Flere fordeler med hydrogen som drivstoff for godstog på Nordlands­banen

[Redaksjonen.]

Flere fordeler med hydrogen som drivstoff for godstog på Nordlands­banen

[Harald_N73]

Hvordan er det egentlig med driften av hydrogentog? Veldig få tekniske detaljer her. Er det slik at det egentlig er en brenselscelle i togene? Som konverterer hydrogen til strøm? Slik at toget egentlig er "elektrisk" ? Eller inngår hydrogenet i en hydrogenmotor i framdriften av toget? Uklart.

[oophus]

Sitat

I tillegg ser vi at flere forhold knyttet til underlaget for vurdering av hydrogen som alternativ er svakt, og allerede utdatert.

Var en av de første kritiske punktene jeg tok opp i 2019, ettersom den var utdatert før den ble lansert. 

 

Harald_N73 skrev (1 time siden):

Hvordan er det egentlig med driften av hydrogentog? Veldig få tekniske detaljer her. Er det slik at det egentlig er en brenselscelle i togene? Som konverterer hydrogen til strøm? Slik at toget egentlig er "elektrisk" ? Eller inngår hydrogenet i en hydrogenmotor i framdriften av toget? Uklart.

Alle hydrogentog driftes med brenselceller såvidt meg bekjent nedover i ulike tester i EU, og nå i Asia og USA også. Forholdet mellom batteri-lagring og hydrogen-lagring kan være rettet mot hva som er enklest å få til per rute. Om det f.eks er enkelt å del-elektrifisere deler av en rute, så kan batteri-andelene være større, og man kan lade underveis til batteriene. Hydrogen og brenselcellene løser da kun resten av ruta der del-elektrifiseringa blir for dyrt for eksempel. Altså må en se på flere løsninger i en ny rapport. Ikke enten eller, for det er ikke særlig realistisk. Alt fra 99% H2 og 1% BE, til 80% BE og 20% H2 burde være greit å ta med når man ser på "hydrogentog" ruten. 

På samme rute, så kan f.eks Pax toget være 80% BE og 20% FC. På gods-toget med samme tilgjengelig spot-lading mot BE, så må man øke FC andelene. Kanskje 50:50, eller mer. 
 
Nå er det mer eller mindre fastslått at grønt hydrogen vil bli tilgjengelig uansett langs flere av disse rutene, så de kostnadene må nesten trekkes ifra rapporten fra tidligere, der kun transport eventuelt blir igjen fra disse H2-Hubbene. Samt selvfølgelig droppe tullet med 90kr/kg H2. 

Endret 26. februar 2021 av oophus

[Xaphoon]

Det har kommet flere undersøkelser både i Norge og andre land der elektrifisering med batteri og delstrekninger med kjøreledning for å lade kommer klart best ut.

Hesten er død, slutt å piske den.

[oophus]

Xaphoon skrev (12 minutter siden):

Det har kommet flere undersøkelser både i Norge og andre land der elektrifisering med batteri og delstrekninger med kjøreledning for å lade kommer klart best ut.

Hesten er død, slutt å piske den.

Les artikkelen. Det er for det første to motstridende rapporter, og den ene bruker tall og teknologi som allerede når den ble sluppet i 2019 var utdatert. Nå kan mye av infrastruktur fjernes fra regnskapet siden H2-Hubber i nærheten uansett skal ha hydrogen mot industri og skip, så man ville bare koblet seg til der. I tillegg så kan de minst dele kostnader for Hydrogen i to. 

[Bjørn Eng]

Helt sikkert derfor de er i gang med utvikling av nye hydrogentog både i Europa, Japan og USA da. Og at stadig flere kontrakter blir inngått for levering av hydrogentog.

Helt sikkert fordi de vet de kommer til å tape penger på prosjektet.

Du har nok sikkert rett...... Du vet nok bedre enn de som har ansvaret for å kjøpe inn nye togsett for flere milliarder kroner :-)

[Xaphoon]

Jøss ja...

Hydrogenlobbyen virker ganske desperate...

https://www.dagsavisen.no/nyheter/innenriks/hydrogentog-er-ikke-

det-beste-nullutslippsalternativet-1.1643309

[hekomo]

Hvem ønsker å kjøre rundt i en bombe?

[Eivind67]

En fin mulighet for ny industri i Norge.

Endret 27. februar 2021 av Eivind67
Litt feil fremstilling

[oophus]

Eivind67 skrev (22 minutter siden):

Finnes det noen analyser som viser hvordan det globale energibehovet blir hvis vi i større grad går over til hydrogen som energibærer? Leste på Bellona sin side at virkningsgraden er 50% for en brenselcelle. Man taper vel sikkert også litt energi når man produserer hydrogen?

Man kan tenke seg at hvis en del går over til hydrogen så må andre kjøpe mer kull og olje.

