Til hovedinnhold

Heller enn å avvente begivenhetenes gang kan en etablere visjoner for fremtiden. Dette betyr ikke at en nødvendigvis vil forklare hvordan fremtiden kommer til å bli. Det dreier seg mer om å beskrive en fremtid å navigere etter. Særlig i vurderingen av nye teknologier kan dette være nyttig.

Hydrogen er anvendbar for mange energitjenester som baserer seg på ulike teknologier hvor spesielt brenselceller utpeker seg som den mest effektive konverteringsteknologien. En 3 kW alkalisk brenselcelle (AFC) undersøkes ved SINTEF av seniorforsker Trygve Burchardt.

I grove trekk er dette utgangspunktet for HySociety - et toårig EU-prosjekt under det 5. rammeprogram - hvor 20 organisasjoner og 14 land er involvert. Prosjektkoordinator er IST (Instituto Superior Technico) i Portugal. Hensikten med prosjektet er å kartlegge barrierer, vurdere teknologier, og foreslå politiske virkemidler som kreves for å etablere en europeisk hydrogenøkonomi (fra 2010). Prosjektets mål er å fremlegge en aksjonsplan for EU-kommisjonen i 2005 vedrørende introduksjon av hydrogen som energibærer i Europa. Sentralt står forståelsen av samfunnsmessige barrierer, teknologier og aspekter av sosial, økonomisk og miljømessig karakter.

HySociety
Prosjektet ble formelt startet i mars 2003 etter påtrykk og ønske fra EU-kommisjonen om en uhildet vurdering av muligheter og konsekvenser forbundet med å introdusere hydrogen for energiformål i en pan-europeisk sammenheng. Dette innebærer at en skal foreslå en felles, omforent strategi som kan bidra til å akselerere innføringen av hydrogen, og fremme utstrakt bruk av hydrogen i Europa. Prosjektets hovedmål er en aksjonsplan innrettet mot EU-kommisjonen. I tillegg til å analysere grensebetingelser og barrierer, skal en foreslå tiltak for å komme over identifiserbare barrierer, i tillegg skal handlingsplanen belyse og kvantifisere virkningene av å introdusere hydrogen som energibærer i Europa. Herunder skal en spesielt vurdere teknologi, økonomi, miljø og sosiale aspekter. Prosjektet ventes å skape bred bevissthet og debatt om de muligheter og utfordringer som hydrogen representerer. Forhåpentlig vil arbeidet også bidra til å stimulere dialogen med interessegrupper, og forenkle overgangen fra energisystemer basert på fossile brensler til mer bærekraftige løsninger.

Hensikten med HySociety er å støtte innføringen av hydrogen i Europa, og å legge grunnlaget for å etablere en trygg og avhengig hydrogen-basert økonomi. Som antydet i figur 1 skal dette gjøres ved å adressere ikke-tekniske barrierer som koder og standarder tilknyttet implementering og infrastruktur, sikkerhet, sosiale og økonomiske forhold, industrielle strukturer og den allmenne oppfatning av hydrogen.

Den generelle forståelsen er at europeisk forskning er rimelig samkjørt med resten av verden – særlig med henblikk på hydrogen for mobile og stasjonære anvendelser. Flere europeiske initiativ viser fremgang innen forskningsfeltet. Det som synes å gjenstå, er å vurdere betydningen av ikke-tekniske forhold – spesielt forhold som umiddelbart vil virke mot en storstilt bruk av hydrogen i Europa. Dette omfatter blant annet sosio-økonomiske saker, lover og regelverk, og ikke minst kostnader forbundet med nødvendig infrastruktur.

Følgende aktiviteter er derfor vektlagt:

  • Identifisere barrierer inkludert forslag til tiltak som kan bidra til å fjerne eller redusere eksisterende barrierer.
  • Kvantifisere teknologiske, sosiale, økonomiske og miljømessige innvirkninger.
  • Forsyne europeiske beslutningstakere med en aksjonsplan.
  • Skape bred allmenn oppmerksomhet og debatt.
  • Fremme saker som bidrar til økt aksept for hydrogen som energibærer.
  • Forenkle overgangen til bærekraftige energiløsninger basert på hydrogen.
  • Anskueliggjøre miljøfordeler forbundet med økt utnyttelse av hydrogen.
  • Bidra til teknologioverføring fra industrisektorer som besitter kunnskap til andre industrielle sektorer og sluttbrukere.

Hydrogenkjeder
Til liks med elektrisitet betraktes hydrogen som en ideell energibærer med hensyn til forurensning og fleksibel bruk. Men verken elektrisitet eller hydrogen er energikilder. Derfor må de produseres på en eller annen måte. For hvert kilogram hydrogen fremstilt som energibærer, må en bruke fra 20 til 70% av den energimengden som blir igjen i energibæreren. På denne bakgrunn    áá er det vanskelig å se for seg et samfunn som domineres av hydrogen. Men hydrogen vil utvilsomt kunne vinne innpass og få betydning innen noen sentrale anvendelsesområder som indikert i figur 2.

