Vastaan itselleni vedyn tuotantoon tarvittavasta energiasta:
Metaanista pyrolyysillä 5kWh, elektrolyysillä vedestä 50–55 kWh. Suomen sähkön hinnoilla siis toistaiseksi elektrolyysillä vetykilon muuttuva kustannus olisi esim. 20€/kg mutta voisi laskea esim. 2€/kg. Toisaalta tuolla noin 50Kwh energialla pääsisi akkujen avulla (kesällä) noin 300km. Mitenköhän polttokennon kustannus vertautuu akkuihin?
Vihreän vedyn tuotantokustannuksissa tärkein elementti on halpa sähkö. Jos katsotaan Suomen oletettua tuulivoimatuotantoa niin homma menee näin:
3GW:stä yli 18GW:hen alle kahdeksassa vuodessa. Plus aurinkovoima tuohon päälle. Eli edullista sähköä tulee olemaan paljon, joskin ne tuo omat ongelmansa. Eikä tämä ole pelkästään Suomen juttu, esimerkiksi Espanjassa on arvioitu että uusituivien energioiden tuotanto on 160GW vuonna 2030. Mutta keskitytään nyt Suomeen.
Eli sähköä on. Gasgrid arvioi siirtokustannuksiksi putkia pitkin:
Nyt alkaa selvitä miksi noita putkistoja vedynkuljetukseen ollaan tekemässä… Eli halpaa sähköä on jo lähitulevaisuudessa tarjolla ja vetyä voidaan myös edullisesti kuljettaa kuluttajan saataville tulevaisuudessa. Nämä kaksi asiaa on ne tärkeimmät saada jiiriin kun puhutaan vihreän vedyn hinnasta. Näyttää tosiaan siltä, että Suomessa tulevaisuudessa on edullista vihreää vetyä saatavilla. Toki myös elektrolyysilaitteistojen energiatehokkuus paranee koko ajan ja esimerkiksi hukkalämmölle on käyttöä.
Sitten tuohon esimerkkiisi mitä tarjosit, niin se on kauhean ongelmallinen. Monesti akkuautoista puhuttaessa unohdetaan sekä sähkönsiirtoverkon häviöt että itse lataushäviöt. Suomessa vissiin verkot sen verran hyvässä hapessa että siirtoverkkojen hävikki on luokkaa 5% vaikka ulkomailla se saattaa olla jopa luokkaa12%. Joku sähköalan ammamies vois korjata jos olen väärässä. Lataushäviöt perustuu suomalaisten käyttäjien kirjoituksiin netissä ja sen voi sanoa olevan luokkaa 20% koko vuoden osalta. Lämpimässä vähemmän, kylmässä enemmän ja pikalatauksessa myös enempi. Tähänkin saa ammamies antaa vastineen.
Nyt jos lasketaan noilla häviöillä niin 50 kwh:sta akkuun päätyy 38 kwh. Tekniikan Maailman kestotestissä ID4 mallin talviajan keskikulutus oli about 30kwh/100km. Eli tällä hetkellä 50kwh:lla pääsee rapiat 100km. Kesällä toki pääsee enemmän, mutta ei missään nimessä tuota laskennallista 300 kilometriä. Tämä on aika kipeä juttu, koska se on niin kritiikittömästi mennyt läpi aiempina vuosina. Mutta kyllä tässä on sellaiset ainekset että kulut pääsee yllättämään akkuautoilijan jos käyttää yltiöoptimistisia lähteitä. Tämä ei tarkoita etteikö akkuvoimalinja olisi energiatehokas, on se. Vetyvoimalinjat vaan saattaa päästä aika liki.
Näyttäisi siltä, että polttokennoajoneuvojen kulutus kasvaa kylmässä kelissä maltillisemmin. Minulla ei ole vielä näyttää mitään konkreettista tilastoa, vain muutamia artikkeleita asiaan koskien. Tilastoja joutuu odottelemaan vielä.
Kuitenkin Cänädäläisessä tutkimuksessa kävi näin:
A new study, realized in the US and funded under a National Fuel Cell Bus Program grant , provides a clear answer: the switch to cold temperatures (between -5 and 0° C) affects the range of up to 38 per cent decrease in case of battery-electric buses, and up to 23 per cent decrease for hydrogen-powered buses.
