Vätgas-infrastruktur nu och i framtiden Analytiker Magnus Karlström 1
Partnerskap som främjar vätgas som energibärare 2
Det finns 200 vätgastankstationer i världen 3
Status för vätgasinfrastruktur Hur produceras vätgas till tankstationerna? Produktionsstrategi Distributionsstrategi o o Reformering av naturgas/(biogas) på tankstationen Elektrolys på tankstationen Decentraliserad produktion av vätgas dvs distribuera naturgas eller elektricitet till stationen o Användning av biproduktsvätgas Centraliserad produktion sen distribuera väte med tankbil (flytande eller gas) eller pipelines. 4
Status för vätgasinfrastruktur Vilka faktorer påverkar val av produktion o o o Tillgång till naturgas/(biogas) infrastruktur Vilken kapacitet behövs dvs hur många fordon Rimlig kostnad både för investering och vätgaspris vid pump Beräkning av kapacitetsbehov: (# FCVs X 0,7 kg/dag) + (# FC-buss X 30 kg/dag) => vätgasbehov per dag Om få fordon bäst att köra in vätgas med tankbil 5
Vätgasproduktion och distribution Vilka faktorer beror vätgaskostnaden på? Hur väl utnyttjas kapaciteten på stationen dvs hur många fordon tankar på stationen Oerhört viktigt i startskedet. Därför förespråkar många aktörer en klusterstratgi. Vad kostar energin (naturgas, elektricitet) som vätgas produceras av? Vätgaskostnaden blir inte mindre än kostnaden för råvaru energin/ (energieffektivitet vid produktion) Om vätgas distribueras via tankbilar Krav på renhet och trycknivå Dyrare med trycksatt vätgas än flytande väte vid distribution om längre avstånd 6
Vätgasinfrastruktur Delar i en Roll-out strategi Fokusera på nyckelregioner som har många tidiga användare USA - (LA, San Francisco) Europa (Skandinavien, Berlin) Ha många stationer och fordon i en stad/region för att maximera användningen av stationerna och för att bygga upp fordonsservice Koordinera multi-användning av stationer t ex med bussar, stationär kraft, gaffeltruckar Kontinuerligt öka andelen förnyelsebart i produktionsmixen 7
Vätgasinfrastruktur Kostnad vätgasproduktion (USD/kg) (H2A[1]) H2 produktion 2005 2015 2030 Kapacitet Utnyttjandegrad Distr. NG reformering 3,1 2,0 1500 kg/d 70% Central. Vind 9,5 2,7 125 000 kg/d 90% Central. Biomass förgasning Central. Förgasning av kol med CSS 5,1 2,4 155 000 kg/d 90% 5,1 2,2 308 000 kg/d 90% Central kärnkraft (svaveljod system, termokemiska system) 3,2 768 000 kg/d 90% 8
Vätgasinfrastruktur Andra framtida produktionsmetoder Alla produktionsmetoden är vätgas direkt från solljus utan att ta omvägen via elektricitet och elektrolys 1. Foto-elektrokemisk vätgasproduktion 2. High Temperature solar-thermolysis produktion av vätgas 3. Biologisk produktion av vätgas (finns många metoder) 4. Öka produktion av vätgas från reformering av biometan/naturgas med hjälp av solkoncentratorer/kärnkraft. 9
Hur mycket biogas behövs till Sveriges BC-flotta? För att en BC-bil ska ha räckvidden 500 km ca 3.5 kg vätgas = 3,5*33 kwh = 115 kwh vätgas Om 115 kwh vätgas behövs ca (85% komprimera vätgas, 70% reformering, 95% ledningsförluster) => ca 208 kwh naturgas/biogas (ca 1,8 ggr mer naturgas) => En BC-bil behöver 0,4 kwh naturgas/biogas/km Miljöprestanda är ungefär 201 g CO2 per kwh (naturgas) => ca 80 g / bil km Hur mycket naturgas/biogas skulle behövas för hela Sveriges bilflotta: 4,5 miljoner bilar * 14 730 km/år * 0,4 kwh/km = 26 TWh Naturgas / Biogas ( Totalt produceras ca 1,2 TWh biogas/år och ca 10 TWh naturgas används per år i Sverige (2007)) Potential biogas ca 12-17 TWh 10
Vätgasinfrastruktur Summering Det är möjligt att bygga en vätgasinfrastruktur som är kostnadseffektiv i jmfr med dagens bensininfrastruktur. Det finns även framtida produktionsmetoder som har mycket låga utsläpp av växthusgaser som kan bli kostnadseffektiva 11
Ekonomi Referenser [1] U.S. Department of Energy Hydrogen Posture Plan December 2006. www.hydrogen.energy.gov/pdfs/hydrogen_posture_pla n_dec06.pdf 12