Hydrogen og hydrogen-brenselceller kan komme til å spille en nøkkelrolle i å redusere bruken av olje, gass og kull, skriver det internasjonale energibyrået IEA i en rapport.

Så det er altså håp om at en forvandling kan skje, og de miljømessige gevinstene er klare. Offensiv satsing på hydrogen og andre renere energiformer kan gi en halvering av CO2-utslippene innen 2050. Det mener IEA i rapporten, ifølge NTB.

Men omleggingen vil ta tid. Og produksjonen av hydrogen må bli billigere enn hva tilfellet er i dag, for at aktører i industri og næringsliv skal satse på ny teknologi med morgendagens alternative energiløsninger.

- Kostnadene må kuttes med inntil 50 prosent på lang sikt for at hydrogen skal kunne konkurrere med flytende brenselsstoffer som bensin og diesel, mener Arne Råheim overfor forskning.no

Han er forskningsdirektør for Energi-, miljøteknologi og Fysikk ved Institutt for energiteknikk (IFE) på Kjeller i Akershus.

Kritiske suksessfaktorer

Hydrogen kan produseres av så mangt. Møkk og søppel er eksempler på råstoff til gasser som forskere tester ut med tanke på produksjon av hydrogen i årene fremover.

Mye av hydrogenet som skal lages i Norge i framtida, vil trolig utvinnes fra naturgass. Men forskere går bredt ut i jakten på de beste løsningene.

For ved siden av lagringen, er en miljøvennlig produksjon med langt lavere kostnader enn i dag, de mest kritiske suksessfaktorene for å ta i bruk hydrogen som energibærer.

Visjonen om en forurensningsfri bilpark som slipper vann ut av eksosrøret, har et økonomisk hinder som må forseres, mener Arne Råheim:

- Både en tilstrekkelig lav pris, og gode lagringsmuligheter som sikrer nok kjørelengde innen transportsektoren, er nødvendig for at vi skal ha mulighet til å nå hydrogensamfunnet, sier han.

Reaktor lager hydrogen

Veiene er kanskje ulike, men målet for hydrogenforskerne ved IFE, og andre steder i Norge og verden, er det samme: å finne en enkel, miljøvennlig og ikke minst rimeligere produksjonsmåte for hydrogen.

Institutt for energiteknikk (IFE) har utviklet en forsøksreaktor som produserer hydrogen fra vann og naturgass. Prosessen de benytter seg av er enesteående.

- Det som gjør denne produksjonsprosessen unik, og som har plassert IFE i førersetet på dette området, er at en absorbent suger CO2 ut av prosessen som et fast stoff. Dette resulterer i et høyt (98 prosent) hydrogenutbytte i ett prosessteg. Så i vårt tilfelle er det en fordel å ta ut CO2, sier Råheim.

- Vi får skilt ut helt ren CO2 når absorbenten varmes opp, eller regenereres, til gjentatt bruk. CO2 kan dermed deponeres eller brukes til ulike formål, blant annet som trykkstøtte i ulike reservoarer eller som et industrikjemikalie til prosessformål.

- En av hovedutfordringene ved bruk av naturgass til å lage hydrogen, er nettopp hva du gjør med CO2, fortsetter forskningsdirektøren.

- Langt til gjennombruddet

Råheim heller kaldt vann i blodet på de som tror at et kommersielt marked med hydrogen som drivstoff for biler nærmest er rett rundt hjørnet.

- Vi får neppe oppleve noe marked i det hele tatt, før om 10-15 år. Og det store gjennombruddet kan bli først i perioden 2025 til 2050. Jeg vil ikke overselge dette, for hydrogensamfunnet er ikke rett rundt hjørnet. Men teknologien kan utvikles før, sier Råheim.

Med hydrogen “på tanken” vil bilparken i praksis bli fri for forurensning.

Men veien dit handler på ingen måte bare om å løse lagringsgåten, slik man kanskje kunne få inntrykk av ved å lese medieoppslagene etter at Danmarks Tekniske Universitet i høst lanserte sin “hydrogenpille”.

Det internasjonale energibyrået IEA har heller ikke tro på noen rask overgang.

I beste fall kan biler med hydrogen-brenselceller komme på markedet i stort antall rundt 2025, og utgjøre 30 prosent av den globale bilparken i 2050, sier IEA i sin ferske rapport, ifølge NTB.

Det vil samtidig føre til en innsparing i oljeforbruket på 13 prosent. Dersom hydrogenkraft virkelig tar av, også i raskt voksende utviklingsland, kan CO2-utslippene bli halvert rundt 2050, heter det videre i IEA-rapporten.

Biogass i skuddet

På IFE på Kjeller jobber 40 ansatte på fulltid med hydrogenforskning. Det tar tid å finne svar og utvikle ny teknologi.

- Naturgass vil slik jeg ser det være broen mot framtidas hydrogensamfunn. Der vil vi finne de store anleggene, men det er helt åpenbart at også forskjellige former for CO2-nøytral biogass vil komme mer i skuddet i årene framover, sier Råheim.

- Men det vil ikke bare gjelde gass fra avfallsdeponier. Det finnes også mulighetene for gassifisering av trevirke, fortsetter han.

I dag splittes vann til hydrogen og oksygen ved hjelp av elektrolyse. Råheim mener at på lengre sikt vil nye måter å splitte vann på, såkalt termokjemisk hydrogenproduksjon, tvinge seg fram av ressurshensyn.

- Her snakker vi om en lang utviklingstid, kanskje 50 år. Vann kan splittes ved å varme det opp til 3000 grader for å skille hydrogen og oksygen fra hverandre.

- Men siden den prosessen er energikrevende, ser vi på reaksjoner i flere steg for å kunne senke temperaturen til realistiske nivåer, sier Råheim.

Hva skjer, egentlig?

Han utdyper hva som skjer i produksjonsreaktoren på IFE når naturgass og vann gir grunnlag for produksjon av hydrogen i en to-stegsprosess.

En kritisk suksessfaktor blir å kunne bruke reaktorens CO2-absorbent ikke bare noen få ganger, men i flere år - kanskje 1000 til 10 000 ganger.

- Når reaksjonen er ferdig, sitter du igjen med et fast stoff, hvor CO2 er fanget opp, og hydrogen. Det faste stoffet er i dette tilfellet et karbonat, og når kalsiumoksid benyttes som CO2-absorbent, er det faste stoffet simpelthen vanlig kalk, sier Råheim.

Kalken varmes opp igjen, den regenereres, og vi får kalsiumoksid, som på nytt reagerer med gass og vann for å produsere hydrogen. Kalken benyttes altså om og om igjen, den forbrukes ikke.

- Et firma i USA mener at de allerede har laget en absorbent som tilfredsstiller kravene til langtidsbruk, i så fall er en viktig utfordring i prosessen løst allerede. Dette er en meget spennende prosess som kan ha et stort potensial i et internasjonalt marked, sier Råheim.

Les mer:

Fakta om hydrogen.

Det internasjonale energibyrået, IEA.

Institutt for energiteknikk, IFE.