Reformering av naturgass regnes i dag som den viktigste teknologien for hydrogenfremstilling. Men hydrogen kan også produseres ved gassifisering av faste eller flytende brensler. Elektrolyse av vann krever 3-4 ganger mer energi enn dampreformering. Derfor brukes elektrolyse hovedsakelig i prosesser som krever ren hydrogen. I en bærekraftig sammenheng vil hydrogen kunne fremstilles ved elektrolyse med elektrisitet fra vann, sol og vind, eller ved gassifisering av biomasse. Kjernekraft vil kunne få en viktig rolle i en fremtidig hydrogenøkonomi – særlig om en lykkes med å utnytte fusjonsteknologi.

Viktige elementer i hydrogenkjeden er lagring og transport. Riktig nok er hydrogen vesentlig lettere å lagre enn elektrisitet. Likevel er lagring av hydrogen et betydelig forskningsområde i en rekke land. Lovende lagringsformer er trykklagring (opp mot 55 MPa), kryogen lagring i flytende form (21 Kelvin) og lagring i metallhydrider. I fremtiden vil også lagring i uorganiske krystallstrukturer og nanorør kunne få kommersiell betydning.

Distribusjon av hydrogen er komplisert og kostbar. Dessuten vil omdanning fra en energiform til en annen alltid medføre termodynamiske tap. Lagring og transport bør derfor velges med omhu ut fra egnet form som energibærer - og omformingsmåte.

Hydrogen er anvendbar for mange energitjenester som baserer seg på ulike teknologier hvor spesielt brenselceller utpeker seg som den mest effektive konverteringsteknologien. Romoppvarming vil for eksempel kunne besørges av fordelte brenselcellesystemer som i tillegg til å generere elektrisitet (likestrøm) også avgir varme. Men fremdeles avventer markedet brenselceller med tilstrekkelig funksjonalitet, enten de går på hydrogen eller metanol - særlig for trafikkformål. Det gjenstår med andre ord en del før brenselceller får gjennomslag i markedet. Fremdeles er prisen for høy, levetiden for kort, og alternativene for gode. Dette forklarer hvorfor en vesentlig del av hydrogenforskningen er rettet mot brenselceller.

Mot en europeisk hydrogenøkonomi
Det er umulig å forutsi når en europeisk hydrogenøkonomi vil kunne etableres. Arbeidshypotesen for HySociety er at 2% av all transport i Europa vil være hydrogenbasert rundt 2010. Dette anses som svært ambisiøst. Selv om flere demonstrasjonsanlegg er under planlegging, er det vanskelig å forestille seg en rask overgang til hydrogen. Uten betydelige virkemidler er det vanskelig å se for seg noen vesentlige endringer i overskuelig tid. På sett og vis kan en si at grunnen til at vi ikke har hydrogen er at vi mangler utstyr og tradisjon for å bruke hydrogen. Samtidig kan en hevde at vi ikke har relevante maskiner og utstyr, fordi hydrogen ikke er gjort alminnelig tilgjengelig. Å komme ut av dette paradokset er mulig, men det vil ta tid. En raskere utvikling vil imidlertid kunne iverksettes ved bevisst satsing, og storstilt bruk av strategiske virkemidler. Det må i så fall etableres en robust infrastruktur, samtidig som folk flest stimuleres gjennom ulike incentiver til å inngå i lokale hydrogenøkonomier.

Dersom en velger å bruke strategiske virkemidler for å introdusere hydrogen som energibærer i Europa, vil det være helt avgjørende at satsingen blir omfattende nok - og tilstrekkelig langvarig til at det oppstår en selvforsterkende effekt. Etter mitt skjønn vil det være mest effektivt for EU å iverksette en slik prosess innen noen få regioner i Europa med tilstrekkelig folketetthet – for eksempel Ruhr-området i Tyskland. I motsatt fall er jeg redd for at resultatet enn så lenge får betegnelsen “Eutopia”.

Figur 1 HySociety fokuserer på grensebetingelser mellom teknologi og samfunn – spesielt barrierer som virker mot en innføring av hydrogen i Europa

Figur 2 Prinsipper for fremstilling og bruk av hydrogen i fremtiden. Figuren viser ulike veier, kilder og sluk, som involvere en rekke teknologier. (Kilde: Jean-Marie Bemtgen, EU-kommisjonen).

 


En metall-luft brenselcelle skalert for å passe inn i en mobiltelefon.


Kontakt: Jens Hetland

Foto: Mette K. Høiseth