HYDROGEN:

TRONDHEIM: EU vil utnytte overskuddskraft til å produsere H₂. Øynene har falt på Finnmark der det blåser mer og jevnere enn andre steder i verden.

Sintef leder EU-prosjektet Haeolus, som neste år begynner hydrogenproduksjon i Berlevåg.

I juli 2019 skal en PEM-basert elektrolysør i Berlevåg produsere H₂ med strøm fra et vindkraftverk snaut 10 kilometer unna. 

– Med kapasitet på over ett tonn hydrogen per dag, er dette kun en liten pilot i forhold til det totale potensialet, for å demonstrere at teknologien fungerer, sier seniorforsker Federico Zenith i Sintef Digital Matematikk og Kybernetikk.

Dette er verdens største hydrogen-produksjonsanlegg ved en vindpark, der krav til respons og takling av variabel input er vesentlig. Verdens største elektrolysør i absolutt skala er på 10 MW og testes ut i et annet EU-prosjekt, Refhyne. Der er elektrolysøren plassert i et raffineri.

H2-batteri

EU tenker stort og langt fram, og ser for seg hydrogen fra vindkraft som et batteri, eller energilager.

Steffen Møller-Holst forklarer EU-interessen slik: Når 20 prosent i et kraftnett produseres av vind vil det ikke være lønnsomt å bygge ut mer.

På grunn av variabel produksjon, er nett- og kraftselskap nødt til å ha reserver for å balansere nettet. Tanken er at overskuddskraft kan benyttes til å lage hydrogen og lagre den som reservekraft. Da kan det bygges ut enda mer vind og solkraft slik at fornybarandelen økes.

– Det er bedre å produsere hydrogen enn å stanse turbinene eller produsere kraft til ingen nytte, sier Møller-Holst.

Ettersom det kreves mye energi for å spalte vann og produsere H₂, er det kun overskuddskraft som er kommersielt forsvarlig i Finnmark. 

Hydrogen vil ifølge mange spådommer spille en stadig viktigere energibærer og kan brukes både til transport og stasjonære forbrukere.

• TU Ekstra: 10 muligheter for fremtidens energi

Minikraftverk

Produksjonen i pilotanlegget er i første omgang minimal og skal bruke en PEM-elektrolysør på 2,5 MW fra Hydrogenics.

– I fysisk størrelse og energitetthet er dette verdens minste og mest effektive. Den er ikke større enn et lite kjøleskap, sier Steffen Møller-Holst, Norges fremste hydrogenekspert.

En 100 kW brenselcelle for el-produksjon fra hydrogen skal også testes.

Både Zenith og Møller-Holst har tatt doktorgrader knyttet til brenselceller og hydrogen.

Ifølge Zenith var det opprinnelig plan å benytte alkalisk elektrolysør også, men det ble valgt bort. Alkaliske anses å være utprøvd og moden teknologi.

Hydrogenics’ PEM-baserte system er raskere i responsen og derved egnet for variasjoner fra vindkraft. Det skal likevel være mye mer å hente teknisk.

– PEM har et stort potensial for økt effektivitet, sier Møller-Holst.   

Innesperret

Varanger Kraft har konsesjon på utbygging av 200 MW vindkraft. Foreløpig er 45 MW bygget ut og nye 50 MW vedtatt.

– Skal vi bygge ut de resterende 105 MW, er vi avhengig av enten eksport via nytt 420 kV nett til Skaidi, eller for eksempel elektrolyse og hydrogenproduksjon, sier Christian Bue, forretningsutvikler i Varanger Kraft.

Skal det inn på det norske strømnettet, må det strekkes nesten 200 kilometer langt høyspentnett fra Skaidi nord for Alta og fram til Varangerbotn.

Det er ikke Statnett synderlig interessert i. Samfunnsøkonomisk er det lite gunstig, etter deres beregninger.

• Norsk hydrogen: Kan bli konkurransedyktig på verdensmarkedet (TU Ekstra)

Forstudie

Berlevåg kommune og Varanger Kraft har derfor sett på muligheten av å bruke kraft til hydrogenproduksjon. En forstudie Sintef gjorde i 2016-2017, var oppløftende.

– Vi fikk høre at EU var interessert i noe liknende og sendte inn en søknad til Horizon 2020-programmet, sier Zenith.

Sintef-prosjektet vant og kom i gang i januar 2018. Planen er å bruke 2,5 år fra neste sommer på å bevise hvordan vindkraft kan brukes til hydrogenproduksjon.

Tidsskjemaet er ifølge Zenith tøft. Det eksisterende kraftnettet fra vindturbinen og de knappe 10 kilometer ned til Berlevåg må rustes opp.