Eli tuohan on verrannollinen kulutuksen nousuun ja tässä tutkimuksessa vetybussi oli etevämpi. Tutkiessa myöskin Hyundai Nexon matka-ajo kulutuksia niin lämpimässä kuin kylmissä olosuhteissa saadaan eroksi melko pieni.
Hyundai Nexo Sets Hydrogen Endurance Record - But Why? (electrek.co)
Aussit ajoi matkaa 0.9kg kulutuksella (auton näyttämä) /100km ja ranskis -6 asteen pakkasessa noin 0.9kg (minun laskema) /100km. Nyt ymmärtänette ettei tämä pidä millään lailla tieteellisesti vettä, mutta nyt ei muutakaan ole. On hyvä myös huomata, että kyseessä on matka-ajon kulutukset jotka ovat aina keskikulutusta matalampia. Jäin vähän tähän kylmäkulutukseen jumiin, mutta tämä voi olla merkittäväkin asia kokonaisuuden kannalta. Tuollainen 900gr:n kulutus vastaa noin 30kwh:n kulutusta per 100km.
Polttokennojen kustannuksista löytyy todella hyvä Department of Energyn lappu:
DOE Hydrogen Program Record 21001: Durability-Adjusted Fuel Cell System Cost (energy.gov)
Kustannukset menevät alas tuotantomäärien kasvaessa ja yksi kriittinen raja on 100 000 kipaletta.
Tuo on aika paljon puhuva kuva. Nyt me tiedetään että Hyundaille valmistuu ensi vuonna uudet tuotantotilat ja tuotantokapasiteetti nousee reilusti yli sadan tuhannen kappaleen. Sama homma Toyotalla. Uutta kapasiteettia valmistuu ensi vuonna mutta lukuja ei saa ulos tältä firmalta. Ja Kiinalaistenkin volyymit kasvanevat jo ensi vuonna. Symbio Eurooppalaisena varmaan pääsee isoimpiin tuotantomääriin, mutta jää Aasialaisista selvästi.
Akuista olen tälle vuodelle nähnyt 160$/kwh. Enkä usko että halpenee.
Tilanne on aidosti mielenkiintoinen liikenteen osalta.
Irrallinen uutinen lopuksi. Kiinalaiset pystyvät tuottamaan noita vetyajoneuvoja jo jonkin verran. Tämäkin toimitus vastaa koko vuoden Hyzonin ja muiden länkkäreiden tuotantokapaa…
https://twitter.com/XCHGroup/status/1598874143751307264?s=20&t=VGTS7a810-evko9qzmYKEA
Sähköauton lataajan ei tarvitse ladatessaan maksaa erikseen sähköverkon häviöistä se on hinnassa sisässä. Siksi yksittäisen autolijan pohtiessa voimalinjaa tämän voi sivuuttaa. Sähköautoa ladatessa tosiaan osa tehosta muuttuu lämmöksi ja siksi hyväksyn että 50kWh ottotehosta akkuun siirtyy vain 40kWh. Jos auto olisi esim. Tesla Model Y niin maantiekulutuksella 16kWh tai moottoritiekulutuksella 20kWh sähköauto kulkisi kuitenkin 250km tai 200km mikä on kuitenkin kaksi kertaa enemmän kuin mainitulla vetypolttokennolla?
Edit: polttokennon ja akun ero pidemmällä ajomatkalla kylmässä selittynee lähinnä siillä että polttokennon tuottamaa lämpöä voidaan käyttää lämmitykseen kun akkukäyttöisessa autossa sähköä joudutaan käyttämään lämmitykseen.
Tervehdys. Minä yksinkertaisena kuluttajana (joita suurin osa kuluttajista on) ajattelen niin, että kun vedyn hinta pumpulla edelleen laskee tuosta 9 €/kg, vetyauton tankkaus on nopea, päästöinä vesihöyryä ja pks-seudulle tulee muutama ja suurimpiin kaupunkeihin vetyasemat, hankin heti vetauton.
