Årets begivenheter innen vitenskap
Hydrogen kontra elektrisk
Iarbeidet med å verne og bevare kloden for kommende generasjoner haster det stadig mer å komme fram til biler som gir mindre forurensning og utslipp av klimagasser. Vi har flere biler på veiene enn noen gang før, og det er beregnet at utslippene fra bensin- og dieselbiler står for 13 prosent av drivhusgassene i atmosfæren.
Jorda viser allerede tegn til klimaforandring. I løpet av de siste 140 årene har temperaturen økt med 0,7 grader, noe som har ført til drastisk avsmelting på polkalottene, massedød av organismene som bygger opp korallrev, og langt hyppigere forekomster av unormale værforhold. Og det er ikke bare kloden vår som lider under dette, det går ut over lungene også. Det internasjonale energibyrået anslår at 6,5 millioner mennesker i året dør av dårlig luftkvalitet, så denne forurensningen er den største helserisikoen vi har.
Framtiden blir dyster hvis vi ikke endrer måten vi behandler kloden på, men det finnes håp. Det siste tiåret har det rundt om i verden vært en stor økning i aktivismen for å redusere utslippene fra forbrenning av fossilt drivstoff. Vi må begynne å drive kjøretøyene våre med fornybar energi, og mange bilprodusenter har satset på dette etter at framtidige forbud mot fossilt drivstoff er blitt kunngjort. Tyskerne var først ute med dette, de har varslet totalforbud mot bensin- og dieselbiler fra 2030, og mange andre land følger i fotsporene deres.
Salg av alle nye bensin- og dieselbiler vil bli forbudt i Storbritannia fra 2040. I Norge er det foreslått at det bare skal selges helelektriske biler fra 2025, og India vil innføre samme regel fra 2030. Over halvparten av Indias befolkning – det vil si mer enn 660 millioner mennesker – bor i områder hvor luftkvaliteten er helsefarlig, og det beregnes at folk som bor der får levealderen redusert med opptil tre år. Indias jernbane- og kullminister Piyush Goval har uttalt at: «Tanken
«Hydrogenbiler har også elmotor, men de henter strømmen fra kontinuerlige elektrokjemiske reaksjoner i brenselceller i stedet for sykliske reaksjoner i et ladbart batteri»
er at ikke en eneste bensin- eller dieselbil skal selges i landet fra 2030.»
ALTERNATIVER TIL FOSSILT DRIVSTOFF
Jakten på et bærekraftig framtidig drivstoff har ført forskere og produktutviklere innom mange alternativer, fra solkraft og komprimert gass til alkoholer laget av biomasse, gjerne tang og tare. Et av alternativene som undersøkes, er flytende nitrogen (LN2). I dette systemet lar de spesialkonstruerte motorene det flytende nitrogenet trekke varme ut av luften slik at det fordamper til gass, noe som skjer under så høyt trykk at det driver motoren. Dette er i prinsippet dampmaskiner som slipper å brenne kull, fordi vannet er byttet ut med en væske som koker ved 196 kuldegrader.
Den britiske supermarkedkjeden Sainsbury’s prøver ut Dearman LN2-motorer i tungtransportene sine. De skal erstatte dieselmotorene som driver kjøleaggregatet når bilens hovedmotor ikke går. Dette er en forholdsvis billig og avgjort grønn drivstoffløsning, men energiøkonomisk er den absolutt ikke, så det er lite trolig at vi kan basere oss på dette i framtiden.
Et annet forsøk på å finne en grønn befordringsløsning har vært å bygge biler som ikke bruker drivstoff i det hele tatt, men er dekket av solpaneler. Det høres jo lovende ut, og det finnes kjøretøy som brukes i solcelleløp, men n selv de mest effektive av disse har ganske begrensede krefter fordi overflatearealet er så beskjedent.
Men hvilke løsninger ligger i teten som framtidig kraftforsyning? De fleste eksperter er enige om at enten hydrogenbiler eller batterielektriske biler til slutt vil vise seg å være svaret.
ELBILER
Mange regner batteridrevne elbiler for å være bilismens framtid, og slike stillegående vidundre begynner å bli et vanlig syn på veiene ute i verden, selv om få eller ingen land kan måle seg med den elbiltettheten vi har fått her hjemme. Banebrytende bilprodusenter som Tesla fører an i den elektriske revolusjonen, men mange andre har fulgt på, og nå har forbrukerne mange helelektriske modeller å velge mellom.
«verken batteridrift eller hydrogen er renere enn den opprinnelige strømkilden»
De kan lades hjemme eller ved ladestasjoner, de er fantastisk billige i drift, og de blåser ikke ut giftig gass. I mange land er myndighetene så ivrige etter å fremme bruken av elbiler at de gir tilskudd til kjøpssummen, om de ikke har store avgifter å kutte slik tilfellet er i vårt land.
Populariteten har vært hemmet av lang ladetid, forholdsvis få ladesteder og kort rekkevidde, men det arbeides med løsninger på dette, blant annet kabelfri lading i fart, slik at en aldri behøver koble seg til noen ladestasjon.
HYDROGENBILER
Hydrogenbiler har også elmotor, men de henter strømmen fra kontinuerlige elektrokjemiske reaksjoner i brenselceller i stedet for sykliske reaksjoner i et ladbart batteri. Brenselcellene spalter hydrogenmolekyler i protoner og elektroner, og elektronene føres inn i en elektrisk krets. Generelt har hydrogenbiler bedre rekkevidde enn elbiler, og det tar bare noen minutter å tanke dem, mot de timene det tar å lade en elbil med dagens teknologi.
Med hydrogendrift pumpes drivstoff inn i bilen slik vi er vant til å gjøre med bensin eller diesel. Den store ulempen med hydrogenbiler er mangelen på infrastruktur. Hydrogen er vanskelig å lagre, så vi kan ikke kjøre fritt omkring og tanke hvor vi vil. Det gjøres mye for å bedre dette, og det har vært snakk om å ha systemer som kan produsere hydrogen hjemme, men foreløpig er dette en altfor dyr løsning. Dessuten finnes det sikkerhetsmessige innvendinger mot hydrogen, siden det brenner med usynlig flamme, noe som kan være farlig hvis det oppstår lekkasje.
FRAMTIDENS ENERGI
For øyeblikket ser det ut til at elektriske biler vinner kappløpet. I dag er det bare tre hydrogenbiler på markedet – Toyota Mirai, Hyundai ix35 FCEV og Honda Clarity. De er forholdsvis dyre, og foreløpig har de ikke infrastrukturen som trengs for å slå bredt an på nullutslippsmarkedet. Men det finnes over 50 elektriske bilmodeller å velge mellom, og infrastrukturen er stort sett på plass – vi behøver bare sette i kontakten!
Det er inspirerende å tenke seg at veiene snart vil være dominert av biler som ikke forurenser der de kjører. Men det er viktig å huske at verken batteridrift eller hydrogen er renere enn den opprinnelige strømkilden. Utbredelsen av nullutslippsbiler er et langt skritt i riktig retning, og vi ser en stor forskjell i luftkvalitet og drivhusgasser, men den virkelige revolusjonen får vi når kraftforsyningen rundt om i verden går over til grønne energikilder som sol, vind eller fosser i stedet for å fortsette å brenne fossilt drivstoff. De første utfordringene er å gjøre nullutslippsbiler så rimelige og praktiske at de kan bli normen, og bygge en miljøvennlig infrastruktur til å støtte dem.