– Vi kan klare det. Det mest kritiske er å få opp master før snø og vær gjør det umulig, sier Bue.

Han sier at det er en viss kapasitet på den eksisterende linjen til å starte hydrogenproduksjon.

- Vi er ikke avhengige av å være ferdig med ny linje for å teste anlegget, sier Bue.

• Les også: Skrinlegger begrepet «Hydrogensamfunnet» – men mener H2 blir enda viktigere

Fisk og hybridfartøy

Sintef og prosjektdeltakerne mener at det vil være fornuftig å bruke hydrogen lokalt.

Ved å plaserer elektrolysøren i Berlevåg, kan hydrogen potensielt brukes til fiskebåter, andre fartøy og til vogntog.

Prosjektet har blant annet vært i kontakt med fiskebåtprodusenten Selfa, som vil lage en hydrogen-hybrid versjon av el-sjarken Karoline.

I tillegg er det interessant å erstatte kull med H₂ som reduksjonsmiddel i stålproduksjon. Sintef og partnerne er i kontakt med Hybrit-prosjektet i Luleå, som jobber med nullutslippsstålproduksjon.

Zenith sier at de også har lagt merke til at Havila Kystruten og flere cruiserederier er interessert i brenselceller. Foreløpig er det ikke etablert noen kontakter.

I Sintef-prosjektet blir det også vurdert ulike måter å lagre og transportere H₂.

– Om gassen skal komprimeres til 200, 300 eller 700 bar vil avhenge av bruksområder og hvordan gassen skal transporteres, sier Bue.

I prosjektet er det også diskutert om oksygen kan utnyttes kommersielt, til industri eller havbruk. I oppdrettsanlegg brukes det årlig store mengder oksygen, både for å regulere oksygen i sjø og for avlusing.

• Les også: Her er de tre viktigste trendene for vindkraft (TU Ekstra)

Internasjonalt

Haeolus-prosjektet har partnere fra flere land på kontinentet med sine spesialiteter som også teste ut.

Fra Italia er Universitetet i Sannio spesialister på integrering av hydrogen i et smart nett (smart grid).

Haeolus skal teste en rekke ulike driftsforhold og driftsmønstre, identifisert av IEA (International Energy Agency).

Franske UBFC er eksperter på prognostikk – hvor lenge vil teknologien vare, hva får man igjen for investeringen.

Leverandør av fjernstyringssystemer og fjernovervåking, KES, er også partner. Prosjektet skal demonstrere muligheten for fjernstyring av operasjoner under arktiske forhold.

Vindturbinene i Raggo 1 er levert av Siemens, som ikke er med i prosjektet. Turbinene er på 3 MW og ifølge Møller-Holst er det selskapets mestproduserende turbiner. I neste utbyggingstrinn på 50 MW, blir det 4,2 MW-turbiner.

Nær 50 prosent over

– I Berlevåg er det nesten dobbelt så mye som for gjennomsnittet i Norge. Det vil si at en turbin på Raggovidda vil produserer rundt 50 prosent mer enn landsgjennomsnittet, sier Møller-Holst.

Ifølge daglig leder Tore Martinsen i Varanger Kraft Vind er det på Raggovidda 1 rundt 77 prosent flere fullasttimer enn gjennomsnittet. Han viser til en NVE-rapport der det står i rene tall. 

• Raggovidda 1: 4.244 fullasttimer.
• Landsgjennomsnittet: 2.398 fullasttimer.

Vil ikke vente

Prosjektleder Federico Zenith er fra Italia der hans slekt på morssiden hadde hønsehus. Han rister derfor litt oppgitt på hodet over alle som skal diskutere om hva som må komme først.

– Skal du starte et hønsehus, så begynner du ikke med egg, sier han med et godt glis.

Med andre ord – han mener det ikke er noe poeng å vente på at det skal bygges skip og fiskebåter med brenselceller uten at infrastrukturen er på plass. Er H₂ tilgjengelig, kommer kundene når de ser fordelene.

– Vi tror det kan skape vekst og mange muligheter i Finnmark, og spesielt i Berlevåg, sier Bue i Varanger Kraft.

Varanger Kraft har fortsatt tro på at det kan bli en ny overføringsledning mellom Varangerbotn og Skaidi. Om så skjer, kan det fortsatt være aktuelt med storskala produksjon av H₂ fra vindkraft.

– Det må vi se på den dagen det blir aktuelt. Det kan være rom for begge deler. Og en H₂-fabrikk kan skape grunnlag for nye næringer, sier Bue.

• Produserer hydrogen i kjelleren: Slik skal Hans-Olof leve uten strøm til vinteren