Poistin Nexo ID-vertailun, koska en löytänyt alkuperäistä lähdettä.
Ei ehkä oikein voi väittää että kaksi kertaa enemmän.
Teslat on näissä vähän huonoja esimerkkejä, koska käsittääkseni auto ei kuljettajalle kerro paljonko se käyttää energiaa akun lämmittämiseen. Oikea tilanne toki näkyy noissa range testeissä. Esim. tässä:
Olet oikeassa siinä, että polttokennon tuottamaa lämpöä käytetään hyväkseen auton lämmityksessä. Onkin aiheellista kysyä, että onko se ns. hukattua energiaa? Mielestäni ei ole, sillä keski - ja pohjois-euroopassa auto tarvitsee lämmittää yllättävän monena kuukautena vuodessa. Toinen asia joka nostaa akkuauton kylmän kelin kulutusta on akuston lämmittäminen. FCEV:n ei sitä tarvitse tehdä. Tämä ei ole aina kovin helppo juttu ja jokainen autonvalmistaja vähän tekee tämän omalla erilaisella tavallaan.
Euroopassa on nyt tehty pari BEV vs FCEV testiä ja polttokennoautot ovat olleet nopeampia ja halvempia ajaa. Matkat ovat olleet aika pitkiä ja vauhti kovaa, joka suosii vetyä. Mutta mielestäni osoittaa sen, että kyllä nämä niin kuin kilpailukykyisiä on. Loppu riippuu sitten asiakkaan ajoprofiilista.
@Taitoo Kehtaatko laittaa linkkiä siihen artikkeliin?
Tässä on toinen, autoweekin tekemä:
Wat is beter voor lange trips: waterstof of EV? Autotest (autoweek.nl)
Totaal Toyota / Audi
Toyota halvempi. Kokonaisaika toitsulla 2h 40 min nopeampi. Kokonaiskulutus Mirailla 561kwh ja 378kwh Audilla. Että tuo se ajamisen ero on tällä hetkellä kesäkelissä. Kuitenkin, rohkenen väittää että Audin luvusta puuttuu lataushäviöt? 20% häviöillä kokonaiskulutus olisi 450kwh. Ajamisen kuluissahan ne toisaalta on mukana.
Tuohon ylläolevaan kulutukseen jos lisää tämän:
Niin kokonaiskulutuksissa ollaan jo aika likellä olettaen toki ettei Mirailla lähde kulutus ihan laukalle jostain syystä johtuen.
Molemmat voimalinjat ovat ICEjä aika paljon energiatehokkaampia mutta vain FCEV tarjoaa vastaavan suorituskyvyn. Itse olen horses for courses tyyppisen ajattelun kannalta, joten uskon kyllä että voimalinjoissa tulee olemaan sekä vety että sähkö tarjolla tulevaisuudessa. Ne on loppujen lopuksi hyvin erilaisia ominaisuuksiltaan.
Raskaassa liikenteessä vety saattaa kyllä olla dominoiva.
Tässä BMW:n vetyauto, Iltasanomat
Vetyrekka liikenteeseen 3/2023…tästä se lähtee😀H2-View. INEOS Inovyn uses green hydrogen truck in ‘European first’
Hyvää Itsenäisyyspäivää!
Mistä tarpeeksi paljon halpaa reservi- ja säätövoimaa jatkossa, että saadaan uusiutuvien voimalla poljettua sähkön hinta alas? Tuulivoimalla tuotetun sähkön hinnan määrää jatkossakin hyvin pitkälti tuotannon vaihtoehtokustannus. Kärjistetysti miksi minä myisin 5snt/kWh hinnalla tuotantoni markkinoille, jos tiedän että sähkön ostajan vaihtoehtona on ostaa 30snt/kWh tuottajalta, joka tuottaa energian fossiilisilla? Kyllä minä kunnon kapitalistina lypsän markkinoilta parhaan saatavilla olevan katteen.
Niinä päivinä kun uusiutuvat tuottavat suurimman osan tai koko energiatarpeen on sähkö tosi halpaa olettaen, että halpaa säätövoimaa on riittävästi tarjolla. Toisaalta voimalaitokset jotka voivat säästä riippumattomasti tuottaa sähkön tulevat varmasti hinnoittelemaan tuotantonsa sen perusteella. että pysyvät kannattavina niinä hetkinä, kun heiltä sähköä ostetaan.
Vaikuttaa vähän jo epätoivoiselta nää Toyotan viritykset. Twitterissä tuli vastaan taas vertauksia Nokiaan, ja kieltämättä samoja viboja tässä touhussa on.
Jos pistetään 50 vuotta tulosjanaa ja markkinaosuusjanaa globaalista autokaupasta, niin Toyota ei epätoivoiselta näytä. Kun on tase kunnossa, voi rakentaa ja kehittää erilaisia ratkaisuja, kuten carbon neutral ja carbon reducing strategia kertoo.
Tulevaisuuden käyttövoimat, polttomoottori, sähkö, vety…kaikkeen löytyy ratkaisu jo nyt ja myöskin vuosina 2023-2025 globaali markkinaosuus tulee olemaan riittävä, vaikka sähkölinja laajeneekin vasta 2024-2025 todelliseen mittaansa.
Toki voi, mutta ne voivat silti kaikki olla huonoja. Väärää hevosta voi veikata monestikin. BEV-puolella bZ4X on ikävä kyllä surkea esitys Toyotalta. Iso kulutus, huono latausteho. Pitkän matkan ajoon siitä ei ole. Voi vaan miettiä, miksi tuollainen piti tuoda markkinoille? Turhaan rasittaa Toyotan imagoa.
Koetin tuolla aikajanalla viitata siihen, että pääosa ratkaisuista ovat olleet hyviä huomattavan pitkään ja kun seuraan nykytilannetta en ole ollenkaan huolissaan tulevaisuudestakaan. Akio Toyoda on mainio ”veturi” yhtiölle.
Selitätkö mikä tuosta tekee surkean esityksen paitsi myyntitulon viivästyminen pyörän pultti ja muiden ongelmien takia? Mihin suhteessa iso kulutus ja huono latausteho? Miksei tuo ole pitkän matkan ajoon?
Kyllä Toyota on hyvissä asemissa.
Niillä on laaja voimalinjavalikoima josta löytyy vastaus jokaiseen tarpeeseen.
Esimerkiksi tähän ongelmaan:
https://www.bloomberg.com/news/articles/2022-12-06/rising-battery-prices-threaten-to-derail-the-arrival-of-affordable-evs
On vastaus ehken tämä:
Siinä on korkea maavara joka nostaa kulutusta/syö rangea mutta toisaalta parantaa masstoajo-ominaisuuksia. Siinä se on hyvä. Lienee ainoa edullisempi akkuauto jossa on jonkinlaiset maasto-ominaisuudet.
Se lataa hitaasti koska Toyota haluaa että akku kestää mahdollisimman pitkää. Auton akulla on 10 vuoden takuu, joka on erittäin harvinainen. Se vaan vaatii sitä että latausnopeuksia pitää suitsia.
Ylipäätään bz4 vaan osoittaa sen, ettei akku toimi maastoautossa optimaalisesti.
Polttokennon talviominaisuuksissa taitaa kuitenkin olla hiomista. BMW kertoo että heillä talviominaisuudet ovat hallussa. Kovin helppoa tämä ei kuitankaan taida olla.
Linkki oli vaikea saada toimimaan joten laitataan pätkä suoraan:
Fuel cell cold-start was investigated under a wide range of operating conditions. The cold-start measurements showed that the cell was capable of starting operation at −5 °C without irreversible performance loss when the cell was initially dry. The fuel cell was also able to operate at low environmental temperatures, down to −15 °C. However, irreversible performance losses were found if the cell cathode temperature fell below −5 °C during operation. Freezing of the water generated by fuel cell operation damaged fuel cell internal components. Several low temperature failure cases were investigated in PEM fuel cells that underwent sub-zero start and operation from −20 °C. Cell components were removed from the fuel cells and analyzed with scanning electron microscopy (SEM). Significant damage to the membrane electrode assembly (MEA) and backing layer was observed in these components after operation below −5 °C. Catalyst layer delamination from both the membrane and the gas diffusion layer (GDL) was observed, as were cracks in the membrane, leading to hydrogen crossover. The membrane surface became rough and cracked and pinhole formation was observed in the membrane after operation at sub-zero temperatures. Some minor damage was observed to the backing layer coating Teflon and binder structure due to ice formation during operation.
