Mötesplatsen för dig inom trafik och samhällsutveckling, sep, 20 2018
Senaste Nytt

Rena gator med hjälp av vätekraft

CityCat H2 FG med vätedrift, Foto: Bucher Industries
CityCat H2 FG med vätedrift, Foto: Bucher Industries
Ett forskarteam i materialprovnings- och forskningsanstalt EMPAS laboratorium i Schweiz, Foto: EMPA.
Ett forskarteam i materialprovnings- och forskningsanstalt EMPAS laboratorium i Schweiz, Foto: EMPA.
Christian Bach.
Christian Bach.
Publicerad av
Tommy Ekholm - 16 mar 2012

Sedan tre år testas rengöringsfordon med vätgasdrift på Basels gator. Vätet produceras på ett laboratorium för att sedan användas under praktiska förhållanden. Resultatet av pilotstudien visat att vätgas, som bränsle för kommunala nyttofordon sparar energi, är miljövänlig och teknisk realiserbar. För att användningen ska blir  kostnadseffektivt, måste dock priserna på bränsleceller, trycksäkra lagringstankar och elektriska enheter, minska betydligt.

Att utveckla en prototyp och sedan testa den direkt i vardagliga situationer är ingen lätt uppgift. Motgångarna är praktiskt taget förprogrammerade. Detta vätgasdrivna rengörinsfordon, som tog cirka 18 månader att utveckla är inget undantag. 

– Det stod ganska snabbt klart för oss att bränslecellen, som hade utvecklats speciellt för detta projekt var ännu inte redo för användning i en verklig stadsmiljö. Till råga på allt störde de olika säkerhetsprogrammen varandra, vilket ledde till ett totalt stopp, förklarar projektledaren Christian Bach, chefen för schweiziska materialprovnings- och forskningsanstalt, EMPA: s laboratorium för förbränningsmotorer. 

Men eftersom fordonet ändå uppnådde sina mål både i fråga om energiförbrukning och prestanda, beslutade projektgruppen att ersätta bränslecellsystemet med mer avancerad teknik och utrusta fordonet med ett enda centralt säkerhetsmodul. 

Projektgruppen består, förutom av forskare från EMPA och Paul Scherrer Institute (PSI), även av fordonstillverkaren Bucher Schoerling, elektronikföretaget Brusa, väteproducenten Messer Schweiz och staden Basels miljö och energimyndighet samt stadens städtjänst.

Fordonet "Fuel Cell System Mk 2" har nu varit i drift sedan förra sommaren och har visat sig vara mycket robust. Endast en gång har det varit nödvändigt att ta fordonet ur drift på grund av en defekt vattenpump.

Men en olycka kommer sällan ensam. När spänningsomvandlaren mellan bränslecellsystemet och batteriet slutade att fungera strax efter att ekipaget hade reparerats, blev det dags att byta ut elektriska motorn och två av kylsystemets vattenpumpar måste. 

Alla dessa komponenter var visserligen skräddarsydda för fordonet och följaktligen relativt långa leveranstider. Trots dessa motgångar har ekipaget färdats så tillförlitligt under de senaste tre månaderna, att stadens städtjänst kan använda det på en daglig basis som om det skulle handla sig om ett "normalt" rengöringsfordon.

Testfasen i Basel has visat att bränsleceller är färdiga att användas under vardagliga förhållanden, även i speciella applikationer såsom kommunala nyttofordon. Därigenom sparar operatören en avsevärd mängd energi, eftersom fordonet förbrukar mindre än hälften av den mängd bränsle som används av traditionella modeller. 

Några siffror: Jämfört med traditionella städfordon, som förbrukar mellan 5 och 5,5 liter diesel per timme (motsvarande en energiförbrukning på 180-200 MJ per timme) använder vätgasdrivna fordon bara 0,3 till 0,6 kg bränsle per timme (det vill säga 40-80 MJ per timme). 

Det nya fordonet släpper ut cirka 40 procent mindre CO2 än en dieseldriven ekvivalent, även om vätet framställs genom en så kallad ångförädling av naturgas, ett förfaringssätt då även fossila bränslen kommer till användning. Om vätgasen produceras med energi från förnybara energikällor reduceras CO2- utsläpp ytterligare.

Förarna tankade själva utifrån en mobil, lätt använd vätgasstation. De tankställen och garagen där fordonen är parkerade är utrustade med ett speciellt övervakningssystem för vätebränslen. Det har dock ännu inte förekommit några problem exempelvis med väteläckor. 

En ytterligare fördel är det faktum att fordon med bränslecelldrift är mycket tystare än ett dieselfordon, både under färden till området som skall rengöras och under själva rengöringen. Det gäller även när sugsystemet och borstar är i drift. Detta leder till en märkbar minskning av buller, särskilt för förarna.

Den enda nackdelen är, att spillvärme från bränslecellen och elmotorn inte klarar värma förarhytten tillräckligt under kalla dagar, vilket är en typisk svaghet i fordonets elektriska drivsystem. För att motverka detta har förarsätet utrustats med en uppvärmningsenhet för kalla dagar.

Testfasen i Basel går mot sitt slut och fordonet kommer att skickas till staden St Gallen för ytterligare praktiska tester. Nu när fordonets barnsjukdomar har övervunnits, kommer det att genomgå ytterligare tester i vardagliga situationer. Projektledning vill skaffa sig mera operativ erfarenhet och för att studera åldrandebeteendet hos de olika komponenterna, som används i fordonet.

För närvarande kostar ett fordon med vätedrift ungefär tre gånger så mycket som en konventionell. Å andra sidan har kostnaderna för bränslecellsystemet under de senaste åren sjunkit med en multiplikator tio och slutet av denna trend är ännu inte i sikte.

Annons

Med införandet av sensorer på järnvägens infrastruktur så skapas möjligheter till att förändra både arbetssätt och affärsmodeller. Det gör det i sin tur möjligt att tackla problemen med eftersatt underhåll.

– Banbrytande förändringar kan skapas genom att beställarna ställer nya krav som skapar incitament för leverantörerna att förändra sina affärsmodeller, säger produktutvecklaren Björn Lundwall.
Med införandet av sensorer på järnvägens infrastruktur så skapas möjligheter till att förändra både arbetssätt och affärsmodeller. Det gör det i sin tur möjligt att tackla problemen med eftersatt underhåll. – Banbrytande förändringar kan skapas genom att beställarna ställer nya krav som skapar incitament för leverantörerna att förändra sina affärsmodeller, säger produktutvecklaren Björn Lundwall.

Järnväg 4.0 löser underhållsbristen

Sensorer på infrastrukturen är redan verklighet. Snart kommer de att förändra järnvägsbranschen i...

Annons

Annons