Strømtilførsel til veier uten nett

En av oppdragene til Statens vegvesen er å gi god informasjon til trafikanter som ferdes på norske veier. For å kunne gjøre dette er de avhengig av å samle inn data fra veistrekninger. Flere veier i Norge har ikke strøm eller nettverksforbindelse, og det gjør at det ikke er mulig å sette opp sensorer og nettverk for å samle inn trafikkdata. Statens vegvesen ønsket et sikkert mobilt hydrogenaggregat til bruk langs vei hvor det er utfordringer med snø og vanskelige værforhold. I tillegg var det ønskelig med mulighet for å koble på master og sensorer.

I 2021 inviterte Statens vegvesen til en plan- og designkonkurranse under Fast Track for Sirkulærøkonomi, finansiert av Klima- og Miljødepartementet. Ballard Power Systems vant, og fikk 300 000 kroner til å lage en prototype på et aggregat som kunne forsyne Statens vegvesen sine veisensorer med strøm.

Ballard Power Systems leverer per dags dato løsninger basert på brenselceller til bruk i busser, lastebiler, marine, tog og stasjonære strømsystemer. Ballard har posisjonert seg i Norge med leveranse av brenselceller til MF Hydra på Hjelmeland, kjent som verdens første ferge drevet av flytende hydrogen.

Brenselcellene fra Ballard bruker hydrogen som energikilde. Elektrisitet produseres i brenselcellen gjennom en elektrokjemisk reaksjon som oppstår når hydrogen og oksygen mates inn i brenselcellens membran.

Løsningen Ballard designet for Statens Vegvesen er basert på en eksisterende løsning brukt i Canada for strømforsyning i områder uten nettilkobling. Markedssjef i Ballard Power Systems Norway, John Winterbourne forteller at denne løsningen i likhet med det systemet de har utviklet for Vegvesenet kan operere i minus førti til pluss førtifem grader.

– Vår oppgave var å se på en kontinuerlig strømløsning som kan stå ute langs veier der det ikke er tilgang til strøm. Vi designet et system basert på Ballard’s 1,7 kilowatt brenselcelle sammen med et batteri som sammen kan levere strøm over en seks måneders periode.

– Måleinstrumentene til Statens Vegvesen forsynes med strøm fra batteriene. Når disse batteriene begynner å bli tomme, slås brenselcellen på for å lade batteriene. Når batteriene er fulladet slås brenselcellen av. Det sikrer en kontinuerlig strømforsyning, samtidig som vi ikke bruker mer hydrogen enn nødvendig, sier Winterbourne.

For å svare til Vegvesenets behov om seks måneders kontinuerlig drift, skisserer løsningen til Ballard at det brukes tre flaskepakker bestående av 16 hydrogenflasker, det vil si til sammen 64 hydrogenflasker som hver har en diameter på tretti centimenter. Plassering utføres noen meter ut fra veikanten.

Winterbourne forteller at de har store sikkerhetsmarginer i hele systemet: – Vi har et system som er designet fra bunnen av for sikker drift. Alt reguleres automatisk slik at for eksempel trykket av hydrogentilførsel til aggregatet alltid er veldig lavt, det er snø- og frostbeskyttelse på vinteren, og kjøling på sommeren. Hele systemet kan også overvåkes fra en sentral slik at det ikke er nødvendig å ha folk som kontrollerer ute i felt.

I og med at det var en plan og idékonkurranse, er løsningen fortsatt på designstadiet, og ikke satt ut i test og produksjon enda.

Winterbourne mener det er på høy tid at potensialet til brenselcelleteknologi utnyttes bedre i Norge, og peker på at det har et mindre fotavtrykk enn batteri.

– Spesielt for langtransport på vei og ferger og skip som kjører lengre strekninger der batteri alene ikke gir nok rekkevidde, er brenselceller en ideell løsning.

– Produksjon av brenselceller genererer 75 prosent mindre utslipp enn ved produksjon av batteri. Vi leverer reservestrømløsninger til telekom-bransjen i Norden, og sett i forhold til batteri og diesel er vår brenselcelleløsning billigere om man tar hele livsløpet i betrakning, belyser Winterbourne.

Winterbourne forteller at brenselcellene de bruker på bussene i London har en bevist levetid på åtte år før de må fornyes, men dette kan variere i forhold til anvendelsen.

– Vi har allerede idag lang levetid på våre brenselceller, og når det er på tide å bytte ut, kan vi fornye modulene, og som regel bare bytte ut membranen før den leveres tilbake til kunden. Av membranene som byttes ut gjenvinnes over 95 prosent. Dette er sirkulær økonomi i praksis og er på plass idag.

– Vår strategi er å minske ressursene som brukes både i produksjonen av nye brenselceller, og i fornying av brukte. Vi ønsker å være karbonnøytrale innen 2030, legger Winterbourne til.