Vil ha Europas første hydrogen-godstog i Norge [Ekstra]

[Redaksjonen.]

Vil ha Europas første hydrogen-godstog i Norge [Ekstra]

[J-Å]

Det er vanskelig å forstå at et hydrogendrevet tog kan bli så mye lettere enn et batteridrevet, at det lønner seg å kaste bort halvparten av energien. I motsetning til skip på havet, kan jo et godstog stoppe mange steder og bytte batteri. Det er bare å ha en egen batterivogn som kan veksles inn. Eventuelt en containervogn hvor en kan bytte battericontainere. Eller strekninger med kjøre-/ladeledning.

[Jens Kr. Kirkebø]

J-Å skrev (3 timer siden):

Det er vanskelig å forstå at et hydrogendrevet tog kan bli så mye lettere enn et batteridrevet, at det lønner seg å kaste bort halvparten av energien. I motsetning til skip på havet, kan jo et godstog stoppe mange steder og bytte batteri. Det er bare å ha en egen batterivogn som kan veksles inn. Eventuelt en containervogn hvor en kan bytte battericontainere. Eller strekninger med kjøre-/ladeledning.

Løsningen er nok at man bygger ut kjøreledning der det er enkelt, og kjører på batteri mellom disse strekningene. 

Godstogbransjen sliter allerede med lønnsomheten, så å gå over på noe som er mange ganger så dyrt i drift som diesel kan neppe sies å være en god løsning. Da trengs i så fall mye subsidier. 

Ruter sine hydrogenbusser har vel en kilometerkostnad som er ca. 10x så høy som dieselbussene, om jeg ikke husker feil. Naturlig nok bestiller de ikke flere slike, men utelukkende batteriløsninger nå. 

[Lynxman]

Noen sjefer som har blitt imponert av litt Powerpoint igjen.

[Federico Zenith]

14 hours ago, Jens Kr. Kirkebø said:

Løsningen er nok at man bygger ut kjøreledning der det er enkelt, og kjører på batteri mellom disse strekningene. 

Det har vært utredet, og det er en dårlig løsning - rett og slett fordi kontaktledning er ekstremt dyrt (ca. 10-20 MNOK/km) og krever dessuten sitt eget vedlikehold. KL er en felleskostnad for banen, og er konkurransedyktig kun når det er mye trafikk - det er det ikke på Raumabanen. Å dele denne enorme kostnaden i 2 eller 3 er ikke en god nok forbedring.

Dessuten vil batteriene kjøres hardt, med flere utladninger om dagen: da varer de ikke lenge, og vil måtte byttes relativt ofte. Et tog er forskjellig fra en personbil i både bruksmønster og krav til rekkevidde.

14 hours ago, Jens Kr. Kirkebø said:

Godstogbransjen sliter allerede med lønnsomheten, så å gå over på noe som er mange ganger så dyrt i drift som diesel kan neppe sies å være en god løsning. Da trengs i så fall mye subsidier.

Hydrogen vil neppe bli dyrere enn diesel i drift. Grønt hydrogen billigere enn diesel per energienhet:

• Diesel uten avgifter: ca. 8 kr/L, vi får ca. 2,5 kWh/L (antatt 25% virkningsgrad etter Hoffrichter & al.), 3.2 kr/kWh
• Hydrogen: el-pris (gj. 2021, se Nordpool) 0.4107 kr/kWh, delt på 40% virkningsgrad, 1.03 kr/kWh

Med mindre du får tak i diesel under 3 kr/L så er hydrogen billigere i energiinnkjøp.

Så må man regne med vedlikehold, som er mye dyrere for dieseldrevne lokomotiver pga. motoren og tilhørende roterende maskineri. Bane NORs Metodehåndbok estimerer (tabell 7.7) vedlikehold for et diesellokomotiv til å være 45.12 kr/km, for elektriske 25,78 kr/km. Et hydrogendrevet tog vil jo ha en elektrisk drivlinje, uten større bevegelige deler som ikke krever vanskelig vedlikehold.

Merk at et norsk godstog bruker omtrent 21,5 kWh/km i mekanisk energi. Vedlikehold er dermed en kostnad i samme størrelse som drivstoff.

Så må man også regne inn at diesel må betale miljøavgifter for 20,72 kr/km på toppen av dette (tabell 7.10 i metodehåndboka over).

Totalt per km: Diesel 134,64 kr/km, hydrogen 47,92 kr/km. Jeg synes det er ganske god margin (så skal man huske man ikke kan stoppe her og må regne med hele bildet, også med annualiserte kapitalkostnader, før man treffer en beslutning).

