Fra vind til hydrogen: I vindparken Raggovidda i Finnmark, er det så godt som aldri vindstille. Samtidig har ikke kraftnettet nok kapasitet til å utnytte konsesjonen som er gitt i området. Derfor kan hydrogen bli det perfekte lagringsmedium og energibærer for overskuddsenergien. Hydrogenet kan for eksempel fraktes til Svalbard i flytende form ved hjelp av hydrogenskip. (Foto: Varanger Kraft)

Hydrogen – hypen som ble hyperteck

I Trondheim kjører store lastebiler snart rundt på hydrogen produsert fra solkraft og med rent vann som «eksos». Hydrogenteknologi kan gjøre både tog og skip utslippsfrie – og fange verdens vind på tanken.
Fredag, 16 juni, 2017 - 09:27

Av: Christina Benjaminsen/Gemini

Norges pionérrolle innenfor hydrogenteknologi startet ved et norsk fossefall for mer enn hundre år siden. Mellom bratte fjell på Rjukan så en ingeniør og en industrigründer sammen muligheten for å bruke energien fra Rjukan-fossen til å sikre matproduksjonen for en stadig økende befolkning. Kristian Birkeland og Sam Eyde ville bygge en fabrikk som skulle produsere norsk kunstgjødsel for Norsk Hydro. I 1929 sto hydrogenfabrikken ferdig og tronet som et arkitektonisk framtidsbygg oppe i fjellsida like ved det som den gang var verdens største vannkraftverk; Vemork.

Siden den tid har det meste av den norske forskningen på hydrogen foregått i ulike laboratorier på Gløshaugen i Trondheim. I 1951 etablerte NTNU (den gang NTH) et eget institutt for teknisk elektrokjemi. Siden den gang har forskningsmiljøet i Trondheim  spilt en nøkkelrolle for en etter hvert betydelig elektrokjemisk industri i Norge. I dag, bak lukkede SINTEF-dører, skjer topphemmelig teknologiutvikling for en rekke nasjonale og internasjonale industribedrifter. Blant disse finner vi teknologileverandører av elektrolyseceller for hydrogenproduksjon. Nylig har NTNU og SINTEF også sikret seg kontrakt med en ledende produsent av brenselcellebiler.  Disse bilene går på hydrogen, og gir ikke andre lokale utslipp enn rent vann.

Brenselcelleforskning siden 80-tallet

SINTEF har jobbet med utvikling av brenselcelleteknologi siden 80-tallet. Gjennom forsknings- og utviklingsaktivitet har forskningsstiftelsen bidratt til store gjennombrudd de senere årene. Brenselceller er allerede blitt konkurransedyktige i noen nisjemarkeder.

– I Japan er 150 000 brenselceller installert i hus for å produsere strøm og varme. I USA kjører mer enn 10 000 hydrogendrevne gaffeltrucker rundt i distribusjonssentre og varehus, forteller forskningsdirektør Steffen Møller-Holst i SINTEF.

Han og forskerkollegene jobber nå også aktivt med implementering av hydrogenteknologi i Norge, med fokus på transportsektoren. Så langt finner vi gaffeltrucker, lastebiler og ferger i SINTEFs prosjektportefølje.

– I Tyskland er det første av hundre brenselcelletog allerede under uttesting, og Norge er ett av flere Europeiske land som nå vurderer å ta i bruk hydrogendrevne tog på bakgrunn av en av våre studier, sier Møller-Holst.

Aller først ute med å kommersialisere brenselceller i personbiler har de innovative folkeslagene sør-øst for Kina vært. Koreanerne og japanerne har tatt ledertrøya i en bilindustri som allerede er inne i et teknologiskifte på grunn av klimakrisen.

Det er ikke mer enn tre måneder siden Møller-Holst kom hjem fra et treukers opphold i Japan. Der har han blant annet hatt møter med ledende industribedrifter som vil bruke kunnskapen som forskningsmiljøet i Trondheim har ervervet de siste tretti årene.

– SINTEF har vært involvert i 20 EU-prosjekter på hydrogen siden 2010, og rundt halvparten av dem går fremdeles. Det gjør oss til en betydelig aktør i europeisk sammenheng, sier Møller-Holst.

