I dag bruker store deler av norske kjøretøy ulike former for fossile drivstoff som energibærer. Om vi skal nå klimamålene vi har satt oss nasjonalt og globalt må transportsektoren omstilles. Ny teknologi og mål om lavere utslipp har gjort den batteri-elektriske bilen populær de siste årene og det er den de fleste forbinder med grønn transport. Et mindre kjent alternativ til fossilbilen er hydrogenbilen. Hydrogenbilen bruker hydrogen som drivstoff og om hydrogenet fremstilles ved hjelp av fornybar energi kan den sammen med elbilen være med på å erstatte den fossile bilparken.

Hvordan virker en hydrogenbil?

En hydrogenbil får sin elektriske energi fra brenselcellen. Du kan lese mer om hvordan den fungerer i vår tekst om lagring og bruk av hydrogen, men kort fortalt fungerer den slik: Hydrogen fra en egen tank reagerer med oksygen fra luften og danner vann. I brenselcella blir oksidasjonen og reduksjonen i denne reaksjonen adskilt med en membran, og elektroner blir dermed tvunget til å ta en omvei gjennom en elektrisk krets. Det er dette som er elektrisiteten bilen går på. Som nevnt, resulterer reaksjonen bare i energi og vann, noe som vil si at det eneste som kommer ut av “eksosrøret” på bilen er vann.

Sett bort fra brenselcellen virker en hydrogenbil svært likt en ordinær elbil. Elektrisiteten produsert i brenselcellen driver en elektrisk motor, men kan, i perioder der det lages et overskudd av elektrisitet, gå til å lade opp et batteri. Ved å utnytte brenselcellen til å produsere strøm, og batteriet kun til overskuddsstrøm som gjenvinnes ved bremsing (rekuperering), trengs et mye mindre batteri enn det som kreves i en tradisjonell elbil.

Hydrogenets egenskaper gjør det krevende å lagre gassen i personbiler på en god måte. Gassen har lav tetthet, og må komprimeres på en trygg og effektiv måte. I personbiler lagres hydrogengassen i tanker med svært høyt trykk (ofte 700 bar).

Hydrogenbiler i Norge

I Norge har ikke bruken av hydrogenbiler blitt veldig utbredt enda. I 2022 var det registrert omtrent 230 hydrogendrevne personbiler i Norge. Antall registrerte elbiler rundt samme tid var på rundt 600 000. Dette er en stor forskjell, spesielt med tanke på at begge biltypene får de samme økonomiske fordelene (f.eks. reduserte avgifter, fritak for bomavgift og mulighet til å bruke kollektivfelt).

Det lave antallet hydrogenbiler kan skyldes mangelen på hydrogenbilmodeller på det norske markedet. I dag er det enkelte modeller tilgjengelig i svært begrenset opplag, men i hovedsak er det Toyota Mirai som selges på det norske markedet. Flere bilprodusenter har derimot varslet at de kommer til å komme med nye modeller i løpet av de neste årene. Toyota har en modell som kommer i løpet av 2025, og BMW har lansert en modell som kommer i 2028.

En annen utfordring når det kommer til hydrogenbiler er fylling av drivstoff. Nettverket av hydrogenstasjoner i Norge er lite, og det har så langt vært utfordringer rundt driften av dem. I starten av 2019 var det kun fem stasjoner for hydrogenpåfylling i Norge. Det har vært vanskelig å drifte disse på en økonomisk gunstig måte og den største leverandøren av hydrogendrivstoff i Norge, HYOP, måtte i 2018 stenge ned alle sine fem stasjoner på grunn av dårlig økonomi. UnoX stengte 2019 sine tre stasjoner, etter en eksplosjon ved ett av deres anlegg. Dette førte til at antallet hydrogenstasjoner for personbiler ble redusert til én stasjon. Per mai 2024 er det kun to stasjoner i drift i Norge. 

Hydrogenbiler i dag er dyrere enn elbiler både når det kommer til innkjøpspris og driftskostnader. Slik er det også forventet å være i årene som kommer. Ved større utbredelse av bilen kan prisen reduseres, men dette avhenger av at det etableres god infrastruktur i form av hydrogenstasjoner og at teknologien utvikles for å bli mer konkurransedyktig mot andre lav- og nullutslippsteknologier.

