Hydrogenbil

Audi vil satse på hydrogenbiler som slipper ut både eksos og damp

Hvor mye bedre er egentlig hydrogenbiler på utslipp?

Audi H-Tron er en ren hydrogenelektrisk konseptbil svært nært i slekt med elbilen E-Tron.
Audi H-Tron er en ren hydrogenelektrisk konseptbil svært nært i slekt med elbilen E-Tron. (Foto: Audi AG)

Hvor mye bedre er egentlig hydrogenbiler på utslipp?

Audi har vært blant de mer proaktive delene av Volkswagen-gruppen når det kommer til elektrifisering.

Deres elektriske E-Tron-SUV er første produksjonsbil ut fra den tyske produsenten, og flere batteribiler skal være på vei.

E-Tron er en populær elbil i Norge, og det er levert over 2400 eksemplarer i år.

Audi har likevel ikke tenkt å satse alt på ett kort. De har lansert konseptet H-Tron, som skal vises som prototype i år. I fremtiden planlegger de en litt annen type hydrogenbil.

I et intervju med Automobilwoche sier selskapets styremedlem for utvikling, Hans-Joachim Rothenpieler, at de jobber intenst med brenselcellehybrider.

Alle brenselcellebiler er i praksis er hybridbiler. De har et batteri som lagrer energi produsert av brenselceller, og de kan i tillegg bruke kraft fra brenselceller direkte til fremdrift.

Det finnes grader av dette. Et eksempel er Mercedes-Benz GLC F-Cell, en ladbar hydrogenbil med batteri som gir elektrisk rekkevidde på rundt 50 kilometer.

Det direkte utslippet fra fremdrift er dermed null og niks, selv når strømmen på batteriet er brukt opp. Utslippet er kun damp og vann.

Damp og eksos

Audi ser for seg noe i andre enden av skalaen: hydrogenhybride biler med forbrenningsmotor.

Altså en bil med bensin- eller dieseltank i tillegg til hydrogentank. Tanken er at dette skal gi biler med lavt utslipp og lang rekkevidde.

Vi skal understreke at Audi H-Tron ikke faller inn under denne kategorien, men er en vanlig hydrogenhybrid.

– Kombinasjonen av hydrogen og forbrenningsmotor er et interessant alternativ for store biler som skal brukes over lange avstander – omtrent 600 til 800 kilometer, sier han til avisen.

Han mener at dette kan gjøre at Audi oppnår sine utslippsmål raskere enn de fleste vil tro.  

Les også

Strenge krav på vei

EUs kommende utslippskrav gjør at produsentene ikke kan ha et gjennomsnittlig utslipp på mer enn 95 gram CO2 per kilometer. Gjennomsnittet gjelder solgte biler, og ikke snittet for produsentens modellutvalg. Fra 2021 strammes dette til, og utslippene skal videre ned: 30 prosent fra 2021 til 2030. 

Dermed må de selge et betydelig antall biler med lavt utslipp om de skal fortsette å få selge biler med høyt utslipp. 

Løsningen kan være å lage elbiler, men for produsentene er utfordringen at europeere flest ikke ser for seg å gå for en ren elbil neste gang. 

Det kan skyldes manglende vilje fra bilprodusentene til å markedsføre elbiler, høyere priser på grunn av manglende insentiver, eller en kombinasjon av flere faktorer. 

Dette kartet viser hydrogenstasjoner i drift og under planlegging/bygging i Europa. Røde er ute av drift.
Dette kartet viser hydrogenstasjoner i drift og under planlegging/bygging i Europa. Røde er ute av drift. Skjermbilde: H2.live

Hva vil bilistene ha?

Det ser ut til at bilindustrien tror at kundene deres vil foretrekke å besøke en fyllestasjon for å skaffe seg drivstoff.

Men en hydrogenlobby i Europa jobber for å bygge ut et nett av stasjoner. I Tyskland er målet å bygge 100 fyllestasjoner innen utgangen av 2019.

Det er 71 hydrogenstasjoner i drift i Tyskland i dag. Ikke rart at bilindustrien i landet ser et marked for hydrogenbiler. Alle de store tyske har planer for elbiler, men også for hydrogenbiler.

Audi ønsker nå ifølge Automobilwoche å komme med et hydrogen-mottrekk til konkurrentene BMW og Mercedes-Benz. Planene er klare til å rulles ut, skal vi tro Audi-direktør Bram Schot. 

Han sier til avisen at hydrogen er det neste logiske steget i elektrisk mobilitet.

Audi E-Tron lader på 50 kilowatt.
Elbilen Audi E-Tron lader. Foto: Marius Valle

Hydrogen som energibærer kan være et alternativ for nullutslipp dersom den produseres med fornybar energi. Om den produseres av naturgass er man like langt.

I tillegg har en hydrogenbil lav virkningsgrad sammenlignet med en batterielektrisk bil.

Til syvende og sist er det ingen enkel utregning å si helt sikkert om det ene er bedre enn det andre i et livsløpperspektiv. 

I en analyse av Mercedes-Benz GLC F-Cell, verifisert av TÜV Süd, får vi noen solide hint.

Hva er en elbil?

En elbil er en bil som har elektrisk fremdrift. En bil men hydrogenbrenselceller er en bil som drives av en elmotor, og er dermed også en elbil.

I vanlig dagligtale bruker vi imidlertid begrepet elbil om biler som kun har batteri som energilager. Kalles også BEV (battery electric vehicle)

Biler med hydrogenbrenselceller kalles hydrogenbiler, eller FCEV (fuel cell electric vehicle)

Biler med batteri i tillegg til en forbrenningsmotor kalles hybrider, eller PHEV/HEV (plug-in- /hybrid electric vehicle)

Så høyt er utslippet fra en hydrogenbil

Det er ikke omstridt at hydrogenbiler har langt lavere virkningsgrad enn en ren elbil.

Hydrogen oppstår ikke av seg selv, men produseres i hovedsak gjennom elektrolyse eller ved dampreformering av metan (naturgass/biogass).

Gassreformering gir et direkte CO2-utslipp. Elektrolyse krever store energimengder, og kommer energien fra fossile kilder, gir det indirekte CO2-utslipp.

I tillegg kommer virkningsgraden for systemet. Her er forskjellene store.

WTW (Well-to-wheel) beskriver virkningsgraden hele veien fra «brønnen» til hjulet.

Ifølge en forskningsrapport publisert i journalen Air Quality and Climate Change Journal (Forrest et. al. 2018) er virkningsgraden for en elbil 67 prosent, når det brukes WTW-tall. 

En hydrogenbil har til sammenligning en WTW-virkningsgrad på 22 prosent.

Det er ikke veldig mye bedre enn for deisel, som har en WTW-virkningsgrad på 20 prosent.

Les også

Lite energieffektivt

Dette skyldes i svært stor grad at det er svært lite energieffektivt å fremstille hydrogen. 60 prosent av energien man putter inn går tapt frem til hydrogenet er på tanken i bilen.

Til sammenligning er energitapet for bensin og diesel 20 prosent, og elbil 21 prosent.

Men mesteparten av energien i diesel og bensin går tapt i varme under forbrenning. Derfor er forbrenningsmotoren en real energisløser.

Mercedes-Benz GLC F-CELL. Bilde: Daimler AG

Problemet er at det er egentlig også hydrogenbrenselcellen. 45 prosent av energien går tapt fra hydrogenet går fra bilens tank, til det omdannes til rotasjonsenergi på hjulet, som gir fremdrift.

Elbilen har til sammenligning et energitap på bare 15 prosent fra batteri til fremdrift.

Høyt utgangspunkt

Som nevnt er Mercedes-analysen en livsløpsanalyse for selve bilen. Den tar for seg utslippet i hele prosessen, fra produksjon, via bruk, til skroting. 

Elbiler har i utgangspunktet et høyere utslipp gjennom produksjon enn forbrenningsmotorbiler. 

Hydrogenbiler kan også ha et høyt utslipp fra produksjonen, men i akkurat dette tilfellet er brenselcellen produsert med 90 prosent mindre platina enn forrige brenselcelle Mercedes brukte. Den nye brenselcellen er også designet med tanke på resirkulering.