Japanernes storsatsing på hydrogen er gode nyheter for forskerteamet, som allerede har et tett inngrep med flere av de sentrale aktørene i landet.

Men hvorfor satser Japan så tungt på hydrogen? Jo, fordi mer enn 90 prosent av landets energibehov er dekket gjennom import av fossile energikilder. Det er altså ikke bare innen transport at japanerne vil ta i bruk hydrogen som drivstoff; de vil også bruke hydrogen i stasjonær kraftproduksjon. For å redusere utslippene av klimagasser har Japan allerede inngått avtale med Australia om import av hydrogen fra 2020.

– Vi har engasjert oss både faglig og politisk for at Norge også kan bli en leverandør av hydrogen til Japan basert på våre store energiressurser, sier forskningsdirektøren.

Det er nemlig ikke bare i transportsektoren at hydrogen vil spille en viktig rolle. Vi får stadig flere vindparker og solcellekraftverk. Men vi kan ikke alltid bruke all kraften fra vinden mens det blåser, eller sola når den skinner. Elektrisiteten må lagres, og da er det å produsere hydrogen av overskuddet en god løsning.

– For energimengder større enn 10 GWh har den tyske industrigiganten Siemens konkludert med at hydrogen er den beste lagringsløsningen. Tyskerne har nå mer enn 30 prosent vind- og solkraft og er allerede i full gang med å teste ut hydrogen som lagringsmedium, opplyser Møller-Holst.

Ikke plass til lasten

For å nå utslippsmålene, må vi se til flere bruksområder. Til varetransport på både vei og bane. Og ikke minst til skipsfarten, mener forskningsdirektøren i SINTEF. Når det gjelder utslippsfri langtransport kan ingen andre teknologier konkurrere med hydrogen.

Derfor satser Norges største matgrossist ASKO på å ha sine første hydrogendrevne lastebiler på veien i 2018, og blir med det trolig først i Europa med en liten flåte av slike biler for tungtransport. Også dette prosjektet ble initiert av og gjennomføres i nært samarbeid med SINTEF og ledes av Anders Ødegård, som jobber i avdelingen for bærekraftig energiteknologi.

– Skulle vi brukt batterier i slike lastebiler med lang rekkevidde, ville batteriene blitt svært kostbare og så store og tunge at lastekapasiteten ville blitt betydelig redusert. Vi må forholde oss til fysikkens lover og materialtekniske begrensninger, sier Ødegård.

Det er ingen tvil om at elektriske drivlinjer vil ta over og at batterier vil være svært viktige i framtidens transportløsninger, men: Jo tyngre kjøretøy og jo lengre du skal, jo bedre egnet er hydrogen. Det bringer oss over til jernbanesektoren, som politikerne ønsker skal ta over en større andel av godstransporten, nettopp for å redusere utslippene.

Ser mot Nord – med hydrogen

Det har over lang tid vært reist politiske forslag om å gjøre Norges lengste jernbane, Nordlandsbanen, utslippsfri «på gammelmåten». Det vil si elektrifisering ved hjelp av stolper og luftledninger – «kontaktledning» på fagspråket – som erstatning for dagens dieseldrift.

Våren 2015 la Møller-Holst og hans kolleger i SINTEF siste hånd på en rapport til Jernbaneverket som viser at nullutslipp på flere norske togstrekninger, blant annet Nordlandsbanen, blir langt billigere både med hydrogen- og batteridrevne tog enn med vanlig elektrifisering.

Faktisk kan det spares mellom tre og fire hundre millioner kroner årlig på strekningen Steinkjer – Bodø (Nordlandsbanen), hvis batteri- eller hydrogendrevne tog velges framfor tradisjonell elektrifisering, viser rapporten.

– Summen av de ekspertuttalelser vi innhentet i prosjektet, både fra Jernbaneverkets egne spesialister og  det tverrfaglige teamet vårt, var entydig. Alt før 2020 bør biodiesel erstatte fossil diesel, som en mellomløsning. Tidlig på 2020-tallet vil batteridrift være mest attraktivt. Fra midten av 2020-tallet er det hydrogen som i størst grad vil innfri de samlede kravene som vil gjelde for godstog i framtidas jernbanenett, sier Møller-Holst, som ledet utredningsarbeidet.

I Tyskland ligger fire regioner litt foran resten av verden: De har alt bestilt 100 hydrogendrevne persontog. Det første togsettet er allerede i prøvedrift og teknologien forventes å være klar for godstogdrift i løpet av første halvdel av 2020-årene. Møller-Holst mener Norge bør ta etter tyskerne med hensyn til å ta i bruk hydrogen, og peker på Raumabanen for persontog og Nordlandsbanen for godstog.

Vind-vind situasjon        

På andre siden av Trondheimsfjorden, ut mot havet, ligger det som på folkemunne kalles Fosen-alpene. Her skal Europas største vindpark bygges av kraftleverandørene Statkraft og Trønderenergi. Her blåser det sent og tidlig, året rundt. Potensialet er stort: Hele 3,5 TWh (terrawattimer) fornybar kraft forventes vindparken å produsere per år. Det blir nok energi til å forsyne hele Trondheims befolkning på 170 000 mennesker med strøm.

– Nå er både NTNU og SINTEF inne som faglig støtte til TrønderEnergi i deres evaluering av å produsere hydrogen av overskuddskraften, sier forskningsdirektøren.

Liknende signaler formidles av mange aktører i hele landet om at de ønsker å sette i gang med hydrogenproduksjon. Blant annet i Glomfjord, i det som var et like stort anlegg som det på Rjukan, hvor industrieventyret Norsk Hydro startet sin kunstgjødselproduksjon for 100 år siden.

SINTEF har nylig kartlagt aktører som ønsker å starte hydrogenproduksjon i Norge. Hele 10 aktører er funnet og nå støtter forskningsmiljøet flere av disse fram mot en mulig investeringsbeslutning. Hydrogen er i ferd med å ta av for alvor.

Men energiforskerne  har enda spenstigere planer enn hydrogenproduksjon fra grønn overskuddskraft. Fra seniorforsker Tommy Mokkelbost på SINTEF sitt kontor på Svalbard kommer følgende visjon:

– På Svalbard merkes klimaendringene langt mer tydelig enn andre steder på kloden. Ismengden rundt øygruppen reduseres raskt og isbreene forsvinner i rekordfart. Mindre havis gir blant annet isbjørnen utfordringer i sine jaktområder. I tillegg har Longyearbyen Norges eneste kullkraftverk som energiforsyning. Og hva er da mer naturlig å gjøre Longyearbyen til verdens første utslippsfrie lokalsamfunn? spør forskeren og legger til:

– Flere muligheter bør utredes, og hydrogenteknologi er et spennende alternativ.

Hydrogenet ser han for seg kan komme fra vindkraftverk i Finnmark, landets nordligste fylke der det så godt som aldri er vindstille – men der kraftnettet ikke har kapasitet til å håndtere all strømmen som vindturbinene vil generere. Hydrogenet kan så fraktes til Svalbard i flytende form ved hjelp av hydrogenskip.

