Norsk hydrogen kan bli konkurransedyktig på verdensmarkedet

Hydrogenteknologi omfatter en rekke teknologiske innretninger fra utstyr for produksjon via lagringstanker og systemer for distribusjon til sluttbruk som vanligvis skjer i brenselceller.

Som tilfellet er for svært mange andre nye teknologier, lider også hydrogenteknologi under høye kostnader når produksjonsvolumet er lavt.

I tillegg til kostnad, er levetid den andre store utfordringen for hydrogenteknologiene, men variasjonene er store.

– Hydrogenproduksjon i form av elektrolyse av vann er moden teknologi. Her i landet har vi drevet med det i industriell skala i 90 år ved Norsk Hydro og senere Yara. Men storskala transport av hydrogen er ennå ikke kommersiell teknologi, sier markedsdirektør for hydrogenteknologi i Sintef, Steffen Møller-Holst.

– Lagringstanker for hydrogen under høyt trykk (700 bar) har vært godkjent for bruk i 15 år, men de karbonfiberforsterkede tankene, som vi i dag finner i personbiler, er fremdeles relativt kostbare. Produksjon, lagring og transport av hydrogen i flytende form er fortsatt under videreutvikling og oppskalering, sier Møller-Holst.

• Milliardkontrakt: Norske Nel leverer 448 hydrogenstasjoner til USA

Brenselceller

Han understreker videre at brenselceller for transport er moden teknologi og at disse er konkurransedyktig både på ytelse og levetid i personbiler.

Utfordringen er at kostnadene er adskillig høyere enn konkurrerende teknologi basert på forbrenningsmotorer fordi produksjonsvolumet for brenselceller enda er beskjedent.

Toyota produserer nå årlig 3000 Mirai, og øker til 30 000 per år fra 2020.

Ifølge US Department of Energy er kostnaden for brenselceller til personbiler i masseproduksjon nå bare 15-20 prosent høyere enn for forbrenningsmotorer.

• TU Ekstra: Disse utfordringene må løses før skipene går på hydrogen

Høna og egget-utfordring

– Vi ser også at høna og egget-problematikk er fremtredende for hydrogenteknologi, spesielt innen transportsektoren. For at noen skal kjøpe hydrogenkjøretøyer, må det være mulig å fylle hydrogen, mens det samtidig ikke er bedriftsøkonomisk lønnsomt å bygge og drifte hydrogenstasjoner når antall kjøretøyer er lavt. Her må det offentlige inn og bidra til infrastrukturutbygging, sier Møller-Holst.

Selv om høna og egget gir vansker for introduksjon av personbiler, tas brenselceller nå også i bruk i vogntog, busser, tog og skip, der kravet til levetid er 5-10 ganger høyere enn de 5000 timene som er minstekravet for personbiler.

I busser er en levetid på 25 000 timer allerede demonstrert, men for å få til det, må man bygge mer robuste og slitesterke systemer som benytter større mengder av kostbare materialer.

Betalingsviljen er imidlertid høyere og infrastrukturen vesentlig enklere for flåtekjøretøyer, og det gjør disse transportsegmentene attraktive for leverandørene.

Askos bestilling av fire hydrogendrevne distribusjonsbiler fra Scania er et godt eksempel. Den første skal settes i drift allerede i slutten av 2018. Askos er ett av til sammen 4-5 slike initiativ i Europa og USA.

• Hydrogenindustri: En av verdens største fabrikker for «grønn hydrogen» etableres i Norge (TU Ekstra)

Hydrogen i 2030, lagring av fornybar energi i Europa og energieksport fra Norge

I 2030 mener Møller-Holst at Europa vil ha innfridd målsettingen om 40 prosent reduksjon i CO₂-utslipp, 27 prosent andel av fornybare energikilder og 27 prosent energieffektivisering.

Nasjoner som Tyskland og Danmark har gått foran med hensyn til innfasing av fornybar energi, og dekker i store deler av året hele kraftbehovet sitt fra fornybare kilder, legger Møller-Holst til.

Det internasjonale teknologiselskapet Siemens har evaluert alle tilgjengelige energilagringssløsninger og konkludert med at hydrogen er den beste løsningen for energimengder større enn 10 GWh.

– Behovet for energilagring er i 2030 blitt så stort at den første storskala lagringsløsningen for hydrogen i en saltgruve er bygget ut og satt i drift i Nord-Tyskland. Overskuddskraft fra vind- og solenergi lagres i form av hydrogen til bruk i perioder der tilgangen på fornybar energi er lav, og benyttes i tillegg som drivstoff i kjøretøyer, tog og skip, sier han.

• Greenstat: Hydrogen handler egentlig ikke så mye om biler (TU Ekstra)

Selvforsynt

Europa vil i langt større grad være selvforsynt med fornybar energi om 12 år.

Import av fossile energikilder, som utgjorde rundt 2,5 % på handelsbalansen i 2015, antas redusert til 1 % i 2030. Etterspørselen etter og betalingsviljen for russisk og norsk naturgass er avtagende.

Det innføres restriksjoner på bruk av fossile drivstoff i bynære strøk og i form av Emission Control Areas for maritim transport i Middelhavet.

