???,!!!!- sjá neðar!

| María

Ert þú með spurningar en vantar svör? 

Hér er svarað nokkrum spurningum sem snerta vetni og vetnisvinnslu. Ef þú finnur ekki svarið við þinni spurningu hafðu þá endilega samband og við munum gera okkar besta við að svara henni, en greindu frá þvi hver þú ert og hvernig þú hyggst nota upplýsingarnar. maria.maack@newenergy.is

Þessar spurningar hafa verið sendar til okkar í gegn um tíðiina frá Íslendingum, en algengara er að erlend börn spyrji hvenær við byrjum að hefja útflutning á vetni til landanna þeirra. Við sjáum fyrir okkur að rafmang og vetni verði búið til með alls kyns tækni úr endurnýjanlegri orku sem næst þeim sem nýta hana. Okkar kerfi eru miðað við það sem við getum notað, aðrir nota vindinn, öldur og strauma, sólargeisla og sólarhita. Framtíðiin verður sólarvædd, sjáum til.

 ????????  !!!!!!!!!!!!
Tæknitextinn er fullur af óskiljanlegum orðum. Hvað þýðir þetta allt??  Það eru mörg nýyrði sem fylgja nýrri tækni bæði á öðrum tungumálum og á íslensku. Lestrarheftið Vetni-orkuberinn hreini setur mörg ný iðorð í samhengi og gefur jafnframt enska heitið. En hér með er beint á enskan íðorðabanka sem gæti verið hjálplegur við lestur á erlendum greinum. Þegar ykkur dettur í hug góðar þýðingar látið okkur vita!! Maria.maack@newenergy.is

Og hér er síða hjá European hydrogen network á ensku sem safnar og skýrir orð og ný hugtök:

HyNet smellið á glossary efst á síðunni til að fá orðskýringar:

www.hynet.info/hydrogen_e/index00.html

 

Eru einhverjir aðrir en Íslendingar að prófa vetni??

 

 

Þessu er best svarað með því að vísa á  heimasíðu sem sýnir staðsetningu  vetnisstöðva sem eru í notkun eða byggingu. Lítið á: www.h2stations.org

 

 

Það er sagt að meira orku þurfi til að búa til vetni heldur en geymist í því. Hvað er hæft í þessu??

Þegar vetni er búið til tapast orka. Í Rafgreininum uppá Grjóthálsi geymist einungis 60-70% orkunnar sem fer inn í stöðina í orkunni í vetninu sem kemur út úr henni. Á sama hátt fer olía í það að flytja olíu til Íslands og olíu er brennt við að hreinsa hana og að vinna hana út jörðu. Olían mun líklega klárast á þessari öld. En það er aðallega mengun sem hvetur okkur til að taka upp nýtt eldnsneyti. Þegar við notum bensínbíla er líklegt að 10 - 15% af upphaflegu orkunni sem fór í tankinn á bílnum notist til að hreyfa bílinn en betri nýtni fæst út úr dísiltækni. Batteríisbílar sýna bestu nýtnina, en geymunum fylgja umhverfsvandamál og drægni þeirra er ekki mikil. Reiknað hefur verið út að miðað við landsvæði sem fer í að rækta bíódísil plöntur gæfu af sér 10 * meiri orku ef sama svæði væri þakið sólarhlöðum (PV).

Þegar notuð er endurnýjanleg orka til að búa til vetni  er áætlað nú að 30 - 40% upphaflegu orkunni nýtist til að hreyfa farartækið. Metan nýtist betur en er ekki hægt að vinna í það miklu mæli að það nægi öllum bílaflotanum og rafhlöður nýtist einnig betur en eru lengi að hlaðast. 

 Er til vetnisvél??  

Vetni er ýmist brennt í brunahólfsvélum eins og í venjulegum bílum, eða blandað saman við olíu eða gasi í gashreyflum eða þá er vetni notað með efnarafala sem vinnur rafmang úr vetninu og sendir það í rafmagnshreyfil sem einnig þarf að vera  í farartækinu. Hreyfillinn eða rafmagnsvélin sér um að breyta rafmagninu í hreyfingu drifskafts í farartæki.  Efnarafali er því eins og rafhlaða í bíl nema hvað að hún endist eins lengi og henni berst vetni frá elddsneytistönkunum.Efnarafalabílar eru í raun rafmagnsbílar.

Í vanalegum bílvélum er á sama hátt nauðsynlegt að hafa súrefni til staðar, stjórntæki og mismunandi vélarhluta fyrir utan sjálft brunahólfið og eldsneytið. Hins vegar er hægt að nota vetni á bíla sem hafa venjulegar bílvélar sem eru sérstaklega þéttar en þá tapast talsverður hluti orkunnar sem hiti !!

 

Einu vetnisbílarnir eru rándýrar frumgerðir, hvenær má vænta þess að þeir verði aðgengilegri fyrir almenning?

 

Hér eru það bílaframleiðendur og eftirspurn sem ráða ferðinni en líklegt er að blendingstæknin verði í öllum farartækjum framtíðarinnar og það er enn verið að þróa hana. Eldsneytið nýtist betur með þvi að miðla hluta hennar til rafhlaðna. Því má vænta að bílar, hópferðbílar og jafnvel skip verði drifin með rafhreyflum, rafhlöðum og vetni innan 30 ára. Samkvæmt bílaframleiðendum verða þeir á á markaði eftir 2012. Skoðið vefsíðuna Hydrogen cars til að líta á þá vetnisbíla sem nú eru í kynningu: !! Þeir sem við höfum séð hingað til eru frá Ford, Honda, Mazda, Toyota, Hundai og Daimler.

 

Hvað er efnarafali??

 

Efnarafali er tæki sem stýrir efnahvarfi vetnis við súrefni andrúmsloftsins og færir orkuna sem losnar yfir á form rafstraums. Vetnið brennur ekki og því tapast lítil orka í ferlinu. Efnahvarfið gerist vegna þess að efnarafalinn er búinn til úr skífum sem eru húðaðar með sérstökum efnahvata. Eina efnið sem myndast við ferlið er vatn og vatnsgufa!!. Sjá einnig litla vetnisvísinn

 

Er vetni hættulegt eldsneyti??

 

Vetni inniheldur mikla orku og er geymt undir miklum þrýstingi, því þarf að höndla það á réttan hátt. Rétt eins og með bensín og metangas, þarf að umgangast vetni með varúð. Ekki einungis erum við með nýtt eldsneyti heldur einnig að vinna  í fyrsta sinn með gastegund og háan þrýsting. Öll tæki og búnaður sem notaður er við vetnistæknina er öryggisprófaður og yfirfarinn af eftirlitsstofum. Þannig verður tækjabúnaður að taka mið af hámarks öryggisgæslu. Starfsfólk og almenningur þarf að temja sér að umgangast vetni af varúð, rétt eiins og við höfum vanist að fylgja reglum um notkun bensíns !!

Þetta þarf að hafa í huga um vetni:  Vetni er mjög létt efni – 14,4 sinnum léttara en andrúmsloftið og leita því ávallt upp á við(jarðgas er 1,7 sinnum léttara en andrúmsloftið).  Einnig dreifist vetni mun hraðar um loftið en jarðgas og bensíngufur, ef leki verður í vetnistönkum er það því fljótt að dreifa sér og lekki er gott að það lokist inni undir þaki. Ef kveikt er í vetni þá brennur það leifturhratt og er eldurinn er ósýnilegur vegna hás hitastigs.  Þó slökkviliðsmönnum líki yfirleitt ekki vel við vetni vegna ósýnilega brunans (það þarf sérstök gleraugu til að sjá brunann í dagsljósi) þá er fólk á brunasvæðinu yfirleitt ekki brunnið, nema það sé staðsett í eldtungunum, og verður fólk að sama skapi ekki fyrir reykeitrun. Þar sem vetni er léttara en loft þá leitar það alltaf upp á við, en aftur á móti eru bensíngufur og própangufur þyngri en andrúmsloftið og liggja því niður við gólf – en það skapar oftast meiri hættu fyrir fólk. Taka skal fram að það er ekkert samband á milli venjulegs vetnisgass, notað sem eldsneyti, og þeirra sérstöku samsæta sem eru notaðar í kjarnasamrunna til að knýja vetnissprengjur.  Það er ekki hægt að búa til vetnissprengju með venjulegu vetni, og þær aðstæður sem verða í kjarnasamrunna í vetnissprengju geta ekki gerst í vetnis slysum; þeim aðstæðum