14 hours ago, Jens Kr. Kirkebø said:

Ruter sine hydrogenbusser har vel en kilometerkostnad som er ca. 10x så høy som dieselbussene, om jeg ikke husker feil. Naturlig nok bestiller de ikke flere slike, men utelukkende batteriløsninger nå. 

Ruters hydrogenbusser ble levert for nesten 10 år siden i rammen til EU-prosjektet CHIC. Det blir selvfølgelig ekstrakostnader i utviklings- og demonstrasjonsfasen av en teknologi. Ruter selv identifiserte problemer med verdikjeden da mye av problemene og kostnadene skyldtes nedetid (de unnlater å nevne i rapporten de hadde bare én mann opplært til å drive vedlikehold på bussene, så bussene ble stående da denne enkelte personen var syk eller hadde ferie...). Teknologien er langt mer utviklet i dag, bl.a. er det en nærmest legendarisk hydrogenbuss i London som bare kjører og kjører, og har passert 35000 driftstimer.

[koots]

Federico Zenith skrev (30 minutter siden):

Et hydrogendrevet tog vil jo ha en elektrisk drivlinje, uten større bevegelige deler som ikke krever vanskelig vedlikehold.

Akkurat dette gjelder også for diesel-drevne tog, de er vel alle dieselelektriske

[Martin Vandbakk]

Hvorfor ikke satse på veletablert teknologi? Og ev. videreutvikle denne. Slik som IORE-lokomotivene med nettbrems (rekuprasjonsbrems). Disse transporterer malm på Ofotbanen, hvor toget på vei ned fra Riksgränsen 500 m.o.h genererer nok elektrisk effekt til å forsyne et tog på vei opp.

[Jens Kr. Kirkebø]

Martin Vandbakk skrev (19 minutter siden):

Hvorfor ikke satse på veletablert teknologi? Og ev. videreutvikle denne. Slik som IORE-lokomotivene med nettbrems (rekuprasjonsbrems). Disse transporterer malm på Ofotbanen, hvor toget på vei ned fra Riksgränsen 500 m.o.h genererer nok elektrisk effekt til å forsyne et tog på vei opp.

Slik fungerer alle moderne elektriske lokomotiver. Men det krever da selvsagt kjøreledning. 

[J-Å]

4 hours ago, Federico Zenith said:

Dessuten vil batteriene kjøres hardt, med flere utladninger om dagen: da varer de ikke lenge, og vil måtte byttes relativt ofte. Et tog er forskjellig fra en personbil i både bruksmønster og krav til rekkevidde.

Det  er jo etterhvert lang erfaring med batterier på ferger, og de kjøres ganske hardt. Med batteribytte kan det brukes saktelading, da holder de enda lengre.  Med dine tall så vil det være behov for ca. 15 MWh batterier for å dekke en strekning på 700 km. Jeg forutsetter da et par bytter, slik at batterier på mellomstopp er klar for returen.  Kostnaden for batterier er ca 2000 kr/kWh, altså en kostnad på 30 MNOK.  Hvis en kjører en daglig rundtur Trondheim - Bodø er det 500000 km årlig. Med en besparelse på 25 kr/km i forhold til det du regner for hydrogen (som jeg tror er for lavt), kan en da bytte ut alle batteriene ca. hvert 3. år.  LFP batterier klarer fint 3000 sykler, altså 4 år med denne bruken. Ved neste batteriutskifting vil prisen være lavere, kanskje det halve.

Endret 26. januar 2022 av J-Å

[Kirikovski]

29 minutes ago, Martin Vandbakk said:

Hvorfor ikke satse på veletablert teknologi? Og ev. videreutvikle denne. Slik som IORE-lokomotivene med nettbrems (rekuprasjonsbrems). Disse transporterer malm på Ofotbanen, hvor toget på vei ned fra Riksgränsen 500 m.o.h genererer nok elektrisk effekt til å forsyne et tog på vei opp.

Kan være en mangel på togbaner hvor toget går fullastet fra 500 m.o.h til havnivå og kjører tom opp igjen. 

[J-Å]

 .

Endret 26. januar 2022 av J-Å

[Martin Vandbakk]

Jens Kr. Kirkebø skrev (6 timer siden):

Slik fungerer alle moderne elektriske lokomotiver. Men det krever da selvsagt kjøreledning. 

Det må da være billigere å bygge kjøreledning enn å håndtere universets mest flyktige og eksplosive gass (via leamikk i elektrolysører, kompressorer, trykksatt utstyr, brenselceller ov.) med samlet virkningsgrad på 42%. Mot 90% for elektrisk drivlinje + muligheten for regenerativ bremsing (som bonus). 

[Martin Vandbakk]

Kirikovski skrev (6 timer siden):

Kan være en mangel på togbaner hvor toget går fullastet fra 500 m.o.h til havnivå og kjører tom opp igjen. 

Raumabanen er ikke så mye dårligere med strekning på 114 km og høydeforskjell. på 655 m. Jeg ser selvsagt at vognene er omtrent like tunge på vei opp og ned der. Men tenker at alle monner drar, og sparer på bremsene hvis energien kan omsettes til elektrisk effekt.

[Federico Zenith]

14 hours ago, Martin Vandbakk said:

Det må da være billigere å bygge kjøreledning  [...]

Nei, det er det ikke. Kontaktledning er latterlig dyrt og koster noenlunde som å sette opp en hydrogenstasjon hver km. Tall kan variere mye men for Norge er et sted mellom 10-20 MNOK/km.

KL er lønnsomt kun om det er nok trafikk, og ikke-elektrifiserte baner er nettopp ikke elektrifisert fordi det ikke har vært trafikkgrunnlag for å bygge KL.

[Federico Zenith]

On 1/26/2022 at 11:06 AM, koots said:

On 1/26/2022 at 10:34 AM, Federico Zenith said:

Et hydrogendrevet tog vil jo ha en elektrisk drivlinje, uten større bevegelige deler som ikke krever vanskelig vedlikehold.

Akkurat dette gjelder også for diesel-drevne tog, de er vel alle dieselelektriske

Ja da, men de har også forbrenningsmotor, og det er den som krever kostbart vedlikehold.

[Federico Zenith]

20 hours ago, J-Å said:

Det  er jo etterhvert lang erfaring med batterier på ferger, og de kjøres ganske hardt. Med batteribytte kan det brukes saktelading, da holder de enda lengre.

I så fall må man ha batteribyttestasjoner og medregne at disse skal bemannes med kvalifisert personell, men la oss anta dette kan neglisjeres.

20 hours ago, J-Å said:

Med dine tall så vil det være behov for ca. 15 MWh batterier for å dekke en strekning på 700 km. Jeg forutsetter da et par bytter, slik at batterier på mellomstopp er klar for returen.  Kostnaden for batterier er ca 2000 kr/kWh, altså en kostnad på 30 MNOK.

Jernbanedirektoratet, som ikke kan anses som hydrogenvenn, har estimert at togbatterier koster i dag 10000 kr/kWh og vil være ca. 5000 kr/kWh i 2030, så denne kostnaden må justeres opp en del. (ref. figur 16 i NULLFIB 2). Da går ditt estimat opp til 150 MNOK for innkjøp.

20 hours ago, J-Å said:

Med en besparelse på 25 kr/km i forhold til det du regner for hydrogen

Det er neppe realististisk. Jeg hadde oppgitt 47,92 kr/km for hydrogen, derav 25,78 kr/km for vedlikehold av elektriske lokomotiver. Det er altså ikke rom til å spare så mye da den rene energikostnaden med hydrogen er 22.14 kr/km.

Med en teoretisk teknologi med 100% virkningsgrad kan man gå ned til 8,86 kr/km. Antar vi at batteriene er 85% effektive blir det 10,42 kr/km: da er besparelsen din halvert, samt kapitalkostnadene gikk opp med en faktor på 5 i paragrafen over.

Men selvfølgelig bør vi ta med alle kostnader (brenselceller, hydrogenstasjon, ladestasjon, effekttariffer med mer) før vi bestemmer hva som er best.

Utifra min erfaring er batterier egentlig et godt alternativ til hydrogen i norsk sammenheng, og totalkostnadene pleier å være noenlunde like, og begge bedre enn diesel. Det som er utslagsgivende for dette tilfellet med Raumabanen er at å velge hydrogen vil gi grunnlag for etablering av hydrogenproduksjon i Åndalsnes som så kan benyttes av f.eks. skip og lastebiler.

20 hours ago, J-Å said:

Ved neste batteriutskifting vil prisen være lavere, kanskje det halve.

Dette er ikke en antakelse som vil nødvendigvis holde. Litiumpriser har nylig skutt i været nå som andre land enn Norge har begynt å elektrifisere bilparken for alvor, og mens det har vært mye arbeid på å effektivisere batteriproduksjon, har det ikke vært like mye fokus på å utvide utvinning av litium og andre metaller. Det finnes riktignok batterikjemier som unngår f.eks. kobolt som LFP, men ikke litium.

