Bærbare hydrogenpatroner understreger attraktiviteten af FCEV’er

Elbiler (EV’er) er det store hype nu. Med EV’s popularitet og adoption, der hurtigt stiger verden over, forventes de at have et markedsvolumen på $1,084 billion før årtiet er slut.

2021 var et stort år for EV-salg, da de fordobledes fra 2020 til 6.75 million, og derefter oversteg 10 millioner i 2022. I mellemtiden forventes enhedssalget af EV’er at nå 18.84 million køretøjer i 2029.

EV-køretøjer, i modsætning til konventionelle benzin-drevne forbrændingsmotorer, bruger elektriske motorer og genopladelige batterier til at bevæge sig.

Der findes faktisk flere typer: Batteri-EV’er, som er udelukkende drevet af en genopladelig batteripakke; Plug-in hybrid-EV’er, som bruger både traditionelle benzinmotorer og en elektrisk motor, der kan genoplades fra en ekstern strømkilde; Hybrid-EV’er, som har en batteridrevet motor samt en forbrændingsmotor, og brændselscelle-EV’er, der bruger hydrogen til at drive den elektriske motor.

Ligesom alle EV’er bruger brændselscelle-elektriske køretøjer (FCEV’er) også elektricitet til at drive en elektrisk motor, men i stedet for at bruge et batteri til at levere elektriciteten, producerer FCEV’er elektricitet ved hjælp af en brændselscelle drevet af hydrogen.

Sådan fungerer FCEV’er: En brændselscelle har to elektroder — en anode, som er en negativ elektrode, og en katode, som er en positiv elektrode. Begge er placeret omkring en elektrolyt. Et brændstof som hydrogen introduceres derefter til anoden, mens luft leveres til katoden.

Nu anvendes en katalysator ved anoden til at splitte hydrogenmolekylerne i elektroner og protoner.

En katalysator bruges til at fremskynde den kemiske reaktion, og forskere har søgt efter en katalysator, der kan reducere omkostningerne ved fremstilling af brændselsceller med hydrogen. Platin er den mest almindelige katalysator, efterfulgt af andre såsom nikkel, palladium og jern.

I brændselsceller med hydrogen bevæger elektronerne sig gennem et eksternt kredsløb for at skabe elektricitet, mens protonerne passerer gennem katoden, hvor de forenes med ilt og elektroner for at producere vand og varme. På denne måde fungerer en brændselscelle som en energikonverter, i modsætning til et batteri, som er en lagringsenhed.

Klik her for at lære, hvorfor brændselscelle-elektriske køretøjer er fremtidens transportform.

Hydrogenbrændselsceller: En bæredygtig fremtid for køretøjer

En brændselscelle bruger grundlæggende den kemiske energi fra brændstoffer som hydrogen til at producere elektricitet effektivt og rent. Hydrogen er det letteste grundstof, som frigiver stor energi i reaktion med ilt og kun producerer vand.

Den usynlige gas er blevet hyldet som et rent brændstof for fremtiden. Hydrogenrådet, en global initiativ med medlemmer fra førende energi-, transport- og industrivirksomheder, ser hydrogen ikke kun som en bæredygtig drivkraft for køretøjer i fremtiden, men også som en ren energikilde til varme og elektricitet.

Dog er ikke alt hydrogen rent. Den nul-emissions “grønne hydrogen” kommer faktisk fra elektrolyse, hvor vand splittes i hydrogen og ilt ved brug af ren elektricitet.

Ved at bruge ren hydrogen kan brændselsceller opnå lavere eller nul emissioner og hjælpe med at tackle klimaudfordringer. Da brændselsceller med hydrogen ikke producerer skadelige emissioner, eliminerer de omkostningerne forbundet med håndtering og opbevaring af giftige materialer. Derudover fungerer de støjsvagt og udsender ingen luftforurenende stoffer, der bidrager til sundhedsproblemer.

Brændselsceller sparer også penge sammenlignet med batterier og forbrændingsgeneratorer, da de fjerner behovet for at udskifte, oplade og vedligeholde batterier. Simpel vedligeholdelse og færre besøg på stedet sænker yderligere driftsomkostningerne.

Sammenlignet med traditionelle forbrændingsbaserede teknologier opererer brændselsceller også med højere effektivitet. Det er ved at omdanne den kemiske energi i brændstoffet direkte til elektrisk energi, at brændselsceller kan opnå høj effektivitet.

