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 Til kennara og foreldra í Kópavogi María Ellen Steingrímsdóttir,Sigrún Ólöf Ingólfsdóttir Skoðun Við viljum ekki Sæbrautarstokk í nýja nefnd Regína Ásvaldsdóttir Skoðun Þegar einhverfan er ósýnileg: Stúlkur og konur á einhverfurófi Vigdís M. Jónsdóttir Skoðun Regnbogavottun – andleg valdbeiting? Sigfús Aðalsteinsson ,Ágústa Árnadóttir Skoðun Tímamót í uppbyggingarsögu Reykjavíkur Heiða Björg Hilmisdóttir Skoðun Eru heimgreiðslur verkfæri djöfulsins? Magnea Gná Jóhannsdóttir Skoðun Gæði kennslu: Vandaðir kennsluhættir lykillinn að gæðum menntunar Anna Kristín Sigurðardóttir,Berglind Gísladóttir,Birna María B. Svanbjörnsdóttir,Guðmundur Engilbertsson,Hermína Gunnþórsdóttir,Jóhann Örn Sigurjónsson,Rúnar Sigþórsson,Sólveig Zophoníasdóttir Skoðun Af hverju er verðbólga hjá okkur hærri en í nágrannalöndum? Halldór Jörgen Olesen Skoðun Viðreisn stendur með Reykvíkingum - strax Björg Magnúsdóttir Skoðun Kaupmaðurinn á horninu er svarið Einar Mikael Sverrisson Skoðun Skoðun Skoðun Framtíðin er þeirra! Steinar Bragi Sigurjónsson skrifar Skoðun Að búa til vettvanga fyrir samveru Sigurrós Elddís Huldudóttir skrifar Skoðun Popúlískar staðreyndir eða hvað! Einar Gísli Gunnarsson skrifar Skoðun Frelsið til að eiga heimili Guðný María Jóhannsdóttir skrifar Skoðun Regnbogavottun – andleg valdbeiting? Sigfús Aðalsteinsson ,Ágústa Árnadóttir skrifar Skoðun Græna, græna byltingin Ómar H. Kristmundsson skrifar Skoðun Hafnarfjörður í sókn Árni Rúnar Árnason skrifar Skoðun Þjóðaratkvæðagreiðsla um ESB: Hvað erum við að kjósa um? Valerio Gargiulo skrifar Skoðun Það sem sveitastjórnir geta gert gegn kynbundnu ofbeldi Drífa Snædal skrifar Skoðun Af hverju er verðbólga hjá okkur hærri en í nágrannalöndum? Halldór Jörgen Olesen skrifar Skoðun Tímamót í uppbyggingarsögu Reykjavíkur Heiða Björg Hilmisdóttir skrifar Skoðun Uppbygging íþróttamannvirkja á Akureyri - hugsum lengra Sindri S. Kristjánsson skrifar Skoðun Gæði kennslu: Vandaðir kennsluhættir lykillinn að gæðum menntunar Anna Kristín Sigurðardóttir,Berglind Gísladóttir,Birna María B. Svanbjörnsdóttir,Guðmundur Engilbertsson,Hermína Gunnþórsdóttir,Jóhann Örn Sigurjónsson,Rúnar Sigþórsson,Sólveig Zophoníasdóttir skrifar Skoðun Skólinn á að rúma okkur öll Rakel Viggósdóttir ,Rósanna Andrésdóttir skrifar Skoðun Þurfum við nýtt kerfi í stað jafnlaunavottunar? Diljá Mist Einarsdóttir skrifar Skoðun Viðreisn stendur með Reykvíkingum - strax Björg Magnúsdóttir skrifar Skoðun Eru heimgreiðslur verkfæri djöfulsins? Magnea Gná Jóhannsdóttir skrifar Skoðun Allir æfa – Reykjavík á hreyfingu Rúnar Freyr Gíslason,Hafrún Kristjánsdóttir,Bjarni Fritzson skrifar Skoðun Til kennara og foreldra í Kópavogi María Ellen Steingrímsdóttir,Sigrún Ólöf Ingólfsdóttir skrifar Skoðun Byrjum á grunninum ekki þakinu Sigurlaug Vigdís Einarsdóttir skrifar Skoðun Brottflutningur bandarísks herliðs frá Evrópu Arnór Sigurjónsson skrifar Skoðun Geðheilbrigðisvandi, taktu númer…. Elín Anna Baldursdóttir skrifar Skoðun Ég kýs með leikskólahjartanu Kristín Dýrfjörð skrifar Skoðun Fleiri fána! Guðmundur Edgarsson skrifar Skoðun Við viljum ekki Sæbrautarstokk í nýja nefnd Regína Ásvaldsdóttir skrifar Skoðun Þegar niðurstaðan kemur á undan greiningunni Erna Bjarnadóttir skrifar Skoðun Kaupmaðurinn á horninu er svarið Einar Mikael Sverrisson skrifar Skoðun Kerfisbundinn ránsfengur: Hvernig OHF-væðingin breytti lýðveldinu í sjálfsafgreiðslustöð Sigurður Sigurðsson skrifar Skoðun Flokkur fólksins þorir og getur Guðmundur Ingi Þóroddsson skrifar Skoðun Hin leiðin í umferðarmálum Gunnar Einarsson 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.
Gæði kennslu: Vandaðir kennsluhættir lykillinn að gæðum menntunar Anna Kristín Sigurðardóttir,Berglind Gísladóttir,Birna María B. Svanbjörnsdóttir,Guðmundur Engilbertsson,Hermína Gunnþórsdóttir,Jóhann Örn Sigurjónsson,Rúnar Sigþórsson,Sólveig Zophoníasdóttir Skoðun
Skoðun Gæði kennslu: Vandaðir kennsluhættir lykillinn að gæðum menntunar Anna Kristín Sigurðardóttir,Berglind Gísladóttir,Birna María B. Svanbjörnsdóttir,Guðmundur Engilbertsson,Hermína Gunnþórsdóttir,Jóhann Örn Sigurjónsson,Rúnar Sigþórsson,Sólveig Zophoníasdóttir skrifar
Skoðun Allir æfa – Reykjavík á hreyfingu Rúnar Freyr Gíslason,Hafrún Kristjánsdóttir,Bjarni Fritzson skrifar
Skoðun Til kennara og foreldra í Kópavogi María Ellen Steingrímsdóttir,Sigrún Ólöf Ingólfsdóttir skrifar
Skoðun Kerfisbundinn ránsfengur: Hvernig OHF-væðingin breytti lýðveldinu í sjálfsafgreiðslustöð Sigurður Sigurðsson skrifar
Gæði kennslu: Vandaðir kennsluhættir lykillinn að gæðum menntunar Anna Kristín Sigurðardóttir,Berglind Gísladóttir,Birna María B. Svanbjörnsdóttir,Guðmundur Engilbertsson,Hermína Gunnþórsdóttir,Jóhann Örn Sigurjónsson,Rúnar Sigþórsson,Sólveig Zophoníasdóttir Skoðun