Hydrogen er et forlokkende alternativ til fossile drivstoff. Spesielt for lastebiler, store skip og fly, hvor elektriske løsninger ikke er så lett å få til.

Batterier blir fort nemlig for tunge og svære hvis disse store fremkomstmidlene skal reise langt.

Og nå er hydrogen i vinden som aldri før. Både Norge og EU har erklært at de skal satse mer på hydrogen i årene fremover.

Men det er mye som skal på plass før hydrogen faktisk blir klimavennlig. Og det handler ikke bare om hvordan hydrogenet lages, som er en av utfordringene regjeringen trekker frem i Hydrogenstrategien som de lanserte sommeren 2020.

Én ting som sjelden nevnes er nemlig hydrogengassen i seg selv. For hva skjer når den lekker ut i omgivelsene?

Det er forskere i Cicero i gang med å finne ut av i et nytt forskningsprosjekt.

Verdens letteste gass

− For å unngå å gjøre samme feil som vi gjorde da vi begynte å slippe ut klorfluorkarbon-gasser, som senere skulle vise seg å skade ozonlaget, er det viktig at vi vet effektene som hydrogen har på klima og miljø, før vi setter i gang med storskala produksjon og bruk, poengterer Maria Sand, som leder det nye prosjektet.

For noe av hydrogenet vil lekke ut under produksjon, transport, lagring og bruk.

− Hydrogen er verdens letteste gass, så det er umulig å forhindre lekkasjer, sier Sand.

Kan påvirke det store bildet

Denne tanken er nok ny for mange, inkludert politikere og forskere.

− Man tenker gjerne at det er nullutslipp fra hydrogen, siden det ikke er en drivhusgass, påpeker Cicero-forskeren.

For den lette gassen sperrer ikke varmen inne i atmosfæren vår på den måten som CO2 og andre drivhusgasser gjør.

Men hydrogen kan påvirke det store bildet likevel. I hvert fall i teorien.

Skal regne ut effekten med klimamodeller

Derfor har forskere ved Cicero startet det nye prosjektet i samarbeid med både industri og flere internasjonale forskningsmiljøer.

Sand forteller at hun ble overrasket over forskningen på feltet, da de begynte å undersøke dette. Studiene som finnes allerede, antyder nemlig at hydrogenutslipp kunne ha en negativ effekt.

− Selv om hydrogen ikke er en drivhusgass, kan den påvirke sammensetningen i atmosfæren, forteller hun.

Men i hvilken grad dette skjer, er fortsatt usikkert.

− Vi vet ikke om effekten er stor, men vi vet ikke om den er liten heller, poengterer Sand.

Derfor tok forskerne ved Cicero kontakt med andre som forsket på dette i USA og Europa for å slå sammen kunnskapen.

Planen er å regne seg frem til svaret ved hjelp av fem forskjellige klimamodeller. Og å bruke ekte målinger av hydrogen i atmosfæren til å undersøke om beregningene deres stemmer.

Ozonlaget kan bli skadet

Så hvilke effekter er det egentlig skal undersøke?

For det første kan hydrogen potensielt skade ozonlaget.

Det kan føre til vakre skyer på himmelen. Men forklaringen på hvorfor skyene oppstår, er ikke like fin.

Når hydrogen slipper ut i lufta, blir det ofte gjort om til vann. Det kan skje helt oppe i stratosfæren der ozonlaget er.

− I ozonlaget er det veldig tørt, men gjennom en del reaksjoner med hydrogen kan det bli vanndamp her, forteller Sand.

Det er ikke bra for ozonet.

På samme måte som når vi har veldig kaldt vær, kan det da dukke opp perlemorskyer på himmelen.

De fargerike skyene er altså egentlig et tegn på at ozonlaget brytes ned.

Mer metan i atmosfæren

Mer hydrogen kan også − indirekte − gi oss mer metan i atmosfæren. Og det er jo en potent drivhusgass.

Forklaringen på hvordan dette kan skje, handler om et stoff som kalles hydroksid.

Dette stoffet fungerer til vanlig som et slags sluk som fjerner metan fra atmosfæren. Men hvis det er hydrogen til stede, kan denne prosessen forstyrres.

− Hydroksidet støvsuger metan fra atmosfæren, men det fjerner også hydrogen. Så da begynner hydrogenet å konkurrere med metanet, forklarer Sand.

Forsterkende effekter

Til sammen er det altså snakk om flere ulike kjemiske reaksjoner, som kan påvirke både klima og miljø.

− Det er ikke bare å legge sammen de ulike bidragene, for alt henger sammen og kan forsterke hverandre, sier Sand.

Klimamodellene forskerne skal bruke, er derfor såkalte kjemiske modeller, som tar hensyn til de forskjellige kjemiske reaksjonene som skjer i lufta over oss.

