• Nullutslippstog Verdens første hydrogendrevne passasjertog, Coradia iLint, ble innviet på et teststrekk i Petite-Forêt, nord i Frankrike 6. september. Toget, som er produsert i Tyskland, er utstyrt med brenselceller som omdanner hydrogen lagret på taket, til elektrisitet. Toget er stillegående og slipper ut kun damp og vann. Foto: FRANCOIS PRESTI/AFP/NTB

«Endelig er det hydrogenets tur»

«Endelig er det hydrogenets tur»

Etter tiår med tvil er det full gass, skriver The Economist på lederplass.

Fra utgave: 11 / november 2021

Kostnadene på vei ned

Helt siden Hindenburg-tragedien i 1937 – da luftskipet «Hindenburg» kræsjet i et flammehav – har hydrogen vært kontroversielt. De som tar til orde for gassen, beskriver det nærmest som en mirakelkraft med lave utslipp for både biler og hjem. De håper hydrogenøkonomien vil snu opp ned på energisituasjonen. Skeptikerne peker på at flere investeringsinitiativer siden 1970-tallet har endt i grus, og at gassens tilkortkommenhet er blitt stadig mer åpenbar.

Sannheten ligger et sted midt mellom. Hydrogenteknologi kan eliminere en tiendedel av dagens klimagassutslipp innen 2050. Det er en liten andel, men sett i lys av omfanget av omleggingen fra fossil til fornybar kraft er det likevel en lukrativ andel.

Fakta

Hydrogen

/ Hydrogen er et grunnstoff med kjemisk symbol H og atom-nummer 1.

/ Hydrogen er det vanligste grunnstoffet i universet. Anslags-vis 75 prosent av universets masse er hydrogen.

/ Det finnes ingen naturlige reservoarer av hydrogen på Jorden. Nesten alt er bundet opp i fossile kilder, biomasse eller vann. Produksjon av hydrogen fra en av disse kildene vil alltid kreve at man bruker mer energi enn den man får igjen når man bruker hydrogenet.

/ Det produseres rundt 90 millioner tonn hydrogen i året, til en verdi av rundt 150 milliarder dollar.

/ Mesteparten produseres i dag ved bruk av fossile drivstoff, en prosess som står for 6 prosent av verdens naturgassforbruk i året og 2 prosent av kullforbruket. Det slipper ut mer enn 800 millioner tonn CO2.

/ Hydrogen brukes i dag i raffineringen av olje, metanolproduksjon og kunstgjødselproduksjon.

/ Hydrogen er svært energitett pr. vektenhet. Brenning av et kilo hydrogen gir 3 ganger mer energi enn brenning av et kilo flydrivstoff.

/ Hydrogen er lite energitett pr. volumenhet. Brenning av en liter hydrogen ved romtemperatur gir 3000 ganger mindre energi enn brenning av en liter flydrivstoff. For at hydrogen skal gi tre ganger så mye energi som flydrivstoff, må den holde en temperatur på –253 grader celsius.

/ Prisen på ett kilo «grått» hydrogen, det vil si hydrogen produsert ved bruk av gass, oljeprodukter eller kull uten at utslippene renses, er rundt 1 dollar.

/ Prisen på ett kilo «grønt» hydrogen, det vil si hydrogen produsert ved bruk av fornybar energi, er over 5 dollar.

Kilde: The Economist, Wikipedia

 

Hydrogen er ikke en primærkilde til energi, som olje eller kull. Den er en energibærer – i likhet med elektrisitet – og en måte å lagre energi på, som et batteri. Men først må hydrogengassen lages. Energikilder med lavt CO2-avtrykk, som fornybar energi eller kjernekraft, kan brukes til å spalte vann (H2O) i sine enkelte deler, oksygen og hydrogen.

Dette er ikke særlig effektivt, og også dyrt, men kostnadene er på vei nedover. Hydrogen kan også lages ved å bruke skitten, fossil energi. Men, med mindre det samtidig brukes teknologi til karbonfangst og -lagring, gir dette mye forurensing.

Sammenlignet med mange andre typer brensel er hydrogen plasskrevende og mer eksplosivt, og det blir nødvendigvis en del svinn når primærenergi først konverteres til hydrogen, som det igjen lages kraft av.

Alt dette forklarer gassens litt vanskelige historie. Oljekrisen på 1970-tallet ble startskuddet for forskning på hydrogenteknologi, men lite ble oppnådd. På 1980-tallet hadde Sovjetunionen til og med et passasjerfly som gikk på hydrogen. Jomfruturen varte i 21 minutter.

 

Store prosjekter på gang

Nå har klimaendringene satt fart i hydrogenentusiasmen. Mer enn 350 store prosjekter er igangsatt, og samlet kan investeringene komme opp i 500 milliarder amerikanske dollar (4280 mrd. kr) innen 2010.

Den amerikanske banken Morgan Stanley anslår at omsetningen av hydrogen kan utgjøre 600 milliarder dollar (5130 mrd. kr) innen 2050. Dette er opp fra dagens omsetning på 150 milliarder dollar (1280 mrd. kr), som i hovedsak er i prosessindustri, inkludert produksjon av gjødsel.

India vil snart sette i gang med auksjoner på hydrogen, og Chile har lagt hydrogenproduksjon på statens landområder ut på anbud. Over et dusin land, inkludert Storbritannia, Frankrike, Tyskland, Japan og Sør-Korea, har nasjonale planer for hydrogen.

 

Begrensede, men nyttige bruksområder

Midt i alt oppstyret er det lurt å ha klart for seg hva hydrogen kan og ikke kan gjøre. Japanske og sørkoreanske selskaper er ivrige etter å selge biler som bruker hydrogene brenselceller, men batteridrevne biler er dobbelt så energieffektive.

Noen europeiske land håper å kunne legge hydrogen i rør rett inn i boliger, men varmepumper er mer effektive, og noen typer rør kan heller ikke håndtere gassen på en forsvarlig måte.

Noen store kraftleverandører og oljenasjoner vil bruke naturlig gass til å lage hydrogen uten effektivt å fange CO2 fra denne produksjonen, og slikt blir det ikke nullutslipp av.

Der hydrogen med fordel kan brukes er dedikerte markeder for komplekse kjemiske prosesser og prosesser som krever temperaturer som vanskelig kan oppnås med elektrisitet. Stålprodusenter, som står for omtrent 8 prosent av verdens utslipp, er avhengige av kull og masovner. Her kan ikke vindkraft erstatte kull, men det kan hydrogen, ved å bruke en prosess som kalles direkte reduksjon. I august solgte det svenske konsortiet Hybit verdens første nullutslipp-stål produsert med denne teknologien.

Hydrogen kan også egne seg i varetransport, særlig på strekninger som er lengre enn batterier rekker. Lastebiler som går på hydrogen, kan konkurrere ut el-lastebiler med raskere påfyll av drivstoff, større plass til last og lengre rekkevidde.

 

Bærekraftig drivstoff Det tyske selskapet Sunfire produserer såkalt e-drivstoff. Her fra en fabrikk i Dresden 18. oktober 2021, der det fremstilles brenselceller for hydrogen. Foto: REUTERS/NTB

  

Det amerikanske selskapet Cummins satser på dette. Hydrogenbasert drivstoff kan også brukes til fly og skip. Det franske selskapet Alstom kjører hydrogendrevne lokomotiv i Europa.

Og, til sist, kan hydrogen brukes til å lagre og transportere store mengder energi. Fornybare energikilder strever med å levere når det er mørkt eller vindstille. Batterier kan brukes, men om den fornybare energien konverteres til hydrogen, kan den lagres for en rimelig penge over lang tid, og konverteres til elektrisitet ved behov.

I USA har et selskap i Utah planer om å levere strøm til California laget av hydrogen lagret i huler. Områder med mye sol eller vind, men som mangler infrastruktur til å frakte kraft, kan eksportere ren energi konvertert til hydrogen. Australia, Chile og Marokko håper å kunne «sende solskinn» til resten av verden.

 

Kinesiske ambisjoner Kina antas å bidra til utviklingen av hydrogen slik landet gjorde med solceller. Bildet er fra en fabrikk for hydrogendrevne brenselceller i Xinxiang i den kinesiske Henan-provinsen 5. september 2021. Foto: GETTY IMAGES

 

Behov for regelverk

Med så store investeringer som gjøres i hydrogen, kan listen over bruksområder bli lengre. Mye av jobben gjøres i privat sektor, men myndighetene kan også bidra. En slik oppgave er å slå ned på grønnvasking: Hydrogen produsert med forurensende kraft, uten rensing eller CO2-fangst, vil ikke hjelpe miljøet.

Et nytt regelverk for måling og gjennomsiktighet i hele livssyklusen av utslipp som kommer fra hydrogenproduksjon, er nødvendig. Dette regelverket må nødvendigvis være internasjonalt, siden hydrogen handles over grensene. Myndigheter bør også støtte opp om samlokalisering av ulike hydrogenbrukere, for å minimere behovet for infrastruktur. Disse begynner alt å komme i Humberside i Storbritannia og i Rotterdam i Nederland.

Hydrogen har sine begrensninger, men kan spille en nøkkelrolle i det grønne skiftet. 

Publisert i The Economist 9. oktober 2021.

 

Norsk hydrogen på nye veier

Bevilgningene til hydrogenprosjekter er mangedoblet de siste årene, fra 86 millioner i 2015 til 770 millioner i fjor.

  

HILDE SYVERSEN, Aftenposten Innsikt

 

Utarbeidet veikart

I løpet av de siste syv årene, siden starten av 2015, er det bevilget 2 milliarder kroner til hydrogenprosjekter. I tillegg er det investert drøyt 2,5 milliarder fra privat sektor i de samme prosjektene.

– Jeg vil tro at tilsagnene, i alle fall for vår del, kan bli like store i år som i fjor, kanskje større, sier Åse Slagtern i Forskningsrådet.

Sammen med Enova, Innovasjon Norge og Gassnova deler de ut tilskudd til norske hydrogenprosjekter.

Bruk av hydrogen ble trukket frem som et satsingsområde av Solberg-regjeringen, som i valgkampen presenterte en hydrogensatsing på 4 milliarder kroner.

Stortingsmeldingen om energiressurser som ble lagt frem i juni, inneholdt blant annet et «Veikart for hydrogen». Der påpekes det at om hydrogen skal være «et reelt alternativ, må det produseres med ingen eller svært lave utslipp, og det må være tilgjengelig, konkurransedyktig og sikkert». Det er ikke tilfellet i dag.

Støre-regjeringen har lovet en mer aktiv næringspolitikk, inkludert hydrogensatsing. Men mens Erna Solberg uttalte at hydrogen «kan bli svært viktig for norsk økonomi», har Støre vektlagt batteriproduksjon som den store muligheten i Norge. Men ifølge Hurdalsplattformen vil Støre-regjeringen bidra til en sammenhengende verdikjede innen hydrogen, der produksjon, distribusjon og bruk utvikles parallelt.

 

Vil følge opp Solberg-regjeringens «veikart» for hydrogen I valgkampen dro Jonas Gahr Støre blant annet på besøk til Equinor i Stavanger der han var med å markere oppstarten av et testanlegg for hydrogen og karbonfangst og -lagring. En hovedkonklusjon i en studie der Sintef har tatt del og som i hovedsak er finansiert av olje- og gassbransjen, er at hydrogen kan bidra til å fjerne klimautslipp i EU i betydelig større grad enn det EUs egne prognoser tilsier. Foto: JAVAD PARSA/NTB

 

– Vi er glade for at [den nye regjeringen] vil sette et mål om årlig produksjon av blått og grønt hydrogen innen 2030, sier Ingebjørg Telnes Wilhelmsen i Norsk Hydrogenforum til bransjenettstedet hydrogen.no. Hun etterlyser samtidig mer ambisiøse grep.

Administrerende direktør i NHO, Ole Erik Almlid, mener det går for tregt: – Prosjektene er der, men det går for tregt på den politiske arenaen. Vi er avhengige av at staten bidrar både med reguleringer og penger, uttalte han til VG i oktober.

Det produseres og brukes 225 000 tonn hydrogen i Norge hvert år. Av dette er 96 prosent såkalt grått hydrogen, som i Norge lages ved bruk av naturgass, og gir betydelige CO2-utslipp. De resterende 4 prosentene er grønt hydrogen, der fornybare energikilder benyttes til å spalte vann ved elektrolyse, og derfor har nullutslipp av CO2.

Når man snakker om blått hydrogen, er dette grått hydrogen der utslippene fra prosessen renses og klimagassene fanges og lagres. I Norge betyr det under havbunnen på kontinentalsokkelen.

 

To store

Yaras ammoniakkproduksjon på Herøya og Equinors metanolproduksjon på Tjeldbergodden står for til sammen 180 000 tonn hydrogen, altså 80 prosent av den totale norske produksjonen. Det meste av dette er til eget forbruk.

– På Herøya i dag er hydrogenet grått, sier Asgeir Knutsen i Hydrogennettverket på Herøya, der hydrogenkompetansen fra industri og forskningsmiljøer skal videreutvikle Grenlands-området til en hydrogenhub.

 – Men Yara har planer om et stort prosjekt for å gå over til å lage grønt hydrogen med vannkraft. Dermed fjerner de også et av Norges størst punktutslipp av CO2, på 800 000 tonn. Dette blir grønt hydrogen som skal videreforedles til ammoniakk, som er en hydrogenbasert energibærer. Ammoniakk seiler opp som en viktig energibærer for maritim transport, forklarer Knutsen.

Også i Mo i Rana har forskjellige miljøer gått sammen om å bruke grønt hydrogen. Der har Statkraft inngått en avtale med stålprodusenten Celsa og Mo Industripark, som skal føre frem til verdens første armeringsstål laget med grønt hydrogen.

 – Norge er i en god posisjon for å skape en ny hydrogeneksportindustri, med sine naturgassressurser og sin satsing på CO2-lagring (CCS), sier Sintef-forsker Gunhild Reigstad til Teknisk Ukeblad.

 

Drivstoffambisjoner

I fremtiden kan hydrogen bli viktigere som drivstoff for transport, men enn så lenge står industrien for størstedelen av produksjon og bruk.

Ifølge André Gaathaug ved Universitetet i Sørøst-Norge selges det lite hydrogen til transport. Selv om El-taxi-selskapet Viggo i Oslo utvider med en flåte hydrogendrevne biler, og Asko har kjøpt inn fire hydrogenlastebiler, skal det mye til før det blir mange nok tonn til å gjøre utslag på statistikken. En full tank for en personbil tar omtrent 5 kilo hydrogen.

– Vi har som en tommelfingerregel at en personbil kan fylle 5 kilo hydrogen på fem minutter, noe den kan kjøre rundt 600 km på, sier Gaathaug.

Så rekkevidden er det ingenting å si på.

Kilder: «Produksjon og bruk av hydrogen i Norge» av DNV GL, Sintef.no, Mld. St 36 «Energi til arbeid – langsiktig verdiskaping fra norske energiressurser», NRK, VG, tu.no