Edit: tarkensin että puhun polttokennosta en enää BEV:istä
Älä nyt tuo noita faktoja FCEV:n ongelmista tänne, paljon kivempi linkkailla vaan porukalla kaikkia uusia ja vanhoja BEV:eihin liitettyjä jo tunnistettuja ja potentiaalisia ongelmia. Niin kauan kun tämä vetyautoilu on lähinnä mielikuvituksen varassa, niin siihen ei mitään oikeita ongelmia pääse syntymään.
Väliin voi heittää jonkun laskelman joltain erittäin shadyltä vety-yrittäjältä ja rokki jatkuu. Itse hyppään huomenna taas kirpeässä talvipakkasessa BYD:in akkubussiin ja menen töihin!
Minä kuljen lyhyen työmatkani bensa HEV:illä. Turboahtimella varustettu moottori ei minulle kelpaa koska sekään ei oikeasti sovi lyhyille matkoille. BEV autot eivät vielä ole kiinnostaneet koska välillä ajan pidempääkin matkaa. FCEV ei toimisi minun käytössäni sen paremmin kuin ahdettu polttomoottori. Kun tuntee tekniikaa niin kaikissa on omat puutteensa.
Tuo on kyllä aika vanha lappu tuoda tähän keskusteluun, koska se on vuodelta 2006.
Tämä kuva selittää miksi ja osoittaa huiman kehityksen mitä polttokennoissa on tapahtunut:
Myös Toyotan polttokennon matalin toimintalämpötila on -30 ja käsittääkseni sama Hyundailla. BMW käyttää Toyotan kennoa joten se on ohittanut nämä ongelmat tällä ratkaisulla.
Onhan se tuokin toki rajoite, ei siitä pääse mihinkään. Vaikka kehitys on ollut huimaa niin ei se näytä olevan hidastumaan päin. Ainakin Advent Technologyllä on HT-PEM kennoteknologia hallussa ja se sysää tuon alimman toimintalämpötilän -40 celsius asteeseen. Sen lisäksi sillä on parempi hyötysuhde korkeissa lämpötiloissa. Ainakin Toyota ja Hyundai on käynyt näiden herrojen juttusilla… Ja juurikin tähän teknologiaan perustuu Adventin ja ESA:n tekemä closed looppi systeemi joka on tarkoitettu kirjaimellisesti lähetettäväksi avaruuteen.
"During a highly successful testing phase, the RFCS demonstrated its ability to effectively meet the power demands for three lunar day and night cycles. Due to their high specific energy density, closed loop RFCS are gaining recognition as a promising technology for space applications that require large amounts of energy to be stored in order to survive long eclipse durations.
The RFCS that was developed for this project consisted of Advent’s advanced HT-PEM fuel cell stack, a high pressure-PEM electrolyser, and a storage system for reactants. The system was also equipped with Advent’s proprietary thermal-management sub-system, which can be seamlessly integrated into thermal management systems for spacecraft and readily adapted for other processes requiring high quality heat.
The fuel cell stack utilizes Advent’s current polybenzimidazole-based Membrane Electrode Assemblies (“MEAs”), the same MEAs used in both Advent’s existing product portfolio (including SereneU, Honey Badger 50™, and M-ZERØ™) and licensed in 3rd party products. In a space mission utilizing an RFCS, a high pressure-PEM electrolyser utilizes solar power to convert water into hydrogen and oxygen, which are then stored and later used to feed the fuel cell stack, generating electrical power while producing water and heat as a byproduct.
Koitin lukea arvosteluja ja vertailla kulutusta. Näytti varsin vertailukelpoiselta kulutus verokkeihin nähden. Jopa pihimpi kuin Model Y tai Kia EV6 taisi tämä Toyotan uutuus olla. Ei tietenkään pääse kulutuksessa samaan kuin vaikka Model 3 koska ovat ihan eri koko luokan autoja.