I Geirangerfjorden er all ferdsel med skip som bruker fossile drivstoffer forbudt. Landstrøm tilbys og havneavgiftene er differensiert i alle større norske havner.

– Vi har et betydelig kraftoverskudd her i landet og derfor har vi tatt i bruk hydrogen innenlands i flere transportsegmenter. Spesielt fremtredende er bruken av hydrogen som drivstoff i maritim sektor i 2030, der Norge har lyktes med å videreføre vår rolle som innovativ sjøfartsnasjon, sier Møller-Holst.

– To tredjedeler av norsk ferger er batteri-elektriske mens den siste tredjedelen er hydrogendrevne. De første 1000 passasjerers cruiseskip har allerede vært i drift i 3-4 år, forventer markedsdirektøren.

Videreforedling av norsk naturgass har, kombinert med karbonfangst og -lagring, gjort det mulig å fremstille og eksportere store mengder hydrogen på en miljøvennlig måte til bruk i kraft-varme-prosesser i Europa.

Energieksporten fra Norge vil være redusert, men vil fremdeles ligge på et høyt nivå.

• Hydrogen-Norge samlet: – Rart at ingen fra regjeringen møter opp på en slik konferanse

Fleksibelt

Hydrogen er en energibærer som kan produseres fra alle energikilder, fossile så vel som fornybare, og den er mer lagringsdyktig enn elektrisk energi. I framtidens energisystem vil hydrogen supplere elektrisitet, gi økt fleksibilitet i energisystemet og økt utnyttelse av ikke-kontinuerlige fornybare energikilder som sol, vind og småkraft.

Hydrogen vil også bidra til å sikre verdien av Norges store forekomster av naturgass, og derigjennom vår internasjonale rolle innen energieksport.

– På samme måte som Norge har spilt en pionérrolle innen elektrifisering av personbilflåten i perioden 2010 til 2020, inntar Norge fra 2020 og fram mot 2030 en pionérrolle for innfasing av hydrogen som drivstoff i tyngre og større kjøre- og fartøyer. Hydrogen vil også tas i bruk i pilotskala i industrielle prosesser som erstatning for fossile energibærere, eksempelvis som erstatning for kull i titanproduksjonen i Tyssedal, sier Møller-Holst.

Teknologiutviklingen innen hydrogen går raskt, og gjør at en mye større del av transportsektoren lykkes med å fase inn 0-utslippsløsninger. Bruk av incentiver i tidlig fase og utstrakt FoU-aktivitet i Europa, Asia og Nord-Amerika bidrar til at målsettingene nås.

Brenselceller for personbiler forventes å bli konkurransedyktige innen 2025 og trenger fra da av ingen form for subsidiering. Forutsatt at elbilfordelene videreføres inntil antall hydrogenbiler i Norge når 50 000, slik Stortinget har vedtatt, og at infrastrukturen i de største norske byene kommer på plass, vil også hydrogenstasjoner i Norge kunne drives på kommersiell basis.

• TU Ekstra: De har jobbet med å revolusjonere hvordan man lager hydrogen i 17 år - nå vil de ut med teknologien

Norske muligheter

– Fram mot 2030 vil hydrogen gjøre at vi kan øke utnyttelsen av de fornybare energiressursene her i landet. Et betydelig antall uutbygde konsesjoner for småkraft og innestengt vindkraft for eksempel i Finnmark vil realiseres fordi strøm til hydrogenproduksjonen ikke trenger å betale nettleie. Det vil kunne gjøre hydrogen fra Norge konkurransedyktig i Europa og etter hvert også i Japan, til tross for lange transportdistanser, sier Møller-Holst.

Sist, men ikke minst, mener han at vannelektrolyseteknologi vil bidra til at Norge når sin visjon om en tre- til fem-dobling av eksporten fra fiskeoppdrettsnæringen.

Elektrolyse gir ikke bare hydrogen, men også store mengder oksygen og varme.

Bruk av oksygen og varme i smoltproduksjon, og hydrogen som drivstoff til fôrbåter og til strømproduksjon i merdanleggene gir betydelig økt verdiskaping basert på regionale energiressurser.

Miljøvennlig bruk av hydrogen bidrar også til et bedre omdømme for næringen og gir konkurransefortrinn i det internasjonal markedet.

• Skipsfart: Boreal og Wärtsilä finsliper hydrogenfergekonsept

Norge må delta

Markedet for hydrogenteknologi etableres nå, og Norge har svært gode forutsetninger for, og store muligheter til, å ta del i verdiskapingen, mener Møller-Holst.

– Norge bør ha stor egeninteresse i å bidra til at hydrogen fases inn som et supplement til elektrisitet som energibærer. Storskala anvendelse av hydrogen i Europa vil kreve betydelig hydrogenimport og Norge vil kunne tilby dette både fra avkarbonisert naturgass og fra fornybare kilder, sier han.

– Innenlands produksjon og bruk av hydrogen i en tidlig fase, er i så måte svært viktig. Vi trenger den for å høste erfaring og utvikle nye produkter og konsepter for det voksende internasjonale marked, avslutter Møller-Holst.

• Les flere saker om hydrogen.