvíræður við allar raunhæfar lausnir við orkuskiptin – hvort sem er á landi, á hafi eða í lofti. Það verður mjög spennandi að fylgjast með þróuninni á Íslandi næstu mánuðina. Fyrstu rafmagnsflutningabílarnir eru væntanlegir til landsins og nýsköpunarfyrirtæki hafa fengið styrki úr Orkusjóði til að koma vetnisflutningabílum á göturnar ásamt tilheyrandi innviðum. Reynsla þessara spennandi verkefna mun gefa góða innsýn inn í framtíð kolefnisfrírra vöruflutninga á landi. Höfundur er verkfræðingur og nýsköpunarstjóri hjá Landsvirkjun. Viltu birta grein á Vísi? Sendu okkur póst. Senda grein Orkumál Orkuskipti Landsvirkjun Mest lesið Orðskrípið sem bjarga á veiðigjaldinu Ólafur Adolfsson Skoðun Túlkun er ekkert að fara – en hvað ætlum við að gera með hana? Birna Ragnheiðardóttir Imsland Skoðun Óvandaður og einhliða fréttaflutningur RÚV af stríðinu á Gaza Birgir Finnsson Skoðun Hallarekstur í Hafnarfirði Jón Ingi Hákonarson Skoðun Hvað er verið að leiðrétta? Gabríel Ingimarsson,Sverrir Páll Einarsson,Alexander Hauksson,Ingvar Þóroddsson,María Ellen Steingrimsdóttir,Oddgeir Páll Georgsson,Ingunn Rós Kristjánsdóttir Skoðun Hvers konar Evrópuríki viljum við vera? Magnús Árni Skjöld Magnússon Skoðun Börn innan seilingar Árni Guðmundsson Skoðun Staðreyndir eða „mér finnst“ Birta Karen Tryggvadóttir Skoðun Efnahagslegur hagvöxtur þýðir ekki endilega samfélagslegur hagvöxtur Davíð Routley Skoðun Ekki leiðrétting heldur skattahækkun: Afstaða Sjálfstæðisflokksins er skýr Guðrún Hafsteinsdóttir Skoðun Skoðun Skoðun Leiðrétting veiðigjalda mun skila sér í bættum innviðum Arna Lára Jónsdóttir skrifar Skoðun Hvað er verið að leiðrétta? Gabríel Ingimarsson,Sverrir Páll Einarsson,Alexander Hauksson,Ingvar Þóroddsson,María Ellen Steingrimsdóttir,Oddgeir Páll Georgsson,Ingunn Rós Kristjánsdóttir skrifar Skoðun Efnahagslegur hagvöxtur þýðir ekki endilega samfélagslegur hagvöxtur Davíð Routley skrifar Skoðun Börn innan seilingar Árni Guðmundsson skrifar Skoðun Hallarekstur í Hafnarfirði Jón Ingi Hákonarson skrifar Skoðun Hvers konar Evrópuríki viljum við vera? Magnús Árni Skjöld Magnússon skrifar Skoðun Orðskrípið sem bjarga á veiðigjaldinu Ólafur Adolfsson skrifar Skoðun Túlkun er ekkert að fara – en hvað ætlum við að gera með hana? Birna Ragnheiðardóttir Imsland skrifar Skoðun Hagsmunir heildarinnar - Kafli tvö: Eiskrandi kröfur Hannes Örn Blandon skrifar Skoðun Palestína er að verja sig, ekki öfugt Stefán Guðbrandsson skrifar Skoðun Óvandaður og einhliða fréttaflutningur RÚV af stríðinu á Gaza Birgir Finnsson skrifar Skoðun Lýðræði á ystu nöf: Hver er afstaða unga fólksins? Jonas Hammer skrifar Skoðun Hvað ef ég hjóla bara í vinnuna? Eiríkur Búi Halldórsson skrifar Skoðun Litlu ljósin á Gaza Guðbrandur Einarsson skrifar Skoðun Ekki leiðrétting heldur skattahækkun: Afstaða Sjálfstæðisflokksins er skýr Guðrún Hafsteinsdóttir skrifar Skoðun Staðreyndir