Ifølge US Department of Energy er energiydelsen for brændselsceller med hydrogen mellem 40%-60% sammenlignet med de 25% for en typisk forbrændingsmotor i en bil.

Derudover giver hydrogenbiler en køreoplevelse, der ligner elbiler, og de tager kort tid at genopfylde deres hydrogenbeholdere. De har også en rækkevidde, der svarer til andre elbiler med stor batterikapacitet. Dette bringer FCEV’ers tilgængelighed og fleksibilitet i niveau med en almindelig bil.

Den energi, der produceres af brændselsceller med hydrogen, kan faktisk bruges til at drive alt fra droner og erhvervskøretøjer til industrielle, kommercielle og private bygninger. Som en pålidelig og ren alternativ energikilde har denne teknologi set en stigende mængde anvendelser.

Hvis vi ser på statistikken om brændselscelle-elektriske køretøjer (FCEV’er), så oplevede de en stigning på 40% i 2022 i forhold til året før, med mere end 72.000 FCEV’er rapporteret på verdens veje, ifølge International Energy Agency’s (IEA) nye Global EV Outlook 2023-rapport.

Dog faldt det globale salg med mere end 30% i 2023, med kun 14.451 brændselscellekøretøjer solgt på verdensplan i 2023, sammenlignet med 20.704 i 2022. Dette fald blev drevet af Sydkorea, hvor FCEV-salget faldt med så meget som 55,2%.

Imens oplevede Kina moderat vækst og blev verdens største FCEV-marked, ifølge den koreanske konsulentvirksomhed SNE Research.

Den kinesiske regering har faktisk til hensigt at bygge mindst 1,200 hydrogen-tankstationer i hele landet inden næste år, hvilket vil hjælpe dem med at fastholde deres førerposition, ligesom landet dominerer EV-sektoren. Kina producerer næsten to tredjedele af verdens EV’er og over tre fjerdedele af EV-batterier.

Det Europæiske Hydrogenobservatorium rapporterede imidlertid, at Tyskland havde det største antal FCEV-registreringer og -flåde i 2023, efterfulgt af Frankrig.

As for the types of vehicles, passenger cars are the most registered FCEVs and have seen the highest increase in activity in recent years. FCEV buses and trucks are also becoming more common, with 464 buses and 215 trucks in 2023.

Udfordringerne for brændselscelle-elektriske køretøjer

The International Energy Agency believes that hydrogen will account for 16% of road transport in 2050.

Infrastruktur udgør dog et problem, da hydrogen tankes gennem specielle pumper. For eksempel er der kun 178 hydrogenpåfyldningsstationer i hele Europa, og halvdelen af dem er kun i Tyskland. I Storbritannien er der omkring ni hydrogenstationer sammenlignet med 31.000 offentlige ladestationer.

Det sagt, udvides infrastrukturen langsomt. Desuden er en infrastruktur med både el‑ladning og hydrogen‑tankstationer billigere end en ren elektrisk ladningsinfrastruktur.

Omkostninger er en anden faktor, der begrænser adoptionen af hydrogenbiler. De få brændselscelle‑drevne modeller, der i øjeblikket er tilgængelige på markedet, koster mere end EV’er med batterier eller forbrændingsmotorer.

En af årsagerne til, at hydrogenbiler er dyrere, er omkostningerne ved platin, som fungerer som katalysator. Dog er mængden af ædelmetal, der kræves til bil‑brændselsceller, blevet reduceret betydeligt, og forskere søger også efter omkostningseffektive alternativer.

Hvad angår brændstofomkostningerne, er de omtrent de samme som for forbrændingskøretøjer og forventes at falde, efterhånden som hydrogenproduktionen stiger globalt, hvilket i øjeblikket forudses.

I øjeblikket håber mange førende bilproducenter på, at hydrogen kan erstatte batteriet som den foretrukne teknologi for at opnå nul emissioner.

Dette inkluderer Oliver Zipse, administrerende direktør for BMW, som har kaldt hydrogen for “det manglende brik i puslespillet, når det gælder emissionsfri mobilitet.” Selvom den tyske producent er stærkt investeret i batteriteknologi, har den også en BMW iX5 hydrogen‑brændselscellebil i test, som bruger Toyotas brændselsceller.

Bilproducenten ser ikke FCEV som en konkurrent til batteridrevne el‑biler; snarere ser de dem som komplementære.

“Én teknologi alene vil ikke være nok til at muliggøre klimaneutral mobilitet verden over.”

