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 „Ég veit alltaf hvar þú ert druslan þín!“ Linda Dröfn Gunnarsdóttir Skoðun Sólheimar – á milli tveggja heima Hallbjörn V. Fríðhólm Skoðun D, 3 eða rautt? Arnar Steinn Þórarinsson Skoðun Í dag er ég líka reiður! Davíð Bergmann Skoðun „Ég verð að vera fræg til að geta eignast vini“ – ranghugmynd sem stjórnaði lífi mínu í næstum því 30 ár Mamiko Dís Ragnarsdóttir Skoðun Tími til að tala leikskólana upp Bjarnveig Birta Bjarnadóttir Skoðun Kennum þeim íslensku Magnea Gná Jóhannsdóttir Skoðun Hættum eltingarleiknum við „gervigreindarsvindl“ – endurhönnum prófin í staðinn Sigvaldi Einarsson Skoðun Grunnskóli fyrir suma, biðlisti fyrir aðra, en „skref í rétta átt“ Sigurbjörg Erla Egilsdóttir,Theodóra S. Þorsteinsdóttir Skoðun Kæru samborgarar, ég er ástæðan fyrir mögulegum skertum lífsgæðum ykkar Andri Valgeirsson Skoðun Skoðun Skoðun Fundur á Akureyri um hættulega úrelta stjórnarskrá Íslands Hjörtur Hjartarson,,Katrín Oddsdóttir skrifar Skoðun Vissir þú þetta? Rakel Linda Kristjánsdóttir,Sigurlaug Kristjánsdóttir skrifar Skoðun Íslensk samvinna fyrir loftslag og náttúru. Skógræktarfélag Íslands, Votlendissjóður og Carbfix Brynjólfur Jónsson,Ólafur Elínarson,Þórunn Inga Ingjaldsdóttir skrifar Skoðun Fatlað fólk ber ekki ábyrgð á lífsgæðum borgarbúa Anna Lára Steindal skrifar Skoðun Á Kópavogur að vera fallegur bær? Hákon Gunnarsson skrifar Skoðun Börn og stuðningur við þau í íþrótta- og tómstundastarfi Eygló Ósk Gústafsdóttir,Kristín Skjaldardóttir,Þóra Sigfríður Einarsdóttir skrifar Skoðun Aðdragandi 7. oktober 2023 í Palestínu Þorvaldur Örn Árnason skrifar Skoðun Útlendingamálin á réttri leið Sigurjón Þórðarson skrifar Skoðun Eyjar í draumi eða dáleiðslu, þögnin í bæjarmálum er orðin hættuleg Jóhann Ingi Óskarsson skrifar Skoðun Kvíðir þú jólunum? Sóley Dröfn Davíðsdóttir skrifar Skoðun Í dag er ég líka reiður! Davíð Bergmann skrifar Skoðun NPA breytir lífum – það gleymist í umræðunni Rúnar Björn Herrera Þorkelsson skrifar Skoðun D, 3 eða rautt? Arnar Steinn Þórarinsson skrifar Skoðun Tími til að tala leikskólana upp Bjarnveig Birta Bjarnadóttir skrifar Skoðun „Ég veit alltaf hvar þú ert druslan þín!“ Linda Dröfn Gunnarsdóttir skrifar Skoðun Sólheimar – á milli tveggja heima Hallbjörn V. Fríðhólm skrifar Skoðun „Ég verð að vera fræg til að geta eignast vini“ – ranghugmynd sem stjórnaði lífi mínu í næstum því 30 ár Mamiko Dís Ragnarsdóttir skrifar Skoðun Hættum eltingarleiknum við „gervigreindarsvindl“ – endurhönnum prófin í staðinn Sigvaldi Einarsson skrifar Skoðun Dráp á börnum halda áfram þrátt fyrir vopnahlé Sveinn Rúnar Hauksson skrifar Skoðun Kennum þeim íslensku Magnea Gná Jóhannsdóttir skrifar Skoðun Grunnskóli fyrir suma, biðlisti fyrir aðra, en „skref í rétta átt“ Sigurbjörg Erla Egilsdóttir,Theodóra S. Þorsteinsdóttir skrifar Skoðun Erum ekki mætt í biðsal elliáranna Ragnheiður K. Guðmundsdóttir skrifar Skoðun Að vera eða ekki vera aumingi Helgi Guðnason skrifar Skoðun Kæru samborgarar, ég er ástæðan fyrir mögulegum skertum lífsgæðum ykkar Andri Valgeirsson skrifar Skoðun Setjum velferð barna og ungmenna í forgang og sameinumst um bætta lýðheilsu María Heimisdóttir,Dóra Guðrún Guðmundsdóttir skrifar Skoðun Rangfærslur sveitarfélaga um réttindi fatlaðs fólks Alma Ýr Ingólfsdóttir skrifar Skoðun Sameinumst í að enda stafrænt ofbeldi gegn fötluðum konum Anna Lára Steindal skrifar Skoðun Áskoranir í iðnnámi Íslendinga! Böðvar Ingi Guðbjartsson skrifar Skoðun Opin eða lokuð landamæri? Pétur Björgvin Sveinsson skrifar Skoðun Góð samviska er gulli betri Árni Sigurðsson 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.