På forsiden nå

Denne uken ble arbeidet med hjemkjøp av Kraftmontasje AS sluttført. Etter 10 år som del av det svenske One Nordic konsernet har nå selskapet blitt kjøpt av en eierkonstellasjon bestående av ca. 50 ansatte og entreprenører og investorer fra Romsdal.
Fredag, 19 januar, 2018 - 08:27
I 2017 hadde Statnett Transport 14 kombinerte sjø- og landtransporter med krafttransformatorer. Sett i sammenheng med andre typer oppdrag ga det grunnlag for en positiv utvikling i året som gikk. Det forretningsmessige fundamentet for 2018 borger for fortsatt solid drift.
Torsdag, 18 januar, 2018 - 09:00
Den tidligere papirfabrikken på Follum har tatt skrittet inn i den digitale tidsalderen. Lagerhallene er blitt til serverpark og bruker allerede like mye strøm som 400–500 husstander.
Torsdag, 18 januar, 2018 - 09:04
OED utlyser oppdrag om energiforsyningen på Svalbard. Utredningen skal omfatte en bred teknisk- økonomisk mulighetsstudie, med vurderinger av alle realistiske alternativer innenfor det tidsperspektivet som dagens energiløsning legger for gjennomføring.
Fredag, 19 januar, 2018 - 08:34
Årlig fastsettes ny pris på leie av plass på energiselskapenes lavspenningsmaster for ekom-aktører. Prisene fremforhandles mellom KS Bedrift, Energi Norge og Telenor. Nå er prisene for 2018 fastsatt.
Torsdag, 18 januar, 2018 - 09:09
Batterier kan allerede i dag være et kostnadseffektivt alternativ til tradisjonell nettutbygging, men det bør gis et klart signal fra regulator om at batterier på sikt ikke bør eies av nettselskapene.
Tirsdag, 16 januar, 2018 - 09:47
Natt til tirsdag produserte vindkraftanleggene i Norden mer kraft enn kjernekraftanleggene i Norden til sammen.
Torsdag, 18 januar, 2018 - 09:20
Konkurransekraft og gunstige prisar er nøkkelord når Sogn og Fjordane Energi (SFE) og Sunnfjord Energi no går saman om selje straum til privat- og bedriftskundar.
Onsdag, 17 januar, 2018 - 09:46
Fredagskommentar:
Denne uken har det vært noen krevende dager for flere av nettselskapene sør i landet. I løpet kort tid har kraftig snøfall skapt store problemer for strømforsyningen. Uten heroisk innsats fra dyktige elektrofagfolk kunne det ha gått mye verre.
Fredag, 19 januar, 2018 - 08:45
Tall fra alarmselskapet Verisure viser en økning i boligbranner på 12 prosent fra 2016 til 2017. Tørrkoking, samt feil på eller feil bruk av elektriske apparater, er overrepresentert i statistikken.
Tirsdag, 16 januar, 2018 - 09:27
OneCo spisser satsingen på solenergi gjennom etableringen av OneCo Green Energy. Som et ledd i etableringen har OneCo kjøpt solenergiselskapet Minienergi AS, som inngår i det nye selskapet.
Onsdag, 17 januar, 2018 - 10:02
Nye satsinger, inkludert ny avtale med Olav Thon Gruppen sikrer Grønn Kontakt ytterligere ekspansjon - også i Sverige.
Fredag, 19 januar, 2018 - 08:40
Økende andel vindkraft og solkraft sammen med endringer i forbruksmønstre gir store endringer i det nordiske kraftsystemet, og skaper behov for mer fleksibilitet innen produksjon og forbruk. Statnett har utarbeidet to rapporter om potensial og utnyttelse av fleksibilitet i kraftsystemet.
Mandag, 15 januar, 2018 - 09:36
Troms Kraft Nett gikk 1. januar inn i Astrum, et treårig FoU-prosjekt med fokus på AMS drift, nettdrift, nettutvikling og nettvedlikehold.
Tirsdag, 16 januar, 2018 - 09:37
OED har fattet vedtak i to vannkraftsaker i Nordland. Det er gitt endelig konsesjon til ett av prosjektene. Kraftverket kan, om det blir realisert, bidra med om lag 22 gigawattimer (GWh) fornybar energiproduksjon, som tilsvarer forbruket til om lag 1 100 husstander.
Torsdag, 18 januar, 2018 - 09:27
NVE vil gjennom kravet om det funksjonelle skillet sørge for sammenslåinger av nettselskap. Av beredskapshensyn er dette en dårlig idé.
Mandag, 15 januar, 2018 - 09:23
Clemens Kraft AS og eierne av Ringdal Kraftverk AS har signert en avtale som omfatter alle aksjene i selskapet, og blir dermed småkraftverk nummer 25 i porteføljen til Clemens.
Onsdag, 17 januar, 2018 - 09:38
Fra 4. januar 2018 er Haram Kraft AS heleid av vindkraftutviklingsselskapet Zephyr AS. Selskapet var tidligere eid av Østfold Energi AS (27 %), Vardar Boreas AS (27 %) og Svelgen Kraft AS (46 %).
Onsdag, 17 januar, 2018 - 09:54