– Zipse sagde sidste år

Ifølge virksomheden vil hydrogenkøretøjer være en egnet løsning for dem, der har brug for høj fleksibilitet og rejser meget. BMW ser også på at udnytte hydrogen‑teknologi i produktion og logistik.

Japans Toyota’s (TM ) Akio Toyoda er en anden stor fortaler for brændselsceller med hydrogen, som sagde sidste måned, at han tror, andelen af batteribiler vil toppe på 30% mens hydrogen, sammen med traditionelle forbrændingsmotorer, vil udgøre resten.

Den førende bilproducent har Mirai som sin hydrogen‑drevne bil, som er bredt tilgængelig for offentligheden.

På trods af al interessen og udviklingen er et andet problem med FCEV’er at have nem adgang til ren hydrogen. Toyota har også anerkendt, at hydrogen i biler indtil videre “ikke har været succesfuldt” på grund af manglen på brændstofforsyning, ifølge deres tekniske chef, Hiroki Nakajima.

Dog kan tingene være ved at ændre sig, da Toyota afslører sine banebrydende brændselscelle‑batterier med hydrogen, som kan udskiftes.

Toyotas gennembrud: Bærbare hydrogenpatroner

På Japan Mobility Show Bizweek 2024 viste Toyota Motor Corp (TM ) sine bærbare hydrogenpatroner frem for verden, og bilproducenten havde til formål at ændre FCEV‑verdenen ved at levere udskifteligt strøm til disse køretøjer.

Kilde: Toyota

Arrangementet, der afholdes fra 15. til 18. oktober på Makuhari Messe i Chiba-præfekturet, tiltrækker mobilitets‑start‑ups, der arbejder mod en bæredygtig fremtid. På begivenheden udstillede Toyota sin teknologi relateret til CO₂‑neutralitet.

Virksomheden forfølger CO₂‑neutralitet gennem en flerstrenget tilgang, som omfatter realiseringen af et hydrogen‑samfund og styring af vedvarende energi. Begge disse indsatser hjælper med at stabilisere energiforsyningen og reducere miljøpåvirkningen.

Bærbare hydrogenpatroner var en af de vigtigste udviklinger fra Toyota, som har en markedsværdi på $267.8 billion as its shares traded at $169.55, down 7.54% YTD. The automaker first introduced its working prototype in 2022 through its mobility tech-focused subsidiary Woven.

Disse store hydrogenpatroner ligner store AA‑batterier, som du blot kan tilslutte din bil for at levere strøm. Når al deres energi er brugt, kan du udskifte dem med en ny patron for at holde dine biler og enheder i gang.

Endnu vigtigere har Toyota reduceret størrelsen og vægten af disse tanke, så de kan bæres i hånden. Tidligere var disse hydrogen‑tanke for store og svære at håndtere. Virksomheden sagde:

“De er designet til at gøre hydrogen til en velkendt og sikker energikilde, der kan bruges i en række hverdags‑situationer.”

Selvom produktionen af hydrogenbiler og dermed brugen er ekstremt lav, så er det nu, hvor Toyota har løst et stort problem med disse køretøjer, muligt, at hydrogenbiler kan få deres tid i rampelyset og over tid måske endda overgå batteridrevne elbiler.

Men det er ikke alt. På arrangementet viste Toyota også en ikke‑standard racerbils, der drives af hydrogen. Virksomheden begyndte for tre år siden at køre med sin GR Corolla, som kører på gasformig hydrogen, og siden sidste år har den deltaget i udholdenhedsræs både i Japan og i udlandet.

Udover at tilskynde bilproducenter til at gå ombord på hydrogenkøretøjer, planlægger Toyota at have mange andre anvendelser for sine bærbare hydrogenpatroner.

En interessant aspekt ved den nye udvikling er, at disse celler også kan bruges til at forsyne dit hjem med strøm. De kan endda levere hydrogen til brænding til madlavning, hvor Toyota har indgået partnerskab med Rinnai Corporation og demonstreret en koncept‑komfur, der gør netop dette.

Faktisk planlægger Toyota at samarbejde med virksomheder for at få sine patroner på markedet og finde deres forskellige anvendelser. I deres officielle pressemeddelelse sagde virksomheden:

“(Det) har til formål at finde match med teknologier og idéer fra forskellige virksomheder og startups fra en række perspektiver, herunder både at levere tjenester og udvikle og sælge enheder, der bruger bærbare hydrogenpatroner.”

Med dette skridt vil bilproducenten, som også er involveret i finans og andre forretninger, “yderligere styrke sine bestræbelser på at bruge bærbare hydrogenpatroner og hjælpe med at skabe et hydrogen‑samfund.”