eða „mér finnst“ Birta Karen Tryggvadóttir skrifar Skoðun Fjármagna áfram hernað Rússlands Hjörtur J. Guðmundsson skrifar Skoðun Frídagar í klemmu Jón Júlíus Karlsson skrifar Skoðun Fasteignaviðskipti – tímabært að endurskoða leikreglurnar? Hlynur Júlísson skrifar Skoðun Í skugga kerfis sem brást! Harpa Hildiberg Böðvarsdóttir skrifar Skoðun Jöfn vernd fyrir öll börn í veröldinni Gunnar Hersveinn skrifar Skoðun Helför Palestínumanna í beinni útsendingu – viljum við vera samsek? Ólafur Ingólfsson skrifar Skoðun Byggð í Norðvesturkjördæmi: lífæð framtíðar Íslands Ragnar Rögnvaldsson skrifar Skoðun Hverju hef ég stjórn á? Álfheiður Ingólfsdóttir skrifar Skoðun Metnaður eða metnaðarleysi? Sumarrós Sigurðardóttir skrifar Skoðun „Þetta er allt í vinnslu“ María Pétursdóttir skrifar Skoðun Arðsemi og tilgangur - eitt útilokar ekki annað Elva Rakel Jónsdóttir,Erla Ósk Ásgeirsdottir skrifar Skoðun Iðnaðarstefna – stökkpallur inn í næsta hagvaxtarskeið Sigurður Hannesson skrifar Skoðun Hættum að bregðast íslensku hryssunni Rósa Líf Darradóttir skrifar Skoðun Börnin bíða meðan lausnin stendur auð Álfhildur Leifsdóttir skrifar Sjá meira
Orkuskipti eru á allra vörum sem eitt mest aðkallandi verkefni samtímans. Ísland er í þeirri öfundsverðu stöðu að hér á landi byggir raforkukerfið nær eingöngu á endurnýjanlegri orku frá vatnsafls- og jarðvarmavirkjunum. Húshitun gerir það sömuleiðis og er losun koldíoxíðs frá þessum geirum því hverfandi á Íslandi miðað við það sem þekkist við raforkuvinnslu og húshitun almennt á heimsvísu. Losunin sem eftir stendur, og er á beinni ábyrgð Íslands, á uppruna sinn einna helst í vöruflutningum, sjávarútvegi og samgöngum. Lausnirnar eru til reiðu Margar af þeim lausnum sem nauðsynlegar eru til að ná fram orkuskiptum í þessum geirum hafa nú þegar litið dagsins ljós. Bein nýting rafmagns og geymsla þess í rafhlöðum verður eflaust ofan á fyrir einkabíla og léttari tæki. Fyrir mun stærri tæki, s.s. farþegaflugvélar og flutningaskip á lengri leiðum milli landa, má nýta endurnýjanlega raforku til framleiðslu vetnis og annars rafeldsneytis sem getur komið í stað þess jarðefnaeldsneytis sem þessi tæki nota í dag. Fyrir meðalstór tæki má segja að línurnar séu ekki eins skýrar. Þar má t.d. nefna þungaflutninga á landi, þar sem tekist er á um ágæti mögulegra lausna – þá aðallega hvort geymsla raforku í rafhlöðum eða á formi vetnis muni verða ofan á. Hvor lausn um sig hefur klára kosti en einnig galla sem erfitt er að komast hjá. Rafhlöður og/eða vetni Geymsla raforku í rafhlöðum er ótvírætt besta lausnin þegar orkunýtnin er skoðuð ein og sér. Orkutöpin eru óveruleg á leiðinni frá virkjun, alla leið í rafhlöðu bíls og þaðan til rafmótors sem knýr flutningabílinn áfram. Sama verður ekki sagt um vetni þar sem nýtnin er lægri. Nokkur töp verða við framleiðslu vetnis og einnig þegar vetni er nýtt í efnarafala um borð