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? Kynntu þér reglur ritstjórnar um skoðanagreinar. Senda grein Orkumál Orkuskipti Landsvirkjun Mest lesið Mun Ísland missa af hundruðum milljarða? Einar Örn Ólafsson,Daði Pálsson,Jón Kjartan Jónsson,Steinþór Pálsson,Margrét Ágústa Sigurðardóttir Skoðun Hver á takkana? Þegar aðrir snerta gömul sálræn sár Sigríður Björk Þormar Skoðun Nú er komið að þér, Kristrún! Svanur Már Snorrason Skoðun Skilaboð til landsbyggðarinnar Trausti Hjaltason Skoðun Kvittanirnar segja meira en pólitískar fyrirsagnir Ragnar Sigurðsson Skoðun Opið bréf til innviðaráðherra og atvinnuvegaráðherra Örvar Marteinsson Skoðun Er þetta ekki nóg? Sigurður Líndal Þórisson Skoðun Námsmat, aðalnámskrá og fagleg ábyrgð skólastjóra Hjálmar Bogi Hafliðason,Jón Páll Haraldsson,Kristín Jóhannesdóttir,Margrét Sverrisdóttir,Snædís Valsdóttir,Þóranna Rósa Ólafsdóttir Skoðun Fjárhagsstaða Hafnarfjarðar er grafalvarleg og nauðsynlegt að grípa í taumana strax Árni Rúnar Þorvaldsson Skoðun Hæsta framlag til Loftbrúar frá upphafi staðreynd Eydís Ásbjörnsdóttir Skoðun Skoðun Skoðun Málshraðasögur Dvalarleyfi Eva Hauksdóttir skrifar Skoðun Þátttaka skiptir máli – alþjóðlegur dagur iðjuþjálfunar Þóra Leósdóttir skrifar Skoðun Hugsjónasvelta Reykjavík Líf Magneudóttir ,Sanna Magdalena Mörtudóttir skrifar Skoðun Málverkið og mælikvarðinn - Um litadýrð, líffræði og fegurð Hilmar Kristinsson skrifar Skoðun Um Stafræna heilsu: Karp er best með forsjá Alma D. Möller skrifar Skoðun Piparsveinar fagna nýútkominni skýrslu um strandveiðar Kjartan Sveinsson skrifar Skoðun Loftbrúin fjarlægist skosku leiðina Berglind Harpa Svavarsdóttir skrifar Skoðun Norðurlönd gætu misst Grænland og Færeyjar ef endurskoðun Helsingforssamningsins dregst á langinn Maiken Poulsen Englund,Lars Barfoed,Torbjörn Nyström,Sara Fleischer,Hrannar Björn Arnarsson skrifar Skoðun Þingmaðurinn sem ruglaði saman gagnrýni og andstöðu Hjálmar Bogi Hafliðason skrifar Skoðun Að segja satt frá og gera það strax! Álfheiður Ingadóttir skrifar Skoðun Um traust, ábyrgð og fagmennsku í listsamkeppnum Markús Þór Andrésson,Anna Rún Tryggvadóttir skrifar Skoðun Árangur LEB er ótvíræður – en fátækt eldri borgara er þjóðarskömm Björn Snæbjörnsson skrifar Skoðun Takk fyrir, ferðamaður! Björgvin Jóhannesson skrifar Skoðun Sérstaða Íslands: forskot eða fjötur um fót? Hugrún Elvarsdóttir skrifar Skoðun Í framlínu náttúruverndar í 50 ár Magnús Hallur Jónsson skrifar Skoðun Frumkvöðull snýst gegn eigin hugmyndum Sigurjón Þórðarson skrifar Skoðun Ofbeldi kemur ekki úr vegabréfi. Það sprettur af fátækt, útilokun og lygum Ian McDonald skrifar Skoðun Viðreisn einfaldar regluverk og minnkar báknið Hanna Katrín Friðriksson