Førende aktører på markedet for brændselscelle‑elektriske køretøjer

Hvis vi ser på nogle af de mest fremtrædende navne i sektoren for brændselscelle‑elektriske køretøjer (FCEV), har Plug Power (PLUG ) været blandt de førende. Virksomheden har produceret brændselscelle‑drevne gaffeltrucks og udvidet til produktion og distribution af grøn hydrogen, men dens aktier er i øjeblikket ned 54.22% år‑til‑dato, da de handles til $2.08. Klik her for at lære alt om investering i Plug Power.

Derefter er der Ballard Power Systems (BLDP ), som fokuserer på brændselscelle‑løsninger til busser, lastbiler og andre tunge køretøjer. Dens aktier er også ned 55.95% og handles til $1.66, ligesom Nikola Corporation , hvis aktier er faldet 83.81%. Dens lastbil‑forretningsenhed bruger både FCEV‑ og BEV‑teknologi.

#1. Cummins Inc.

Handelende til $332.68 på tidspunktet for skrivning, har Cummins‑aktier set en stigning på 38.87% i år. Med dette har virksomheden en markedsværdi på $45.59 billion while having an EPS (TTM) of 3.79, a P/E (TTM) of 24.13, an ROE (TTM) of 19.55%, and a dividend yield of 2.19%.

Traditionelt kendt for sine dieselmotorer har Cummins også foretaget betydelige investeringer i hydrogen‑teknologi, herunder brændselsceller til erhvervskøretøjer. For Q2 2024 rapporterede virksomheden rapporterede rekordomsætning på $8.8 billion and net income of $726 million. EBITDA in the quarter was 15.3% of sales, while diluted EPS was $5.26.

Gennem sit køb af Hydrogenics i 2019 for $290 million has been pushing forward with hydrogen fuel cell solutions for buses, trucks, and other heavy-duty vehicles. In 2023, the company also annoncerede opkøbet af Air Liquides 19% interest in Hydrogenics, which Cummins said “reinforces its commitment to these technologies and the increasing importance they will play in creating value for all stakeholders and decarbonizing our world.”

Tilbage i 2022 begyndte Cummins at levere proton‑bytte‑membran (PEM) brændselscellet‑systemer til Scania, en verdensledende leverandør af lastbiler og busser til tunge transportapplikationer, til brug i 20 FCEV. Dette samarbejde om hydrogen startede i 2020, da Scanias fire elektriske lastbiler, drevet af Cummins’ brændselscellet‑systemer, begyndte at operere som en del af et pilotprojekt med Norges største dagligvaregrossist ASKO.

Tidligere i år annoncerede virksomheden annoncerede integrationen af avanceret software og elektronik i BEV’er og FCEV’er for at optimere ydeevne, forbedre sikkerhed og hjælpe med at gøre transportindustrien mere bæredygtig. Cummins’ nul‑emissions forretningssegment Accelera lancerede også lancerede nye versioner af sine brændselscelle‑motorer med hydrogen. FCE300 og FCE150 brændselscelle‑motorer tilbyder avanceret holdbarhed, forbedret systemeffektivitet og øget effekt‑tæthed for større systemer.

“Gennem konstant innovation, real‑world test i felten og samarbejde med kunder og partnere for at skræddersy løsninger, fortsætter vi med at forbedre vores næste‑generations teknologier, hvilket hjælper med at accelerere adoptionen og overgangen til nul.”

– Amy Davis, præsident for Accelera

Konklusion

Den farveløse, smagsløse, lugtfri og brandfarlige gasformige substans, Hydrogen, viser stort potentiale som en energibærer for fremtiden. Dens lagrings‑ og transportkapacitet gør hydrogen særligt egnet til brug i en bred vifte af anvendelser.

I bilindustrien, med sin høje effektivitet og rene energiprofil, udgør brændselscelle‑teknologi med hydrogen et overbevisende alternativ til batteridrevne EV’er. Endnu vigtigere er, at denne ultimative rene energi ikke kun udsender CO₂ under brug, men dens CO₂‑emissioner kan yderligere minimeres under produktionsprocessen ved at bruge vedvarende energikilder som sol og vind.

Selvom adoptionen af FCEV’er møder udfordringer, kan innovationer som Toyotas bærbare hydrogenpatroner bane vejen for bredere anvendelse. Med dette kan hydrogen forventes at yde et stadig vigtigere bidrag til bæredygtig mobilitet.