IFE

Her lages hydrogen med integrert CO₂-fangst

Hydrogen og elektrisitet fra naturgass eller biogass uten CO₂-utslipp er resultatet av snart 20 års forskning og utvikling.

Teknologiens kjerne: I dette testanlegget har teknologidirektør Arnstein Norheim og administrerende direktør Kathrine K. Ryengen fått verifisert prosessene for å produsere ren hydrogen og ren CO2 fra naturgass eller biogass.
Teknologiens kjerne: I dette testanlegget har teknologidirektør Arnstein Norheim og administrerende direktør Kathrine K. Ryengen fått verifisert prosessene for å produsere ren hydrogen og ren CO2 fra naturgass eller biogass. (Foto: Sverre Chr. Jarild)

Hydrogen og elektrisitet fra naturgass eller biogass uten CO₂-utslipp er resultatet av snart 20 års forskning og utvikling.

På Kjeller ligger et hus fylt med rør, ledninger og to reaktorer – det meste innpakket i aluminiumsmantling. Her startet Institutt for energiteknikk forskning på effektiv produksjon av hydrogen fra naturgass i 2001. I 2008 opprettet IFE selskapet Zeg Power som har videreutviklet teknologien.

– Den gangen var ikke ambisjonen å utvikle et grønt alternativ, men å effektivisere produksjon av hydrogen fra naturgass gjennom forbedring av tradisjonell dampreformering, sier administrerende direktør i Zeg Power, Kathrine Kværnes Ryengen.

Teknologien har som tilleggsgevinst at CO₂ separeres som en integrert del av reformeringsprosessen.

Når man kan produsere hydrogen av en fossil ressurs og samtidig redusere utslippet av klimagasser, vil dette være en løsning for å redusere global oppvarming. Etter snart 20 år kan teknologien få sitt gjennombrudd ved etablering av et industrielt skalert produksjonsanlegg.

Tidligere i år bevilget Enova hele 77 millioner kroner til Coast Center Base (CCB) og ZEG Power for realisering av et første pilotanlegg i CCB Energy Park på Kollsnes i Øygarden kommune utenfor Bergen.

Og investorer fra Japan og England har sammen med selskapets norske eiere nylig bidratt med 130 nye millioner kroner til videre satsing.

Veldig glad

Etter så mange år er det ikke rart at administrerende direktør Ryengen nå utstråler et eneste stort smil. Selskapet sto ikke akkurat foran noe gjennombrudd da hun kom inn som ny direktør for to år siden.

– Ja, jeg er veldig glad nå. Det gjelder selvfølgelig også styret og eiere. Det har vært et veldig langt løp. Og det er grunn til å reflektere over hvor viktig forskning er for å lykkes kommersielt.
Hun er sivilingeniør med utdanning i maskinteknikk og industriell økonomi fra NTNU i tillegg til at hun har en master i teknologiledelse fra universitetet i Sydney. Hun jobbet tidligere i Scatec-systemet med bl.a. Norsk Titanium.

Ryengen mener det er flere grunner til at det har tatt så lang tid.

– En ting er de ulike nødvendige utviklingstrinn på teknologisiden, men enda viktigere er det at markedet etterspør et grønt alternativ for energiproduksjon. De siste to årene har markedet utviklet seg betydelig når det gjelder ambisjoner og målsettinger i retning av et grønt skifte, med den konsekvens at kapitalmarkedet følger etter – det ser vi på den sterke interessen fra norske og spesielt utenlandske investorer.

Et tegn på gjennombrudd er også teknologidirektør Arnstein Norheims comeback i selskapet. Han var involvert i oppbyggingen av prototypeanlegget på Kjeller i 2013–2014 før han gikk til Norsk Energi og senere Quantafuel som teknologidirektør. Han har en master i fornybar energi fra NMBU/DTU og doktorgrad i forbrenningsteknikk fra NTNU.