 Hvað gerist þegar gufa frá umferð eykst mikið??  Svo vill til að 45% af þeim útblæstri sem kemur frá venjulegum bílum nú á dögum er einmitt vatnsgufa, 55% er úrgangur frá kolefnisbruna. Ef vatnið frá vetnisbílum verður of mikið eða myndar ís á veturna á götum þá er ekki mikill vandi að safna gufunni í ílát og losa það þar sem hentar.
 

Hvernig er öryggið tryggt?

Alþjóða staðlamiðstöðin (ISO) er að samræma öryggiskröfur og staðla sem allur búnaður þarf að standast við prófanir. Eftirlitsstofnanir í Þýskalandi og Noregi hafa verið leiðandi í þessum efnum og innan Evrópusambandsins er unnið af kappi við að samræma reglur og ramma fyrir varúðarráðstafanir og reglur um smíði og notkun búnaðar sem tengjast vetnistækni. Þannig munu liggja fyrir innan skamms einfaldar leiðbeiningar til almennings og starfsmanna um það hvernig beri að umgangast tæki og vetnisbúnað þegar hann kemur á almennan markað. Öryggið er byggt inn í búnaðinn- en eins og með öryggisbeltin, þá þarf náttúrulega að nota þau rétt !!
 Fer mikil orka í að framleiða vetni??  

Þegar orku er umbreytt frá einni gerð í aðra (til dæmis hreyfiorku í raforku eða öfugt) tapast óhjákvæmilega einhver orka. Þegar orkumannvirki eru byggð er reynt að hámarka nýtnina svo að fjárfestingin gefi sem mest í aðra hönd. Það sem skiptir máli er hvort það sé hagkvæmt að umbreyta henni, hvort að neytendur sætti sig verðið.Sem dæmi má nefna að orka tapast við að flytja olíu milli landa og við að umbreyta hráolíu yfir í bensín (73-91% nýtni frá uppsprettunni til bensínstöðvanna).  Slíkt orkutap er því ekki einungis tengt vetnisframleiðslu. Orkunýtnin við að vinna vetni úr jarðgasi er um 72-85% en þá er eftir að hreinsa vetnið fyrir efnarafla, og kostar það um 10% í viðbót, Í rafgreiningu er nýtnin um 70-75%; afgangurinn af orkunni fer út sem hiti sem mætti jafnvel rnýta.

P.s. Ef þessu væri öfugt farið, þ.e. að hægt væri að búa til orku úr engu, væri hægt að búa til eilífðarvél sem myndi brjóta öll lögmál eðlisfræðinnar.

Fyrst vetni er svona æðislegt af hverju eru þá ekki allir bílar vetnisbílar?  

Svo haldið sé áfram að fylgja eftir nýtni í kerfinu þá má segja að nýtnin er hins vegar mun betri í efnarafalatækjum en þar sem orkunnni er brennt og breytt í varma. Heildarnýtni vetnis kemur á móti orkumissinum í framleiðslunni.  Þó það sé hagnýtara að breyta hráolíu yfir í bensín en jarðgasi yfir í vetni þá kemur nýtni vetnisins í efnarafalsbíl á móti því hún er 2-3 sinnum betri en í bensínbíl.