í flutningabílnum sem leysir raforkuna aftur úr læðingi. Í grófum dráttum má gera ráð fyrir því að rúmlega tvöfalt meiri raforku þurfi í upphafi til að knýja vetnisflutningabíl samanborið við rafmagnsflutningabíl. Málið er þó ekki svona einfalt og horfa verður á lausnirnar tvær heildstætt. Hvert kg vetnis geymir rúmlega hundraðfalt það orkumagn sem hægt er að geyma í hverju kg rafhlöðu með núverandi tækni. Þetta gerir það að verkum að rafmagnsflutningabíll með ásættanlega drægni verður að taka frá fleiri tonn af burðargetu sinni til að flytja eigin orkugeymslu samanborið við vetnisflutningabílinn. Þetta getur haft mikil áhrif, sér í lagi fyrir flutninga sem takmarkast af þyngd frekar en rúmmáli. Þessi fjölmörgu tonn af rafhlöðum fyrir hvern bíl eru dýr í framleiðslu og valda miklu álagi á auðlindir jarðar því vistferill rafhlaðna er langt því frá fullkominn. Orkurýmd rafhlaðna dvínar einnig með tímanum og rýmdin minnkar í kulda sem hefur mikil áhrif hér á landi. Innviðaþörf mun spila stórt hlutvert Hleðslutími er annar mikilvægur þáttur. Uppitími skiptir miklu máli í flutningum og því er ansi kostnaðarsamt að láta bíla standa í hleðslu í stað þess að vera á ferðinni. Hægt er að fylla flutningabíl með vetni á nokkrum mínútum, en það getur tekið fleiri klukkustundir að fullhlaða rafmagnsflutningabíl. Hleðsluinnviðir eru þó í stöðugri þróun, verða sífellt afkastameiri sem skilar sér í styttri hleðslutíma. Brátt koma á markað hleðslustöðvar sem hlaðið geta á MW skala en slíkir innviðir eru enn gríðarlega dýrir og gætu orðið takmarkandi þáttur við útbreiðslu rafmagnsflutningabíla. Verðskrár mun afkastaminni hraðhleðslustöðva hér á landi sýna þetta í raun – raforkuverðið margfaldast þegar kostnaði við rekstur hleðslustöðvarinnar er bætt við sjálft orkuverðið. Í ofanálag gæti reynst snúið að koma orkunni á þá staði þar sem fjöldi flutningabíla þyrfti að geta hlaðið samtímis á miklu afli, án umfangsmikillar og kostnaðarsamrar uppbyggingar flutnings- og dreifikerfis raforku. Hér þarf því að vega og meta kosti hárrar orkunýtni á móti því hversu flókið og kostnaðarsamt það getur verið að koma upp nauðsynlegum innviðum sem gera notkun þessara tækja mögulega. Þetta er ein ástæða þess að notkun vetnis gæti hæglega orðið raunhæfur kostur – sérstaklega fyrir flutningabíla sem aka lengri vegalengdir með þyngri farm. Ólíklega er hér um að ræða tilfelli af „VHS eða Betamax“ þar sem ein lausn mun standa uppi sem klár sigurvegari. Spurningin er frekar hvar skiptingin verður á milli rafmagns- og vetnisflutningabíla. Framleiðendur veðja á hvort tveggja Við orkuskiptin eru notkunartilvikin jafn margvísleg og þau eru mörg og krefjast fjölbreyttra lausna – ekki síst í þungaflutningum á landi. Það er því ekki að ástæðulausu að nær allir helstu framleiðendur flutningabíla þróa nú báðar lausnir. Framleiðandinn Daimler hefur t.a.m. staðhæft að markmiðum