Norsk English
Artikkel

Infrastruktur for fylling og lading

SINTEF forsker på og utvikler nye løsninger innen infrastruktur i transportsektoren.

Overgangen til en utslippsfri transportsektor vil kreve enorme investeringer i strømnettet for å kunne håndtere en stadig mer omfattende ladeinfrastruktur. I tillegg trenger vi ny infrastruktur og optimaliserte prosesser for å utnytte potensialet i miljøvennlige drivstoff som biodrivstoff og hydrogen langs veien, i havner og på flyplasser.  

Lading og strømnettet 

Det hjelper lite å ha verdens beste elbil eller elfly om du ikke kan lade dem. Og det hjelper like lite å ha ladestasjoner eller hjemmeladere om du ikke har et strømnett som håndterer den økte belastningen denne ladingen fører til.  

For strømnettets del byr lading i hovedsak på to store utfordringer: Økt strømforbruk og last, og økt effektuttak. Med andre ord må vi produsere mer fornybar strøm, og vi må kunne levere mer strøm samtidig. Det er allerede nå, med drøye 10 % elbiler på veiene, utfordringer med kapasiteten i elektrisitetsnettet i grisgrendte strøk, og når nå stadig flere ferger elektrifiseres, er nettkapasiteten ved kai-anleggene ofte begrensende for utbyggingen. Når man nå ser for seg også å elektrifisere tungtransporten vil hurtiglading gi utfordringer med nettkapasitet i distriktene.  

Derfor har SINTEF utstrakt forskning på både økt utnyttelse av vannkraft, solkraft og vindenergi, og på utbygging av et smartere strømnett som tåler fremtidens ladeinfrastruktur. Fremtidens ladeinfrastruktur betyr både å få til hurtiglading av kjøretøy, fly og ferger slik vi kjenner det i dag, men det betyr også å tenke ut nye måter å lade på. For eksempel at biler kan lade mens de kjører. De vil kunne ha mye mindre batterier og samtidig øke rekkevidden drastisk.  

Norge er allerede verdensledende på elektriske ferger. SINTEF har kompetanse på design og analyse av komponenter og systemer for lading av elektriske ferger, inkludert dimensjonering, analyse og regulering av batterisystemer på land for å støtte lading av store elektriske ferger i svake kraftnett. Vi har også bidratt til å utvikle verdens første system for kontaktløs induktiv lading av bilferger, med kapasitet på over 1 MW, og deltar i internasjonalt forskningsarbeid for å videreutvikle denne teknologien til å oppnå høyere effekt og/eller lavere vekt.  

Denne kompetansen bygger vi videre på for flyindustrien. Vi forsker også på alternativer til tradisjonell lagring, slik som utskiftbare batterier.   

SINTEF har kompetanse og forskningsinfrastruktur for å teste utstyr for å støtte den tekniske utviklingen, samt kompetanse innen sikkerhetsaspekter og overvåkning av slike ladeløsninger. 

Hydrogen- og ammoniakkfylling 

Å ta i bruk hydrogen som energibærer i transportsektoren forutsetter at vi har en solid infrastruktur helt fra produksjon til forbruk.    

Om bord på fartøy og kjøretøy vil hydrogenet enten lagres som gass under høyt trykk (GH2), eller flytende ved lav temperatur (LH2). En viktig forskningsutfordring er hvordan vi optimaliserer prosessen for transport, lagring og rask fylling av flytende hydrogen (-253oC).  

På grunn av hydrogenets spesielle termodynamiske egenskaper er det blant annet store termiske utfordringer her, fordi noe hydrogen vil fordampe både når det overføres og under langtidslagring, samt en temperaturøkning i tanken under fylling som begrenser fyllehastigheten. Gassen må derfor kjøles ned før komprimering.     

Termisk isolasjon og integrasjon er derfor viktige fagfelt for utvikling av teknologi og prosesser for håndtering av avkok i forbindelse med LH2-fyllestasjoner og om bord på fartøy, kjøretøy og fly som skal gå på LH2. SINTEF har gjennom laboratoriearbeid og modellering vært en viktig bidragsyter i utviklingen av LNG-industrien, og denne kompetansen overfører vi til anvendelse innen flytende hydrogen og flytende ammoniakk. 

Vi forsker også på alternativer til fylling, slik som utskiftbare tanker. Dette er en spennende teknologi som vil kreve helt nye konstruksjoner av fly, båter og biler, samt logistikk og infrastruktur for å lagre og skifte tanker.  

SINTEF har siden 2010 arbeidet med kvalitetskontroll av hydrogen som drivstoff. Gjennom flere prosjekter (H2MovesScandinavia, HyCoRA, HYDRAITE) har SINTEF kartlagt kvaliteten av hydrogen fra fyllestasjoner i Europa. Dette er dokumenter gjennom en rekke publikasjoner. Disse prosjektene har dessuten vurdert effekten av forurensninger på brenselcellesystemer, og vitenskapelige resultater har vært disseminert inn mot standardiseringsorganisasjoner (ISO, CEN) og bidratt til harmonisering av standarder for hydrogenkvalitet.   

Vi arbeider innen disse områdene: 

  • Teknisk utforming av ladeinfrastruktur 
  • Komponentpåkjenninger i forbindelse med lading 
  • Design og regulering av systemer for kontaktløs induktiv energiomforming 
  • Produksjon av hydrogen ved elektrolyse 
  • Optimering av hydrogenproduksjon koblet til strømnettet eller direkte fra for eksempel vindkraft 
  • Dimensjonering og lokalisering av hydrogenproduksjon 

Typiske oppdrag for oss er: 

  • Forskningsbasert støtte til industriell utvikling 
  • Utvikling av metodikk for design og optimering av komponenter og prosesser 
  • Modellering og simulering av prosesser og energiomformingssystemer 
  • Tekno-økonomiske analyser for beslutningsstøtte 
  • Modellering av tekniske løsninger 
  • Testing av materialers forenlighet med hydrogen 
  • Labtesting av ulike påkjenninger på elektriske komponenter 

Hvem gjør vi dette for? 

  • Utstyrsleverandører 
  • Nettselskap 
  • Transportører 
  • Transportvirksomheter 
  • Energileverandører 

Prosjekter 

Utforsk fagområdene

Kontaktpersoner