Fordeler med hydrogenbil

• Utslippsfritt: I brenselcellen er det eneste avfallsstoffet vann, med andre ord er den lokalt utslippsfri og et bærekraftig alternativ til fossilbil. På samme måte som batteri-elektriske biler kan få strømmen sin fra fornybare kilder, kan også hydrogenet til hydrogenbiler framstilles på miljøvennlig vis. Da vil bilen være miljøvennlig også i et livsløpsperspektiv. Dette kan du lese mer om i vår tekst om hydrogen.
• Fornybart drivstoff: Hydrogen kan fremstilles ved elektrolyse av vann. Dette vannet får vi tilbake når hydrogenet reagerer med oksygen i brenselcellen. Det er viktig å presisere at det finnes flere måter å fremstille hydrogen på og at miljøfordelene ved bruk av grunnstoffet krever at hydrogenen fremstilles grønt eller blått. Grønt hydrogen fremstilles ved bruk av fornybar energi. Det er også mulig å fremstille hydrogen blått, altså ved hjelp av fossile energikilder, men at CO2-en fanges opp og lagres.
• Fyllingstid: Hydrogenbilene som er på det norske markedet i dag kan fylles på noen få minutter. Dette er betydelig kortere enn mange av dagens batteri-elektriske biler. Årsaken til denne relativt korte fyllingstiden er at hydrogenbilene ikke trenger å lade opp et stort batteri. I stedet fylles hydrogen i en hydrogentank, litt som i en tradisjonell bensin- eller dieselbil. Kort fyllingstid kan gjøre hydrogenbiler attraktive i næringer som er avhengige av høy tilgjengelighet og brukstid, som for eksempel varetransport og taxinæringen.
• Rekkevidde: Hydrogenteknologien gjør det mulig å kjøre mye lengre på en tank enn mange av dagens elektriske biler. Brenselcellebilene på det norske markedet går mellom 450 og 700 km på en tank, noe som kan sammenlignes med dagens bensin- og dieselbiler. Lang rekkevidde gjør hydrogen til et godt nullutslippsalternativ i langtransporten.
• Lønnsomhet: Sammenlignet med batterier, kan hydrogen være mer lønnsomt for større kjøretøy som kjører lengre strekninger, for eksempel tungtransport. Et stort batteri krever større plass og er tyngre enn et system basert på hydrogen. Ved bruk av brenselceller brukes mindre volum av kjøretøyet til framdrift, og det blir dermed mer plass til varer. I tillegg har brenselcellen, i motsetning til forbrenningsmotoren, få bevegelige deler, noe som reduserer risikoen for at ting går i stykker.

Utfordringer med hydrogenbil

• Dyre brenselceller: En utfordring med hydrogenbilen er at det er dyrt å produsere PEM-brenselceller.  Det er nødvendig med komponenter som tåler det kjemiske miljøet og derfor er komponentene relativt dyre. I tillegg kan membranen i en brenselcelle lett ødelegges. Du kan lese mer om brenselceller i denne teksten.
• Dårlig infrastruktur: Som nevnt er det veldig få hydrogenstasjoner i Norge. Med så få hydrogenstasjoner kan hydrogenbilen være irrelevant for de fleste nordmenn, ettersom de i liten grad har mulighet til å fylle drivstoff på bilen.
• Dyrt å eie: Slik det ser ut i dag er totalkostnaden for å eie hydrogenbil høyere enn andre alternativer. Innkjøpet av bilen er for eksempel vesentlig dyrere enn mange konkurrerende diesel-, bensin- eller batteribiler. Vedlikeholdet av dagens hydrogenbiler er også dyrt. Etter hvert som teknologien utvikler seg, er det derimot forventet at kostnaden reduseres.
• Energieffektivitet: Sammenligner man hydrogenbilen med en vanlig batterielektrisk bil, er hydrogenbilen vesentlig mindre energieffektiv. Dette skyldes blant annet at brenselcellen har en virkningsgrad mellom 40-65%, avhengig av størrelse, under normal drift. Det betyr at mer av den opprinnelige energien i drivstoffet går tapt til omgivelsene og at mindre kan utnyttes til å drive bilen. 
• Lagring av hydrogen: Hydrogen har vesentlig større energitetthet enn batterier, men det kreves store volumer for å lagre store nok mengder av gassen. En stor utfordring med hydrogen, spesielt til bruk i personbiler, er at gassen må “pakkes sammen” slik at det er mulig å få nok drivstoff inn i en bil for tilfredsstillende kjørelengde.

Deler av denne teksten bygger på teksten vår “Hydrogen”, som tar for seg hvorfor det er ønskelig å bruke hydrogen og hvordan man fremstiller det.