Likevel er utslippet i utgangspunktet høyt – på nivå med en elbil i samme størrelse. Bilen starter med et utslipp på 15 tonn CO2 fra produksjon.

Det er hva som skjer etter dette som avgjør hvor mye utslipp bilen vil ha i hele sin levetid.

200.000 kilometer

I Mercedes' livsløpsanalyse er levetiden satt til 200.000 kilometer.

Kjøres den på hydrogen fra naturgass og vanlig EU-miks av elektrisitet – husk at GLC F-Cell er en ladbar hybrid – blir det totale livsløputslippet 34 tonn CO2.

Hyundai Nexo ved fyllestasjon på Kjørbo.
Hyundai Nexo ved fyllestasjon på Kjørbo. Foto: Marius Valle

Kjøres den derimot på hydrogen og elektrisitet fra helt fornybare kilder, faller utslippet til 16 tonn totalt.

Dermed kan en brenselcellebil ha et mye lavere utslipp enn en fossilbil, tross høyt utslipp i produksjonen.

Det er imidlertid ikke slik verden fungerer i praksis.

I et slikt scenario vil også fossilt drivstoff ha lavere CO2-avtrykk da det krever energi å raffinere, og den energien kommer fra strømproduksjon.

En elbil vil dessuten ha et enda lavere CO2-avtrykk, da det går mindre energi tapt.

Les også

Så lite slipper fossilutgaven ut

Mercedes-Benz har allerede publisert livsløpstall for den nærmeste ekvivalente bilen med forbrenningsmotor; den ladbare hybriden GLC 350 e 4Matic. Denne har et utslipp fra produksjon på 11,1 tonn. Det er ikke veldig mye mindre enn GLC F-Cell.

I et scenario hvor bilen kun lades med fornybar energi, har den et livsløpsutslipp på 25,6 tonn CO2.

I det realistiske scenarioet, hvor den lades med strøm fra EU-miks, er utslippet 37,9 tonn. 

Med andre ord; Slik verden ser ut i dag, er utslippet til GLC F-Cell mindre enn 4 tonn lavere enn en tilsvarende bil med forbrenningsmotor.

Om halvparten av hydrogenet kommer fra fornybare kilder, er utslippet 30,8 tonn. Det er foreløpig langt frem til et slikt scenario er realistisk.

Hvordan det i realiteten vil bli i fremtiden er uvisst. Noen er forkjempere for hydrogen fra gass, med karbonfangst- og lagring (CCS). Andre er forkjempere for elektrolyse av vann, noe som forutsetter svært mye fornybar energi til lav pris.

I praksis kommer bare rundt én prosent av hydrogenet i Europa fra fornybare kilder i dag.

Ukjent hvor mye elbilen slipper ut

Inntil videre har Mercedes-Benz ikke sluppet noen livsløpsanalyse for sin kommende elbil EQC. 

Det er rimelig å anta at EQC har høyere CO2-utslipp gjennom produksjon enn både GLC 350 e og GLC F-Cell. 

Det er også rimelig sikkert at den vil ha lavest energiforbruk av de tre. 

I en EAFO-rapport som tar for seg ulike fremdriftsteknologier i personbilmarkedet i EU mot 2050, anslås det at en bilpark bestående av elbiler vil gi en klar reduksjon i energiforbruket.

Fornybar energi kan gi lavere produksjonsutslipp – for alle biler

Mercedes-Benz hevder at de kan redusere utslippet fra produksjon av brenselcellebilen sin  ved å sørge for at fabrikkene deres bruker fornybar energi.

Det betyr ikke at de har tenkt å hekte fabrikkene sine direkte på vind- eller vannturbiner, men at de kjøper grønne sertifikater for energien de bruker. 

Men det vil uansett bety at den samme utslippsreduksjonen vil gjelde for alle biler de lager – elbiler inkludert.

Forskjellen i utslipp vil dermed være lik, helt til det blir nullutslipp i produksjon.

Les også

Kommentarer (33)

Kommentarer (33)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå