Vätgasens roll för tunga vägtransporter i Sverige

Vätgas till tunga vägtransporter kommer allt närmare. Flera tillverkare samarbetar kring teknik och marknad [1]. EU-kommissionen föreslår tvingande regler om vätgasstationer längs huvudvägnätet [2]. I Sverige finns fem publika tankställen idag [3] och ytterligare ett tjugotal har nyligen aviserats och det finns ännu fler godkända av Klimatklivet [4].

I slutet av april presenterade Ingenjörsvetenskapsakademin (IVA) rapporten ”Vätgasens roll för tunga vägtransporter” [5]. Dagens nyhetsbrev beskriver denna rapport.

På fredag publicerar vi en podd med författaren där han berättar mer om rapportens slutsatser.

IVA:s rapport är skriven av Per Kågeson. Till sin hjälp har han haft en arbetsgrupp med representanter från bl.a. VTI, AB Volvo, Tekniska Verken i Linköping och IVA. Rapporten analyserar ekonomin för vätgas till tung godstrafik i Sverige. Den är en del av IVA:s projekt ”Vätgasens roll i ett fossilfritt samhälle”. Vi passar på att tipsa om projektets slutseminarium 13 juni. https://www.iva.se/event/vatgasens-roll-i-elsystemet/

I rapporten görs ett antal bedömningar av de företagsekonomiska förutsättningarna för att använda eldrivna lastbilar med bränsleceller som drivs med vätgas. Man beskriver ett tänkbart läge i Sverige ungefär år 2030. Man påpekar att utvecklingen är svår att förutse, men anser själva att nischen för vätgasdrivna lastbilar kommer vara relativt begränsad eftersom energiåtgången är så pass mycket påtagligt högre än i batterilastbilar.

Kostnader för tankställen och elektrolys

Man utgår från att vätgas produceras lokalt med hjälp av elektrolys. Om efterfrågan på vätgas mestadels kommer från fjärrtransporter blir efterfrågan inte särskilt stor. För att hålla ner kostnaderna kommer det då bli angeläget att placera tankställen där det är möjligt att samutnyttja med vätgas till industrin eller specialflottor för sjöfart eller flyg. Om kostnaden för att bygga upp en tankinfrastruktur kan komma att variera avsevärt på grund av detta kan även priset som åkarna får betala för vätgas komma att variera.

Det är svårt att hitta tillförlitliga uppskattningar av kostnader för systemen år 2030. Teknikerna är ännu relativt omogna. Deras bedömning är att investeringskostnaden för en tankstation med kapacitet på 2 ton per dygn kommer att uppgå till i storleksordningen 30 miljoner kronor år 2030. Tillkommande investering i elektrolysör och elanslutning uppgår till ytterligare c:a 30 milj kr.

Om vätgas ska produceras variabelt, exempelvis för att lagra vätgas vid lågt elpris, behövs kolfibertankar. Kostnad för att installera ett lager på 10 ton, som backup för ett mindre högtryckslager på 2 ton, skulle med den tekniken hamna runt 50 miljoner kronor. Därtill kommer kostnaden för kompression. Ny teknik kan sänka dessa kostnader på sikt, men deras bedömning är att stora lager inte blir lönsamma även om elpriset förblir lågt.

De bedömer att en måttligt stor tankstation ger en kostnad på cirka 10 000 kronor per kilowatt. Kostnaden kan minska med 40 procent till 2030 om marknaden växer. 

Kostnader för fordon

Rapporten gör jämförelser mellan lastbil med bränsleceller som tankas med vätgas, batterielektisk lastbil som laddas i depå, och elvägslastbil som förses med el under färd.

• En eldriven dragbil bedöms kosta ungefär 1 miljon kr år 2030 oavsett teknik exklusive batterier, bränsleceller och tankar.
• En vätgasdriven ellastbil behöver bränsleceller (0,4 milj), vätgastankar (0,4 milj) och ett begränsat pack med batterier (0,3 milj kr) samt diverse övrigt (0,3 milj). Den bedöms totalt kosta ungefär 2,4 milj kr.
• Batteriet till en batterilastbil behöver vara betydligt större (1 milj kr). Med diverse tillägg kostar batterilastbilen 2,2 milj kr.
• Elvägsfordonet kostar runt 1,5 milj kr eftersom den behöver mindre batterier.

De har jämfört drivmedelskostnaden för en 40 tons lastbil som körs 13.000 mil per år med ett uppskattat pris för att tanka vätgas, ladda el respektive betala elvägsavgift.

Bränslecellerna antas i medeltal ha verkningsgrad 56 procent, försörja en elmotor på 500 kW, ha ett effektbatteri på 70 kWh, en vätgastank för 70 mil och 55 kg vätgas.

Batteribilen har 500 kW motoreffekt, 800 kWh batterier, depåladdar till 80 procent och betalar 94 öre per kWh el vid depåladdning (50 kW) och 133 öre vid snabbladdning (600 kW).

Elvägslastbilen har 300 kWh batterier och betalar 3 kronor per fordonskilometer i brukaravgift, vilket sägs motsvara kostnaden för drift och underhåll i en statligt ägd elvägsanläggning på 270 mil i Sverige.

Kostnader för förare, däck, underhåll med mera ingår inte. För en diesellastbil i långväga distribution står detta för ungefär hälften av totala kostnader.

De kommer fram till att driftkostnaden (exklusive förare m.m.) för en lastbil som körs med vätgas år 2030 kommer hamna på 6,6o kr per km exklusive skatter. Batteriel-lastbilen hamnar på 4,40 kr (33 procent lägre ”drivmedelskostnad” än vätgas) och elvägs-lastbilen hamnar på 5,90 kr (11 procent lägre).

Om man inkluderar skatt kostar energin till att driva en vätgaslastbil 40 procent mer än en batterilastbil. Jämfört med en elvägslastbil är vätgaslastbilen 20 procent dyrare inklusive skatt. Den högre skillnaden efter skatt beror på att energiförlusterna vid produktion och användning av vätgas är högre än i batteribaserade system.

Utredarna anser att deras bedömning av vätgasens relativa kostnader ligger i linje med flera andra studier.

Nyttan av kortare tanktid och högre nyttolast

Trots att en vätgasdriven lastbil alltså, enligt rapportens kalkyler, skulle bli väsentligt dyrare per km så kan den ändå bli lönsam för ett åkeri. Detta kan åstadkommas tack vare två fördelar: Fordonet är lättare och det kan tankas snabbare.

Batterierna hos en fjärrbil kan de närmaste åren väga 3–4 ton mer än motsvarande drivlinekomponenter i en diesellastbil. Jämfört med en vätgaslastbil är skillnaden hela 5 ton. Vätgasbilen kan då transportera motsvarande vikt i ytterligare nyttolast. Den fördelen är störst vid körning av tungt gods. En stor del av den långväga godstrafiken är dock högvärdigt gods som sällan har hög vikt per volymenhet. Dessutom kommer teknikutvecklingen troligen minska vikten hos batterier snabbare än hos bränsleceller så skillnaden minskar framöver. Enligt vissa bedömningar kommer inte vätgaslastbilen ha någon påtaglig viktfördel bortom år 2030, enligt rapporten.

Fördelen med längre räckvidd och snabbare tankning är uppenbar. Den fördelen spelar dock enbart roll för den del av godsflödena som inte passar in i en logistik med elbilar som laddas vid depå nattetid och snabbladdar under dagen vid lunchraster, lagstadgad vila och liknande. Hur stor fördelen är med snabb tankning av vätgas är även beroende på hur tätt det kommer vara mellan vätgastankställen jämfört med tillgången på snabbladdare, och dessutom hur snabbt batterier kan laddas framöver och hur effekttäta de blir. Utredarna drar slutsatsen att vätgasbilar sannolikt kommer ha bäst förutsättningar i långväga inhemska transporter där stora bolag med egna terminaler låter förarna dela bilar så att fordonen kan användas i flera skift per dygn.

På kort sikt bedömer de att skillnaden i nyttolast kommer vara en viktigare konkurrensfördel än skillnaden i tid för att tanka jämfört med laddning. För den begränsade andel av fordonen som används i flerskift överväger däremot nyttan av snabb tankning.

En skillnad idag i nyttolastkapacitet på 5 ton skulle teoretiskt kunna skapa ett mervärde för vätgaslastbil på drygt 20 procent. År 2030 kan detta ha krympt till cirka hälften om batterierna blivit lättare. Om en vätgaslastbil kan användas mer effektivt genom flerskift kan man slå ut värdeminskning, skatt och administration på fler transportkilometrar. De kostnaderna utgör drygt en femtedel av kostnadsmassan. Nyttan av detta varierar beroende på transportupplägg.

Utvecklingen bortom 2030

Sjunkande priser på bränsleceller, storskalig produktion och ökande modellutbud kommer göra vätgaslastbilen väsentligt billigare bortom 2030. Även batterilastbilar blir billigare, men kostnadsreduktionen blir större för vätgasfordon. Trots detta förutspås bränslecellsfordonen vara påtagligt dyrare att köpa även efter 2030, enligt några studier som återges. Elpriset kommer också spela stor roll och om priserna stiger mycket kan det missgynna vätgasdrift.

Fördelen hos vätgaslastbilar av högre lastkapacitet spås fortsätta minska även bortom 2030.

Både stationär laddning och tankställen med vätgas kommer byggas ut. Eftersom merparten av de tunga lastbilarna kommer vara batteridrivna växer utbudet av laddning mer förutsägbart. Osäkerheten är större kring vätgas.

Utredarnas slutsats

Det kvarstår betydande kostnadsnackdelar för vätgasdrift. Energiförlusterna vid elektrolys och i bränslecellen sänker totalverkningsgraden för vätgaslastbilen. Det ger en permanent konkurrensnackdel.

Utredarna bedömer att segmentet för vätgaslastbilar är relativt begränsat. Det kan handla om nischer där man ser stora fördelar med snabb tankning och ett mer flexibelt fordon. Det kan också handla om fordon där man har behov av mycket kraft.

Egen kommentar

Utredningen fokuserar på företagsekonomiska aspekter. Det är intressant för aktörer som planerar för en utbyggd infrastruktur och som sysslar med logistik och fordonshantering. Samtidigt är utredarna tydliga med att osäkerheterna är betydande. Därför har de gjort en känslighetsanalys och de erbjuder excelunderlag där intresserade kan göra egna beräkningar [5].

Kostnader för förare, underhåll och annat har exkluderades. Det blir enklare att jämföra tekniker på det sättet. Men prisskillnaderna som presenteras kan å andra sida verka större än de blir i praktiken när det tillkommer exempelvis personalkostnader. Dessa varierar dock med typ av upplägg och det skulle komplicera beräkningarna än mer.

Exakta siffror är nog inte rapportens viktigaste budskap. Det är snarare hur trender och marknader kan komma att utvecklas.

Har du synpunkter på de frågor som tas upp IVA-rapporten? Skriv inte ett direkt svar i e-brev. Vi vill samla ihop era reaktioner i ett formulär som underlättar en sammanställning. Vi kommer sammanställa läsarnas reaktioner i ett senare nyhetsbrev. Använd länken till detta formulär.

Källor

[1] Några omEV-artiklar om vätgas, bränsleceller och lastbilar: https://omev.se/2020/09/17/daimler-och-deras-planer-for-eldrift-for-lastbilar-mest-om-vatgas/

https://omev.se/2020/02/18/vatgas-och-bransleceller-notiser/

https://omev.se/2021/11/08/status-vatgas-enligt-iea-och-vatgasnotiser/

[2] EU-kommissionens förslag Alternative Fuels Infrastructure Regulation (AFIR)

[3] Karta med tankställen hos Vätgas Sverige

[4] Företaget REH2 får bidrag till 24 tankställen

[5] IVA-rapporterna finns här i kort version, lång version, underlag för att göra egna analyser samt webbsänd presentation från 21 april att se i efterhand.

Excelunderlaget:

[6] Debattartikel Ny Teknik ”Här är fördelarna med vätgas för tunga transporter”