 

Japanskar tölur frá Toyota sýna að um 88% af orkunni frá olíulind, endar sem bensín í tanki bíla, en einungis 16% af þeirri orku endar sem orka í hjólum á venjulegs bíls. Því er heildar nýtni orkukeðjunnar („well-to-wheel“) um 14%.  Bensínbíll með tvinntækni eins og Toyota Prius 2002 tvöfaldar þó nýtnina, þ.e. upp í 30% og nær heildar nýtni orkukeðjunnar 26% þegar allt gengur eftir í tæknþróuninni !!

 

Um 70 % nýtni fæst með því að umbreyta jarðgasi yfir í vetni, síðan er nýtni efnarafalans um 60% sem gerir heildar nýtni orkukeðjunnar um 42%

 

Hver er besta bílatæknin, metan-, vetnis- eða rafbílar

Svar við þessari spurningu veltur á afar mörgum samspilandi þáttum og líklega á svarið eftir að breytast nokkrum sinnum á næsta áratug, svo miklar eru breytingarnar og framfarirnar örar. Það er því ekki ólíklegt að svarið verði: jafngóð. Skoðum þessa kosti aðeins nánar:

 

Metantæknin hefur víða rutt sér til rúms. Metanbílar eru víða á almennum markaði, t.d. í Evrópu, þar sem metan er jafnframt notað til eldunar og hitunar í heimahúsum. Metan er ýmist unnið úr rotnandi lífrænum leifum (eins og í Reykjavík) og við nefnum það hauggas. En mest af því metani sem er nýtt í heiminum kemur frá endanlegum gaslindum svipað og olía og kol. Metanið er mest flutt í pípum um langar vegalengdir, en hér á landi er ein eldsneytisstöð sem selur vetni til bíla í Höfðahverfinu í Reykjavik. Í gögnum frá Metan hf kemur í ljós að hægt væri að reka 4000 bíla á því metan sem fellur hér til. Tveir metangasstrætisvagnar eru nú í notkun í höfðuborginni á vegum Strætó bs og margir þjónustubílar borgarinnar og Orkuveitu Reykjavíkur eru blendingsbílar með metan og bensín.

 

Strætisvagnafyrirtæki til dæmis í Malmö í Svíþjóð hafa farið að nýta blöndu af vetni og metan á vélarnar (Syngas) og þetta sést einnig á Ítalíu. Með því fæst meiri kraftur úr vélinni og hreinni útblástur (minna af CO2 og Nox/ ekinn km) og bilanatíðni lækkar. Vagnarnir eru fylltir rólega yfir nótt eins og aðrir metanvagnar í Svíþjóð.  

 

Við notkun vetnis losnar einungis vatnsgufa ef notaður er efnarafali til að fóðra rafhreyfilinn. Ef vinna á vetni úr vatni með rafmagni þarf að tryggja að rafdreifikerfið sé í stakk búið til að takast á við nýja stórnotendur og spennubreyta þarf til að laga spennuna að þörfum vetnisstöðvar. Einnig þarf vatn að vera við hendina. Það tekur um 10 mínútur að fylla á einn strætisvagn, skemur á fólksbíl, en ólíklegt er almenningur sætti sig við að þurfa að sækja vetnið á einn stað innan höfuðborgarsvæðisins.Vetnið er best flutt í formi rafmangs milli staða. En mest af því vetni sem fellur til í heiminum kemur frá stórum efnaiðnverum og olíuhreinsunarstöðvum. Í mið –Evrópu eru dreifipípur fyrir vetni í jörðu milli iðnvera því það er víða notað í efnaiðnaði.

 

Ef rafbílar verða algengari verður jafnframt að huga að dreifikerfi sem hentar til að hlaða rafgeymana. Þá þarf aðgengilegt stórt úttak ef hlaða á bílinn hratt, ekki minni en þau sem þarf fyrir þvottavélar og eldavélar og helst stærri. Hvar ætti að staðsetja innstungurnar? Er ekki líklegt að það yrði að veraí lokuðu rými og helst yfir nótt á meðan ekki er mikil notkun á dreifikerfinu. Enn tekur nokkurn tíma að hlaða nýjustu geyma en þeir eru nokkuð umhverfisvænni en eldri gerðir sem notuðust við kvikasilfur, blý og fleiri mengandi málma. Rafgeymar voru sendir frá Íslandi til Suður Svíþjóðar í endurvinnslu og fylgja því flutningar um langan veg og mikil staðbundin mengun. Nýjustu rafgeimar nota til dæmis Lithium en það er sjaldgæfur málmur sem einungis finnsst á tveimur stöðum á Jörðu. Aðrir geymar þurfa að vera vel heitir áður en þeir vinna rétt. Þannig að á þessarar tækni eru enn nokkrir agnúar.

Lang líklegast er að ýmsar gerðir eldsneytis og farartækja verði í notkun á hverjum stað allt eftir því hvaða auðlindir eru til staðar. Þetta þýðir að ,,SIGURVEGARINN“ er ekki í augsýn og líklegt að þeir verði nokkrir. Hér á landi hefur verið gefið í skyn að virkja megi til að framleiða rafmagn. Rafmang hentar best til að framleiða vetni á bíla sem þurfa að geta komist langar vegalengdir og vera snöggir í endurfyllingu. Rafmagn hentar einnig til að hlaða rafgeyma, en slíkt tekur lengri tíma og þarfnast jafnframt þess að rafdreifikerfið verði styrkt og endurhannað. Blendingsbílar sem ganga fyrir einhverju eldsneyti og nýta orkuna betur með rafgeymum eru tvímælalaust á leið inn á markað, en vetnistæknin er talin hreinust. Endanleg nýtni í þessari tækni er hins vegar ekki fyrirséð en samt nú þegar sambærileg við dísilbíla sem ganga á endanlegu steingerðu eldsneyti. Mikil orka tapast við það að brenna eldsneytinu miðað við það nýta sem rafmagn í gíralausum rafhreyflum. Þeir geta ýmist tekið við rafmangi frá rafgeymi eða úr efnarafala þar sem vetni er breytt í rafmagn.

 Segjum að það væri ákveðið í dag að hætta að kaupa olíu og allri bílar drifu á vetni. Hvað myndi taka langan tíma að breyta alveg yfir í nýja tækni?  

Vetnisfarartæki hafa verið í stöðugri þróun síðan 1991, en það hafa annars konar bílar verið einnig. Etanól unniði úr sykri og öðrum landbúnaðarvörum, metan úr jörðu og úr haugum, metanól gert úr kolum og vatni, allt er þetta komið á markað. Það er engann veginn öruggt að eitt eldsneyti verði ofan á heldur má  búast við nokkrum gerðum  eldsneytis. Í það minnsta þarf mikið magn til að reka allar samgöngur mannsins og mismunandi aðstæður í hverju landi gætu ráðið því hvað yrði algengast á hverjum stað. Slík breyting gæti tekið langan tíma en einnig stuttan ef vilji er fyrir hendi. Til dæmis tók vetnistækniþróunin við sér upp úr Íraksstríðnu. Sem dæmi er því spáð að það væri hægt að skipta út flestum bandarískum bílum á minna en áratug.  Það er nokkuð af vetnisstöðvum í Japan, Þýskalandi og Bandaríkjunum og er talið að fjöldinn eigi eftir að aukast hratt: Þýska Shell hefur sagt að ef vilji væri fyrir hendi væri hægt að koma upp vetnisdælum á öllum Þýsku bensínstöðvunum innan tveggja ára.  En hversu langan tíma umskiptin mun taka – er spurning um val, ekki örlög – það er mikilvægt að byrja, í stað þess að gera ekkert, og betra fyrr en seinna. 

    

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 




Íslensk NýOrka - Orkugarði, Grensásvegi 9, 108 Reykjavík - Sími: +354 588 03 10 - Fax: +354 588 03 15