Ettersom etterspørsel etter litium vil øke de neste årene, er det rimelig å forvente at litiumpriser vil klatre videre opp. Da er det ikke gitt at batteriprisen vil fortsette å halvere seg i det uendelige.

[J-Å]

5 hours ago, Federico Zenith said:

...

Jernbanedirektoratet, som ikke kan anses som hydrogenvenn, har estimert at togbatterier koster i dag 10000 kr/kWh og vil være ca. 5000 kr/kWh i 2030, så denne kostnaden må justeres opp en del. (ref. figur 16 i NULLFIB 2). Da går ditt estimat opp til 150 MNOK for innkjøp...

Det som er utslagsgivende for dette tilfellet med Raumabanen er at å velge hydrogen vil gi grunnlag for etablering av hydrogenproduksjon i Åndalsnes som så kan benyttes av f.eks. skip og lastebiler...

Ok, da fikk jeg litt lesestoff. Men for å ta dette med 30 MNOK i innkjøp,  eller 150 MNOK som du mener, det var jo for Nordlandsbanen, for Raumabanen snakker vi om mye mindre batteribehov. Nedover trengs vel nesten ingenting, hvor mye trengs det opp igjen?

Når det gjelder er hydrogenproduksjon, så har vel omtrent halve kystnorge tenkt å leve av det, og  Åndalsnes et av de minst sentrale stedene som har vært nevnt.  Realiteten er vel at hydrogen kommer hovedsakelig til å bli produsert med solceller i Sahara, og transportert til kundene med tankskip som ammoniakk eller i en annen energibærer.  I Norge må vi finne smartere måter å foredle strømmen vår på. 

Endret 27. januar 2022 av J-Å

[Jens Kr. Kirkebø]

Federico Zenith skrev (6 timer siden):

Nei, det er det ikke. Kontaktledning er latterlig dyrt og koster noenlunde som å sette opp en hydrogenstasjon hver km. Tall kan variere mye men for Norge er et sted mellom 10-20 MNOK/km.

KL er lønnsomt kun om det er nok trafikk, og ikke-elektrifiserte baner er nettopp ikke elektrifisert fordi det ikke har vært trafikkgrunnlag for å bygge KL.

KL i seg selv er ikke så dyrt, det er all jobben med å utvide profilet så det blir plass til den som koster. Heving av bruer, utvidelse av tunneler osv. Derfor kan det være en grei løsning å bygge rimelig KL der man ikke trenger slike tiltak, og bruke batterier på de "vanskelige" strekningene. 

Jeg ser at fornyelsen av KL-anlegget på Kongsvingerbanen kostet 6,5 mill. pr. kilometer. Der er det bygd helt nytt anlegg, men ingen profilutvidelser siden det var gammel KL der fra før. Ekstra kostnad for demontering av det gamle anlegget samt at man kun fikk jobbe i korte tidsrom hver dag. Uten demontering og med lengre arbeidsøkter vil jeg tro man enkelt kommer under 5 mill. per kilometer. Slipper man unna med å f.eks elektrifisere halve banen (mens resten kjøres på batteri) ender man da opp med 2,5 mill. per kilometer bane. Klarer man seg med en tredjedel er man nede på drøye 1,5 mill. Siden slike baner kun kan trafikkeres med nye lokomotiver/motorvogner kan man velge 25kV og spare inn på behovet for omformere og autotrafoer. 

Endret 27. januar 2022 av Jens Kr. Kirkebø

[Federico Zenith]

18 hours ago, Jens Kr. Kirkebø said:

KL i seg selv er ikke så dyrt, det er all jobben med å utvide profilet så det blir plass til den som koster.

Det er sant at profilutvidelse er dyrt, men KL er ikke billig heller. Det er også viktig å huske matere (trafostasjoner), som koster gjerne like mye som KL. Når du har en brøkdel av banen som har KL, men fortsatt samme energibehov for at toget skal fra A til B, økes effektbehovet tilsvarende. Der du før hadde 2 MW i gjennomsnitt får du 6 MW, og så blir matestasjonen egentlig dyrere, for ikke å nevne at de fleste ikke-elektrifiserte baner er pr. definisjon i grisgrendte strøk der det kan være vanskelig å få så mye effekt fra nettet.

Selvfølgelig kostet ikke materne noe på Kongsvingerbanen, da de var der fra før.