um samdrátt í losun landflutninga verði aðeins náð með útbreiðslu bæði rafmagns- og vetnisflutningabíla. Metur framleiðandinn það svo að nýskráningar flutningabíla á næstu árum í Evrópu verði að 2/3 hlutum rafmagnsbílar og að 1/3 hluta vetnisbílar. Vegna notkunarmynsturs vetnisbílanna, sem verða líkast til notaðir á lengri leiðum með þyngri farm, verður hlutdeild þeirra og áhrif á samdrátt losunar mun meiri en sem nemur ofangreindri skiptingu. Landsvirkjun í fararbroddi Hvar sem línan verður dregin milli notkunar rafhlaðna, vetnis eða annars rafeldsneytis mun Landsvirkjun ekki láta sitt eftir liggja í stuðningi við orkuskiptin næstu ár og áratugi. Landsvirkjun þróar nýja virkjanakosti sem munu mæta aukinni eftirspurn eftir endurnýjanlegri raforku vegna orkuskipta, t.a.m. vegna beinnar rafvæðingar í landflutningum. Landsvirkjun þróar einnig vetnis- og rafeldsneytisverkefni og stígur þannig mikilvæg skref til að tryggja aðgengi að þessum orkugjöfum til framtíðar. Stuðningur Landsvirkjunar er ótvíræður við allar raunhæfar lausnir við orkuskiptin – hvort sem er á landi, á hafi eða í lofti. Það verður mjög spennandi að fylgjast með þróuninni á Íslandi næstu mánuðina. Fyrstu rafmagnsflutningabílarnir eru væntanlegir til landsins og nýsköpunarfyrirtæki hafa fengið styrki úr Orkusjóði til að koma vetnisflutningabílum á göturnar ásamt tilheyrandi innviðum. Reynsla þessara spennandi verkefna mun gefa góða innsýn inn í framtíð kolefnisfrírra vöruflutninga á landi. Höfundur er verkfræðingur og nýsköpunarstjóri hjá Landsvirkjun.
Hvað er verið að leiðrétta? Gabríel Ingimarsson,Sverrir Páll Einarsson,Alexander Hauksson,Ingvar Þóroddsson,María Ellen Steingrimsdóttir,Oddgeir Páll Georgsson,Ingunn Rós Kristjánsdóttir Skoðun
Ekki leiðrétting heldur skattahækkun: Afstaða Sjálfstæðisflokksins er skýr Guðrún Hafsteinsdóttir Skoðun
Skoðun Hvað er verið að leiðrétta? Gabríel Ingimarsson,Sverrir Páll Einarsson,Alexander Hauksson,Ingvar Þóroddsson,María Ellen Steingrimsdóttir,Oddgeir Páll Georgsson,Ingunn Rós Kristjánsdóttir skrifar
Skoðun Efnahagslegur hagvöxtur þýðir ekki endilega samfélagslegur hagvöxtur Davíð Routley skrifar
Skoðun Túlkun er ekkert að fara – en hvað ætlum við að gera með hana? Birna Ragnheiðardóttir Imsland skrifar
Skoðun Ekki leiðrétting heldur skattahækkun: Afstaða Sjálfstæðisflokksins er skýr Guðrún Hafsteinsdóttir skrifar
Skoðun Helför Palestínumanna í beinni útsendingu – viljum við vera samsek? Ólafur Ingólfsson skrifar
Skoðun Arðsemi og tilgangur - eitt útilokar ekki annað Elva Rakel Jónsdóttir,Erla Ósk Ásgeirsdottir skrifar
Hvað er verið að leiðrétta? Gabríel Ingimarsson,Sverrir Páll Einarsson,Alexander Hauksson,Ingvar Þóroddsson,María Ellen Steingrimsdóttir,Oddgeir Páll Georgsson,Ingunn Rós Kristjánsdóttir Skoðun
Ekki leiðrétting heldur skattahækkun: Afstaða Sjálfstæðisflokksins er skýr Guðrún Hafsteinsdóttir Skoðun