Ønsker forskningsprosjektet velkommen

Steffen Møller-Holst har jobbet med hydrogenteknologi i 30 år, tidligere som forsker og de ti siste årene som markedsdirektør ved Sintef.

Han sier han blir overrasket om hydrogenutslipp har betydelige negativ effekt på klima, men at han ønsker forskningsprosjektet velkommen og er nysgjerrig på resultatet.

− Det er viktig å finne ut av dette. Hvis det er store effekter må det absolutt finnes ut av, slår Møller-Holst fast.

Samtidig peker han på noe andre utfordringer som også må løses før hydrogen blir en ekte lavutslippsteknologi.

Fossil energi brukes oftest

For enn så lenge er det produksjonen av hydrogen som er minst klimavennlig.

− Mesteparten av hydrogenet i dag produseres fra fossil energi, som kull olje eller naturgass, som gir CO2-utslipp, forteller Møller-Holst.

Dette er også en av grunnene til at Norge har et godt utgangspunkt for å produsere hydrogen.

Vi har mye ren kraft, som vannkraft. Og etter hvert også kraft fra vind og sol.

Vann som eksos

Energien fra fossefall, sol eller vind, kan forvandle vann til hydrogen. I teorien er det eneste utslippet oksygen.

Denne metoden kalles vannelektrolyse og har fått merkelappen «grønt hydrogen».

Når hydrogenet skal brukes som drivstoff, i for eksempel en lastebil, går prosessen i motsatt retning.

Da suger lastebilen inn oksygen fra lufta, som sammen med hydrogenet, driver motoren. Den eneste eksosen blir da i teorien rent vann.

Sol og vind faller i pris

I flere år har hydrogen fra fornybar kraft vært for dyrt til at det har lønnet seg for bedrifter å bruke denne mest klimavennlige løsningen.

Men nå som både sol- og vindkraft faller i pris, er det flere som går over til å lage «grønt» hydrogen, ifølge Møller-Holst.

− Yara har nylig erklært at de skal tilbake til å bruke fornybare kilder, forteller han.

Hos den norske bedriften har ingeniørene i mange år laget hydrogen, som de har trengt for å produsere kunstgjødsel.

De brukte i utgangspunktet vannkraft, men i løpet av 1960-tallet gikk de gradvis over fra å bruke naturgass fordi det var billigere, ifølge Møller Holst.

Naturgass med karbonfangst

Ifølge regjeringen skal Norge også satse på hydrogenproduksjon med naturgass, som vi har rikelig med fra oljeindustrien.

Men da skal teknologien kombineres med karbonfangst og -lagring, for å gjøre den mer klimavennlig. Det kalles gjerne «blått hydrogen».

Møller-Holst tror hydrogen laget på denne måten kan spille en viktig rolle i Europa, når landene skal omstille seg til å bli karbonfrie.

På den andre siden kan det være en viss økonomisk risiko å investere store summer i karbonfangst og lagring, hevder markedsdirektøren.

For når Europa prioriterer å produsere hydrogen fra fornybare kilder, kan det føre til at etterspørselen etter «blått» hydrogen etter hvert avtar, påpeker han.

Lav virkningsgrad får mindre å si

Men det finnes også en annen kritikk av hydrogen.

Nemlig at mye av energien som går med til å lage det, går tapt på veien. Med andre ord har teknologien relativt lav virkningsgrad.

Møller-Holst mener virkningsgraden vil ha stadig mindre betydning.

For etter hvert som verden går over til å lage hydrogen med fornybar energi, vil ikke lenger energibruken føre til mer utslipp.

− Solceller har en virkningsgrad på 20−25 prosent. Det er ingen som går og gremmes og sier at vi ikke kan bruke solceller fordi virkningsgraden er så dårlig, argumenterer han.

Så selv om hydrogen enda ikke har blitt klimavennlig, mener markedsdirektøren det er viktig at Norge ikke sitter på gjerdet.

− Når vi vet at vi trenger hydrogen for å nå nullutslipp i 2050, gjør vi oss selv en bjørnetjeneste hvis vi ikke investerer nå, sier han.

Forventer resultater i 2022

Men i dette regnestykket inngår ikke hydrogenutslippene – av naturlige grunner. Enn så lenge finnes altså ikke nok kunnskap om hvilken effekt det vil ha.

Ved Cicero anslår forskerne bak det nye prosjektet at de første resultatene vil komme i 2022.

Maria Sand tror uansett hydrogen vil være det beste alternativet i noen tilfeller.

− Det er ikke alt som kan elektrifiseres, som langtransport og tungtransport. Der kan hydrogen spille en viktig rolle. Men det kommer alltid an på hva det erstatter, slår Cicero-forskeren fast.

Dette må du vite om hydrogen

Hydrogen løftes fram som en viktig del av løsningen på fremtidens energiutfordringer. To av Norges fremste eksperter på feltet forklarer hvorfor og hvordan.