skrifar Skoðun Aðgerðaleysi fjármálaráðherra kemur erlendum tæknirisum til góða Guðmundur Halldór Björnsson skrifar Skoðun Kvittanirnar segja meira en pólitískar fyrirsagnir Ragnar Sigurðsson skrifar Skoðun Nú er komið að þér, Kristrún! Svanur Már Snorrason skrifar Skoðun Hefði Evrópa getað keypt sigur á Rússum fyrir tveimur árum?! Sigvaldi Einarsson skrifar Skoðun Það er dýrt að hafa lítið val Svanfríður Bergvinsdóttir,Andri Ólafsson skrifar Skoðun Hækkun þar, hækkun hér, á endanum allt kaupið í skattana fer! Jóhann Friðrik Friðriksson skrifar Skoðun Nýr einkunnakvarði er aðeins hluti af sögunni Margrét Lilja Pálsdóttir skrifar Skoðun Skilaboð til landsbyggðarinnar Trausti Hjaltason skrifar Skoðun Hver ber ábyrgð þegar vernd barns týnist milli kerfa? Inga Henriksen skrifar Skoðun Hæsta framlag til Loftbrúar frá upphafi staðreynd Eydís Ásbjörnsdóttir skrifar Skoðun Öryggi þjóðarinnar verður ekki tryggt í Excel-skjali Bryndís Haraldsdóttir skrifar Skoðun Þegar stóru ríkin verða veikasti hlekkurinn Erna Bjarnadóttir 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.
Mun Ísland missa af hundruðum milljarða? Einar Örn Ólafsson,Daði Pálsson,Jón Kjartan Jónsson,Steinþór Pálsson,Margrét Ágústa Sigurðardóttir Skoðun
Námsmat, aðalnámskrá og fagleg ábyrgð skólastjóra Hjálmar Bogi Hafliðason,Jón Páll Haraldsson,Kristín Jóhannesdóttir,Margrét Sverrisdóttir,Snædís Valsdóttir,Þóranna Rósa Ólafsdóttir Skoðun
Fjárhagsstaða Hafnarfjarðar er grafalvarleg og nauðsynlegt að grípa í taumana strax Árni Rúnar Þorvaldsson Skoðun
Skoðun Norðurlönd gætu misst Grænland og Færeyjar ef endurskoðun Helsingforssamningsins dregst á langinn Maiken Poulsen Englund,Lars Barfoed,Torbjörn Nyström,Sara Fleischer,Hrannar Björn Arnarsson skrifar
Skoðun Um traust, ábyrgð og fagmennsku í listsamkeppnum Markús Þór Andrésson,Anna Rún Tryggvadóttir skrifar
Skoðun Árangur LEB er ótvíræður – en fátækt eldri borgara er þjóðarskömm Björn Snæbjörnsson skrifar
Skoðun Ofbeldi kemur ekki úr vegabréfi. Það sprettur af fátækt, útilokun og lygum Ian McDonald skrifar
Skoðun Aðgerðaleysi fjármálaráðherra kemur erlendum tæknirisum til góða Guðmundur Halldór Björnsson skrifar
Skoðun Hækkun þar, hækkun hér, á endanum allt kaupið í skattana fer! Jóhann Friðrik Friðriksson skrifar
Mun Ísland missa af hundruðum milljarða? Einar Örn Ólafsson,Daði Pálsson,Jón Kjartan Jónsson,Steinþór Pálsson,Margrét Ágústa Sigurðardóttir Skoðun
Námsmat, aðalnámskrá og fagleg ábyrgð skólastjóra Hjálmar Bogi Hafliðason,Jón Páll Haraldsson,Kristín Jóhannesdóttir,Margrét Sverrisdóttir,Snædís Valsdóttir,Þóranna Rósa Ólafsdóttir Skoðun
Fjárhagsstaða Hafnarfjarðar er grafalvarleg og nauðsynlegt að grípa í taumana strax Árni Rúnar Þorvaldsson Skoðun