Du stiller litt feil spørsmål. "Hva vil vi ende opp med i et nullutslipp samfunn? " blir mer riktig. Der er hydrogen påtvunget, siden en majoritet av kraften må mellomlagres. 

[G5UAZXFN]

Det angis utvikling av "hydrogentog", men vi snakker om bytte av lokomotiv, - eller gjør vi det?

Et el-lok med regenerativ drift vil kunne suppleres med en 1.-vogn med kraftverk med batterier og brenselceller drevet på hydrogen. Dermed er investering i nye hydrogenlokomotiver unødvendig.

[Federico Zenith]

20 hours ago, Xaphoon said:

Hydrogenlobbyen virker ganske desperate...

https://www.dagsavisen.no/nyheter/innenriks/hydrogentog-er-ikke-det-beste-nullutslippsalternativet-1.1643309

Denne linken viser nettopp til NULLFIB-rapporten som TU-innlegget kritiserer. Og uansett er Dagsavisen uansett ikke et fagfellevurdert tidsskrift.

[Federico Zenith]

2 hours ago, G5UAZXFN said:

Et el-lok med regenerativ drift vil kunne suppleres med en 1.-vogn med kraftverk med batterier og brenselceller drevet på hydrogen. Dermed er investering i nye hydrogenlokomotiver unødvendig.

Ikke bare det, men egentlig er diesel-lokene som kjører på Nordlandsbanen allerede i dag diesel-elektriske: det er bare å koble deres elektriske motorer til batterier eller brenselceller, og vips er jobben gjort - samt det er fortsatt en ekstra dieselmotor om bord.

Nå skal det påpekes at de fleste av disse lokene leases, så det er kanskje ikke så vanskelig å bytte dem med fullverdige el-lok heller...

[Federico Zenith]

19 hours ago, hekomo said:

Hvem ønsker å kjøre rundt i en bombe?

... Alle som kjører bensinbil? Hydrogentanker er laget i glass- eller karbonfiber og er latterlig motstandsdyktige mot ytre påkjenninger. Ikke helt overraskende når man tenker på at de er laget for å motstå indre trykk på flere hundre atmosfærer.

Fulle hydrogentanker til Hexagon Composites på en lastebil i Colombia ble truffet med granatkaster for noen år siden, og de holdt. Generelt sett, hvis du er i en kollisjon med så store krefter at hydrogentanken kan briste, vil nok kollisjonen ha drept deg før hydrogen har en sjanse.

[Ketill Jacobsen]

Federico Zenith skrev (4 timer siden):

Ikke bare det, men egentlig er diesel-lokene som kjører på Nordlandsbanen allerede i dag diesel-elektriske: det er bare å koble deres elektriske motorer til batterier eller brenselceller, og vips er jobben gjort - samt det er fortsatt en ekstra dieselmotor om bord.

Nå skal det påpekes at de fleste av disse lokene leases, så det er kanskje ikke så vanskelig å bytte dem med fullverdige el-lok heller...

Ja i prinsippet er alle tog eldrevet. Så man kan gjøre følgende:

1) Vanlige eltog. Ta bort strømavtaker på taket (pantografen) og kople til en ny vogn med hydrogentanker og brenselsceller

2) Dieseltog. Ta bort dieselmotoren i lokomotivet og erstatt med brenselceller og hydrogentanker. Hvis dieselmotorer i hver vogn, ta bort disse motorene og kople på ny vogn med hydrogentanker og brenselsceller

Det er helt normalt å bygge om skip til ny fremdriftsteknologi. Dette skjer til og med ofte med fly (fra stjernemotor til turboprop, nyere og mer effektive motorer erstatter eldre turbofanmotorer osv). På samme måte vil det sikkert ofte også lønne seg å bygge om tog.

Når man har regnet med en pris på 90 kr per kg hydrogen og prisen om noen år (ca 2030) går ned til 15 kr, så er det på høy tid å gjøre regnestykket på nytt! Om batterier etter hvert blir veldig energitette, kan de også erstatte hydrogen/brenselcelleaggregater).

[J-Å]

Igjen er det manglende fokus på løsninger med bytte av batterier underveis. Godsvogner er jo designet for rask av- og pålasting. Å bytte en container med batteri er kjapt gjort. Evt. skifte inn en ny vogn.

[Federico Zenith]

12 hours ago, J-Å said:

Igjen er det manglende fokus på løsninger med bytte av batterier underveis. Godsvogner er jo designet for rask av- og pålasting. Å bytte en container med batteri er kjapt gjort. Evt. skifte inn en ny vogn.

Det hadde vi faktisk med Jernbaneverket og -direktoratet diskutert, men til en slik operasjon må du ha en teknisk avdeling underveis. Det er en f.eks. på Dombås som gjør at (fremtidige) godstog fra Åndalsnes kan bytte til el-lokomotiv der, men ikke så mange steder på Nordlandsbanen. Klart, det kunne etableres, men det vil koste en del.

Mer vesentlig er at batterienes levetid avhenger av et visst antall sykluser (antatt at batteriene ikke stresses altfor mye med høye temperaturer og spenninger). Har du to batteripakker og bytter underveis, vil du ha to sykluser på hvert batteri - noe som er mer eller mindre det samme som å ha én syklus på begge samtidig. Faktisk noe verre, da mindre batterier vil måtte levere samme effekt og dermed oppleve høyere C-rate og tilsvarende degradering.

Da det ikke er noen spesiell teknisk utfordring å kjøre med to batterivogner hele veien, er det det enkleste alternativet.

[J-Å]

1 hour ago, Federico Zenith said:

Mer vesentlig er at batterienes levetid avhenger av et visst antall sykluser (antatt at batteriene ikke stresses altfor mye med høye temperaturer og spenninger). Har du to batteripakker og bytter underveis, vil du ha to sykluser på hvert batteri - noe som er mer eller mindre det samme som å ha én syklus på begge samtidig. Faktisk noe verre, da mindre batterier vil måtte levere samme effekt og dermed oppleve høyere C-rate og tilsvarende degradering.

Da det ikke er noen spesiell teknisk utfordring å kjøre med to batterivogner hele veien, er det det enkleste alternativet.

For en hel tur må det selvsagt tilføres like mye energi som det forbrukes uansett. Men ved å sette igjen batterier langs ruten kan ladingen påbegynnes før, og dermed foregå langsommere. Og toget blir jo også lettere. Det kan være snakk om mer enn ett bytte. Trondheim-Bodø er en 10 timers tur. Med batterier for hele turen gir jo det en utladningsrate på under 0.1C. Det er unødvendig lavt. Hvis vi ser på ferger, så ligger de gjerne på 0.5C for utladning, og 1C for opplading. 

Teknisk avdeling? Å løfte en container opp og ned fra en sidelaster utføres som regel av sjåføren alene. Det er vel ikke mer komplisert  for et tog. Heller enklere. Sannsynligvis kan det automatiseres. 

 

[Federico Zenith]

18 hours ago, J-Å said:

For en hel tur må det selvsagt tilføres like mye energi som det forbrukes uansett. Men ved å sette igjen batterier langs ruten kan ladingen påbegynnes før, og dermed foregå langsommere. Og toget blir jo også lettere. Det kan være snakk om mer enn ett bytte. Trondheim-Bodø er en 10 timers tur. Med batterier for hele turen gir jo det en utladningsrate på under 0.1C. Det er unødvendig lavt. Hvis vi ser på ferger, så ligger de gjerne på 0.5C for utladning, og 1C for opplading. 

Teknisk avdeling? Å løfte en container opp og ned fra en sidelaster utføres som regel av sjåføren alene. Det er vel ikke mer komplisert  for et tog. Heller enklere. Sannsynligvis kan det automatiseres. 

Det er riktig at det vil være et 10 timers tur, men i motsetning til sjøfart vil effekten ut av et lokomotiv være svært variabel. F.eks. vil et el-lok kjøre full guffe opp Saltfjellet (altså 5,5 MW) og vil måtte regenerere en del på vei ned. Altså er det ikke bare å ta gjennomsnittet. Siden det tar ca. 16 MWh å kjøre Trondheim-Bodø, en pakke på 8 MWh ville bli utsatt til 0.7C - som riktignok ikke er all verdens, men klart mer enn gjennomsnittet.

Når det gjelder kranoperasjoner så vil det neppe komme noen tillatelse til å utføre sånt langs skinner uten at det er teknisk personell tilstede. Jeg tror ikke det er på noen måte umulig, men det er dessverre lite å hente for denne applikasjonen.

[J-Å]

Det er jo ikke kranoperasjoner i den forstand, og  kan som sagt automatiseres - men det er en litt konservativ bransje kanskje.

Ihvertfall er det nå noen tall å forholde seg til. Jeg ser forbruket på et CD312 er oppgitt til  5 l/km. Det tilsvarer ca. 100 diesel personbiler. 100 elbiler vil bruke ca.  20kWh/km, så da stemmer det vel bra med 16 MWh ja. Men da bør nok batteriet være litt større, ca. 20 MWh. Vi snakker vel da om en vekt på ca 100 tonn. Jeg synes det høres mye ut, men lokomotivet veier jo allerede 123 tonn, så det er kanskje ikke så ille.  

Den nye Bastøfergen har 4.3 MWh, og skal lade med 7.2 MW ser jeg nå.  Motorstørrelse er sammenlignbar, 4.5 MW. De går nok ikke med 100% belasting til vanlig men 70% vil jeg tro de ligger på. Så 1.7C lading og 0.7C utlading altså. 

Jeg ser på en batteristørrelse rundt det Bastø Electric har som mer realistisk, altså 2-3 bytter underveis+ noe fast kapastitet. Da vil jo også flere tog kunne dele på batteriene.