„Ég verð að vera fræg til að geta eignast vini“ – ranghugmynd sem stjórnaði lífi mínu í næstum því 30 ár Mamiko Dís Ragnarsdóttir Skoðun
Hættum eltingarleiknum við „gervigreindarsvindl“ – endurhönnum prófin í staðinn Sigvaldi Einarsson Skoðun
Grunnskóli fyrir suma, biðlisti fyrir aðra, en „skref í rétta átt“ Sigurbjörg Erla Egilsdóttir,Theodóra S. Þorsteinsdóttir Skoðun
Skoðun Fundur á Akureyri um hættulega úrelta stjórnarskrá Íslands Hjörtur Hjartarson,,Katrín Oddsdóttir skrifar
Skoðun Íslensk samvinna fyrir loftslag og náttúru. Skógræktarfélag Íslands, Votlendissjóður og Carbfix Brynjólfur Jónsson,Ólafur Elínarson,Þórunn Inga Ingjaldsdóttir skrifar
Skoðun Börn og stuðningur við þau í íþrótta- og tómstundastarfi Eygló Ósk Gústafsdóttir,Kristín Skjaldardóttir,Þóra Sigfríður Einarsdóttir skrifar
Skoðun Eyjar í draumi eða dáleiðslu, þögnin í bæjarmálum er orðin hættuleg Jóhann Ingi Óskarsson skrifar
Skoðun „Ég verð að vera fræg til að geta eignast vini“ – ranghugmynd sem stjórnaði lífi mínu í næstum því 30 ár Mamiko Dís Ragnarsdóttir skrifar
Skoðun Hættum eltingarleiknum við „gervigreindarsvindl“ – endurhönnum prófin í staðinn Sigvaldi Einarsson skrifar
Skoðun Grunnskóli fyrir suma, biðlisti fyrir aðra, en „skref í rétta átt“ Sigurbjörg Erla Egilsdóttir,Theodóra S. Þorsteinsdóttir skrifar
Skoðun Kæru samborgarar, ég er ástæðan fyrir mögulegum skertum lífsgæðum ykkar Andri Valgeirsson skrifar
Skoðun Setjum velferð barna og ungmenna í forgang og sameinumst um bætta lýðheilsu María Heimisdóttir,Dóra Guðrún Guðmundsdóttir skrifar
„Ég verð að vera fræg til að geta eignast vini“ – ranghugmynd sem stjórnaði lífi mínu í næstum því 30 ár Mamiko Dís Ragnarsdóttir Skoðun
Hættum eltingarleiknum við „gervigreindarsvindl“ – endurhönnum prófin í staðinn Sigvaldi Einarsson Skoðun
Grunnskóli fyrir suma, biðlisti fyrir aðra, en „skref í rétta átt“ Sigurbjörg Erla Egilsdóttir,Theodóra S. Þorsteinsdóttir Skoðun