– Jeg kom tilbake fordi jeg er trygg på denne teknologien og fordi jeg tror den har et stort potensial i fremtidens energisystem. Nå skal vi skalere teknologien videre til første produkt i kommersielt relevant størrelse ved å bygge et anlegg på Kollsnes som har 30 ganger større kapasitet enn dette testanlegget, sier han, et såkalt ZEG H30 hydrogenproduksjonsanlegg.

Integrert CO₂-fangst

Hydrogen kan produseres fra vann med elektrolyse eller fra naturgass med dampreformering, men da må man ved tradisjonell reformering ha en egen nedstrøms prosess for å fjerne CO₂, f.eks. aminbasert, slik man gjør ved Testanlegget for karbonfangst på Mongstad.

ZEG-teknologien klarer å produsere hydrogen og/eller elektrisk kraft fra naturgass med integrert CO₂-fangst. Konseptet kalles SER – Sorption Enhanced Reforming.

Kort fortalt kan teknologien beskrives slik:

Gass og damp føres inn i en reformeringsreaktor hvor gassen omdannes til en blanding av hydrogen og CO₂ som ved tradisjonell dampreformering og vann-gass-skift. I reformeren finnes også et absorbent, et faststoff som tar opp CO₂ som igjen drar reformerings- og skiftreaksjonene mot høyere hydrogenutbytte.

Etter å ha tatt opp CO₂ transporteres absorbenten til regeneratoren der temperaturen heves, absorbenten frigir CO₂ og absorbenten kan deretter igjen sendes til reformeren for å ta opp mer CO₂. På denne måten produseres rent hydrogen fra én reaktor (reformeren) og ren CO₂ fra en annen (regeneratoren).

Les også

Mer effektiv

– I stedet for 5–6 prosesstrinn som tradisjonell dampreformering krever, klarer vi å pakke samme funksjonalitet, altså produksjon av ren, utslippsfri hydrogen fra naturgass, inn i to prosesstrinn. sier teknologidirektør Arnstein Norheim.

– Et svært spennende applikasjonsområde for oss er bruk av biogass i stedet for naturgass som input-gass. Om vi bruker biogass i våre anlegg, kan man i prinsippet slippe ut CO₂ og fortsatt produsere grønn hydrogen ettersom karbonet fra biologiske kilder regnes som klimanøytralt. Om vi lagrer slik såkalt bio-CO₂, blir våre anlegg karbonnegative, noe som jo er en svært attraktiv løsning, sier Ryengen.

De er litt hemmelighetsfulle og vil ikke beskrive i detalj hvordan man har utviklet absorbenten, bare at den og teknologien for øvrig er utviklet i tett samarbeid med forskere ved IFE.

– Men vi har en stor patentportefølje og det siste året har vi vært gjennom det jeg kaller en trommelprosess med norske og internasjonale investorer. Vi har fått tredjeparts-evalueringer av teknologien av bl.a. et amerikansk selskap, Devaltec, som gjorde dette på vegne av investorene.

Også Rambøll har bidratt med slike vurderinger på vegne av Enova under deres vurdering av søknad om støtte til prosjektet på Kollsnes.

Internasjonal interesse

Denne prosessen har også utløst stor internasjonal interesse for teknologien. Tokyo-baserte Sparx Group (Mirai Creation Fund II) som har store investeringer i Asia, er kommet inn som eier i tillegg til det London-baserte hydrogenfondet AP Ventures. Nye norske investorer er det statlige fornybarfondet Nysnø Klimainvesteringer, Nordea Markets, Danske Invest, CO₂ Management og Coast Center Base (CCB), noe tidligere hovedeiere IFE Invest og Stratel er godt fornøyde med.

– Vi har vært med som eiere helt siden 2012 så vi gleder oss over dette gjennombruddet. På den tida var tidligere IFE-direktør Kjell Bendiksen styreleder og han overbeviste meg om at denne teknologien for produksjon av hydrogen også ville bli en del av løsningen på klimaproblemet, sier Reidar Lorentzen i Stratel til TU.

Til tross for patentert teknologi er ikke ZEG Power alene om å utvikle prosesser for å produsere hydrogen av naturgass basert på SER-prosessen. Blant annet Gas Technology Institute (GTI) i Illinois jobber med samme konsept.

– Vi har snakket med GTI og kjenner deres status, men foreløpig er vi alene om å kommersialisere teknologien. Nå handler dette om å komme først til markedet og nettopp derfor er det så viktig at vi har fått kapital til å starte produksjon på Kollsnes, sier Ryengen.

En reaktor og regenerator: En skjematisk skisse over prosessen med produksjon av hydrogen fra naturgass med integrert fangst av CO2. Illustrasjon: Zeg Power

Starter i 2022

Planene for skalering er klare. Testanlegget på Kjeller kan produsere 1 kg hydrogen i timen, mens første modul av anlegget på Kollsnes skal produsere 30 kg i timen og i andre trinn 600 kg i timen. Engineering-partner for å bygge anlegget er ennå ikke valgt. Det vil være CCB, gjennom et nyopprettet selskap ved navn H2 Production, som vil eie og ha ansvaret for drift av anleggene.

– Vi håper at vi skal klare å ha det første anlegget klart i løpet av neste år, slik at det er operativt fra nyttår 2022.

Ryengen sier at de har snakket med Equinor og Shell, bl.a. om hvordan denne teknologien kan komme til anvendelse i forbindelse med CCS-prosjektet Northern Lights. Equinor, Shell og Total skal bygge et stort landanlegg for mottak av CO₂ som skal lagres på norsk sokkel. Dette anlegget skal også ligge på Kollsnes. Equinor jobber med planer for produksjon av hydrogen fra naturgass både i Norge, England og Nederland.

– Equinor har et ønske om å produsere store mengder, altså tonnevis hydrogen i timen og der er ikke vi i dag, men kanskje i 2030. Slik det ser ut, vil Equinor satse på ATR (Autothermal Reforming), som kan ses på som en avart av tradisjonell reformering. Det er faktisk andre oljeselskaper som viser større interesse for vår teknologi, sier Ryengen som medgir at Northern Lights-prosjektet med rørledning for å transportere CO₂ til permanent lagring på norsk sokkel også er svært viktig for å lykkes med skalering av ZEG Powers teknologi.

Alternativt – om man ikke skal lagre CO₂ – kan den selges og brukes. Ifølge Ryengen er det et stort marked for CO₂ internasjonalt. En av verdens største produsenter av industrigasser, Mitsubishi-eide Nippon Gases med flere kontorer også i Norge, har vist interesse for Zeg-teknologien.

Utstyrsleverandør

Zeg Power har tilpasset og justert forretningsmodellen opp gjennom årene. Selskapets strategi er nå å bli en teknologi- og utstyrsleverandør av små og mellomstore Zeg-H2-anlegg for produksjon av hydrogen med integrert CO₂-fangst. På lengre sikt er målet å få implementert teknologien i industrielle prosesser og storskala produksjon og salg av hydrogen og/eller elektrisk kraft.

– Hva er visjonen om du tenker ti år fram i tid?

– Det er å bli en betydelig global aktør som tilbyr effektive løsninger for utnyttelse av naturgass i form av utslippsfritt hydrogen. Om vi lykkes vil vi også kunne bidra til å sikre fremtiden for norsk gassproduksjon, sier Kathrine Ryengen.

Anlegget: Slik ser man for seg hvordan det første produksjonsanlegget for hydrogen fra naturgass med integrert CO2-fangst og lagring på i Johansen-formasjonen i nærheten av Troll-feltet skal skje. Illustrasjon: Zeg Power
Les også

Kommentarer (5)

Kommentarer (5)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå