SMART-H2 á Íslandi - ţjónustubílar, ljósavél og vetnisstöđvar

 


  
SMART H2 er enn eitt tilraunaverkefni Íslenskrar NýOrku. Tilgangur þess  er að reka um 30 bifreiðar og nota vetnisljósavél um borð í skipi. Einnig er stefnt að því að fjölga vetnisstöðvum og safna gögnum um ýmsa þætti vetnisnotkunar. Bílarnir eru keyptir til landsins frá Bandaríkjunum, Japan og Þýskalandi og leigðir til fyrirtækja gegn því að gögnum sé safnað um aksturinn.  Bílarnir eru nú hjá Landsvirkjun, Orkuveitu Reykjavikur, Nýsköpunarmiðstöð, Vistorku og bílaleigu Hertz.

 

Ljósavélin verður um borð í hvalaskoðunarskipi til að reyna hana í sjóvolki, seltu og bleytu.  Þetta er fyrsta skrefið í að nýta vetni á sjó. Jafnframt verður sett upp ný vetnisdælustöð til að koma vetni um borð í skipið. Vetnisstöðinni við Grjótháls hefur verið breytt þannig að ökumenn fylla sjálfir vetni á bíla sína, en AGA kaupir einnig vetni af þeirri stöð. Sérstök áhersla er lögð á gagnaöflun og úrvinnslu þeirra en einnig verða nýttar upplýsingar frá annars konar bílum, svo sem þeim sem brenna gasi, etanóli og ganga á rafhlöðum. SMART-H2 hófst í mars 2007 og stóð fram til 2010. Nánar er fjallað um hvern hluta hér að neðan.
  
 
Elding var áður björgunarskip í eigu slysavarnarfélagsins. Um borð eru reyndar tvær ljóasvélar sem ganga fyrir dísilolíu. En önnur þeirra var tekin niður og í staðin kom vetnisrafall og vetnisgeymsla neðanþilja. Ljósavélin framleiðir rafmagn úr vetni og knýr þannig siglingabúnað, ljós og önnur rafmangstæki um borð. Þar sem vetnisrafalinn er því sem næst hljóðlaus er hægt að skoða hvali í þögn ef aðstæður leyfa að slökkt sé á meginvél skipsins, en hún er knúin olíu. Ekki er tekið stærra skref í þetta sinn því ekki er enn vitað hvort PEM rafalar þoli aðstæður á sjó. Áfyllingarstöð verður einnig tekin í notkun á Ægisgarði til að fylla á geymslur sem hafðar eru neðanþilja á skipinu. Þrýstingur verður rétt undir 200Mpa þar sem vetnið er flutt í tönkum frá stöðinni við leyfilegan hámarksþrýstingi.  í lest skipsins var sett upp ,,sýningarherbergi" sem skýrir tæknina og var afdrep fyrir þá sem vildu kynna sér hvaðan vetnið er fengið, hvernig kerfið er sett upp og stutt lýsing á ýmsum vettnisverkefnum undanfarinna ára. Akkur, sjóður vélstjóra og járniðnaðarmanna styrkti framsetninguna. Síðan er ætlunin að tak púls á ferðamönnum sem fara í ferðir með Eldingu og spyrja út í val þeirra á afþreyingu, skoðun á notkun visthæfs eldsneytis innan ferðaþjónustu og fleira í þeim dúr. Reyndar verða stúdentar við vinnu um borð í Eldingu við að taka myndir af þeim hvölum sem hóparnir mæta. 
 
Tæknibúnaður sem notaður er innan SMART-H2  er greiddur af VistOrku og öðrum þátttakendum í verkefninu. Ný fyrirtæki, Varmaraf og Icelandic Hydrogen þar sem Hallmar Halldórs er framkvæmdastjóri hefur hannað og smíðað bæði áfyllingarbúnað og hannað kerfið til að tengja efnarafalann um borð við vetnisgeymslur og loftunarkerfi. Mikil vinna fer í að uppfylla allar öryggiskröfur og þarf slökkvilið, vinnueftirlit, siglingastofnun, hafnaryffirvöld og skipulagsaðilar að fara yfir kerfin og samræma sínum öryggiskröfum. Að auki er Germanisher Lllyod, klössunarfyrirtæki á heimsmarkaði haft með í ráðum við að hanna búnað þannig að hann standist allar öryggis og hæfniskröfur. Ferlið er bæði tímafrekt og dýrt en starfsleyfi fæst ekki fyrr en öll skilyrði hafa verið uppfyllt. Þetta er meðal annars sú reynsla sem er mikilvæg til að liðka fyrir því að svona ljósavélar geti farið í fleiri skip í framhaldinu. Hönnuðirnir munu fylgja eftir hugverki sínu og mæla úthald og bilanatíðni í búnaðnum með það að markmiði að bæta hann og styrkja. Ætlunin er að fá einkaleyfi fyrir kerfis-einingunni.
  
Í upphafi SMART-H2 verkefnisins var haldinn fundur með um 40 gestum úr atvinnulífi og skóla. Tilgangurinn var að ræða framtíðareldsneyti á Íslandi, hvað kæmi til greina og hvaða spurningum þyfti að svara til að geta raunverulega gert upp  á milli þeirra kosta sem bjóðast við að nýta innlenda orku í samgöngum. Eftir þann fund var sett upp rannsóknaráætlun með 23 liðum  (sem lýst er í greinargerð frá 2009). Síðar var sótt um styrki fyrir rannsóknarverkefni fyrir stúdenta í meistarnámi. Þótt tæki væru greidd af Vistorku var sótt í ýmsa rannsókna- og styrkatarsjóði svo sem til Rannís, LV , Orkusjóðs og UOOR. Sérstakt samkomulag er í gildi milli Háskóla Íslands, nánar tiltekið meistarnáms í umhverfis- og auðlindastjórnun. Nú þegar hafa 5 stúdentar lokið verkefnavinnu sem tengist SMART-H2. Bakgrunnur þeirra er í verkfræði, hagfræði, náttúrufræði og tæknifræði og félagsfræði. Skýrslur þeirra eru nú þegar komnar í gagnagrunn á Skemmunni. (www.skemman.is). Nemendurnir eru: Rósa Guðmundsdóttir (verkfræði), Lílja Guðmundsdóttir (verkefræði), Elisabeth Anne Unger (auðlindafræði), Elísabet Björney Lárusdóttir (verkefnræði), Aðalbjörg Birna Guttormsdóttir (umhverfis og auðlindafr.), Eva María Þórarinsdóttir (landfræði) María Maack (PhD sem hófst 2010) auk Dr. Helgu Ögmundardóttur (mannfræði). Örstutt yfirlit þessara rannsókna var tekið saman í lok árs 2010 og má sjá hér.  Rannsóknarverkefnin tengjast eldsneytisnotkun, úthaldi, viðhorfi notenda á vetnis, - metan, - rafmagns og þeirra sem nota lífrænt eldsneyti. Stutt yfirlitsskýrsla var tekin saman fyrir þann hluta sem Orkusjóður styrkti en niðurstöður birtast um vorið 2011. Niðurstöðurnar eru fyrst og fremst ræddar við þá sem framleiða búnaðinn og nota hann, því að óvíst er hvort búnaðurinn hafi náð endanlegu formi og því er óvarlegt að gera beinan samanburð á þessari nýju tækni. Hins vegar geta niðurstöður gefið til kynna veikleika í kerfinu, atriði sem vert er að huga sérstaklega að í samanburði við annan búnað sem stendur sig betur. Ekki síst í þeim snertiflötum sem koma fram milli notenda, tækninnar og áfyllingarbúnaðar. Búnaður ljósavélarinnar verður fyrst og fremst í höndum þeirra sem hönnuðu hann enda er ætlunin að byggja á reynslunni við að finna og laga veikleika áður en fjöldaframleiðsla getur hafist.  Fyrsta skýrslan er komin - Viðhorf til nýs eldsneytis. Skýrslan er unnin á styrk frá Umhverfis- og orkurannsóknasjóði Orkuveitu Reykjavíkur. Hún greinir frá skoðunum fólks sem hefur rekið tvinnbíla um nýja bíla og eldsneytistækni og síðan viðhorfum sérfræðinga og orkumanna um nýtt eldsneyti.
 
Vetnisstöðin að Grjóthálsi hefur verið yfirfarin og opnuð að nýju, nú með aðgangi almennings. Skeljungur rekur stöðina og safnar upplýsingum um áfyllingu, bilanatíðni og annað það er skiptir máli í rekstri. Hver vetnisbíll er útbúinn SMART- korti sem notað er við kortalesara stöðvarinnar. Þá skráist bílnúmerið, dagsetning, tíminn og magn áfyllingarinnar. Bílstjórarnir fylla sjálfir á bílana og fylgja leiðbeiningum sem settar hafa verið upp á vetnisdæluna. Þar með er reykvíska vetnisstöðin opinn almenningi eins og hver önnur eldnsneytisstöð.
Framtak hf hefur eftirlit með stöðinni fyrir Skejlung. Framtak er vélsmiðja og þjónusta við ýmsan vélbúnað í aflstöðvum og skipum. Lykilmenn í eftirliti unnu áður í áburðarverksmiðjunni í Gufunesi. Það er mikilvægt á stöðinni að fara nákvæmlega eftir leiðbeiningum því að áfylling stöðvast ef eitthvað fer úrskeiðis og stöðin slekkur á sér. Mikilvægt er að tengja rétt saman stút og tank, því ef ekki næst þétt og gott tak þá hefst áfylling ekki. Þetta er útskýrt lið fyrir lið á stöðinni en gott er að fá grunnþjálfun við að fylla á. Allt er gert til að safna reynslu á þennan búnað er búast má við að smávægilegar breytingar verði smám saman innleiddar í búnaðinn til að auðvelda áfyllingu. Vetnið er geymt undir 450MPa þrýstingi á stöðinni en flestir bíla hafa tanka sem geyma vetni undir 200MPa þrýstingi.
Innan SMART-H2 eru um 20 fyrirtæki í samstarfi og er það algengt innan vetnistækniþróunarinnar að aðilar vinni saman til að samhæfa þjónustuna. Ýmist leggja til einingar en það eru helst kerfislausnirnar sem þarf að prufukeyra. Allar tengingar, samskipti mismunandi tæknibúnaðar, mismunandi þrýstingur, mismunandi efni, mismunandi spenna og rafkerfi; allt þarf að samstilla og ná þannig hámarksnýtni úr öllu kerfinu án þess að fórna nokkru í öryggi. Þeir sem taka þátt í SMART-H2 eru bifreiðaframleiðendur eins og Daimler, Toyota, Ford og fleiri, þeir sem skaffa efnarafala eins og Ballard og H2Logic, fremleiðendur vetnistanka og flutning þeirra, Varmaraf, og AGA-Linde, öryggisklössun og veitirng starfsleyfa eru í höndum Siglingastofnunar og Germanishcer Llyod.

Hér er glærupakki sem sýnir yfirlit verkefnisins: