Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Bergen - les mer.

I prosjektet «Underground Sun Storage» ble hydrogen laget av solkraft lagret i et naturlig reservoar i Østerrike. I et lignende forskningsprosjekt i Argentina, ble elektrisitet fra vindkraft spaltet til hydrogen og lagret i et gassreservoar. (Foto: RAG)
I prosjektet «Underground Sun Storage» ble hydrogen laget av solkraft lagret i et naturlig reservoar i Østerrike. I et lignende forskningsprosjekt i Argentina, ble elektrisitet fra vindkraft spaltet til hydrogen og lagret i et gassreservoar. (Foto: RAG)

Slik kan vi lagre vind og sol under bakken

Hydrogen lagret under bakken kan bli samfunnets nye megabatterier, mener UiB-professor.

Publisert

Sol- og vindkraft krever nye metoder for lagring av overskuddsenergi. En løsning er å omdanne elektrisitet til hydrogen og lagre den under bakken, mener UiB-professor Martin Fernø, som har vært med på et av verdens aller første forsøk med denne teknologien.

Så langt er det bare gjennomført to forsøk i verden med lagring av hydrogen i naturlige reservoarer. Ett av dem var i Østerrike, der hydrogengass ble pumpet ned i et gammelt gassreservoar med sandstein, lagret noen måneder og hentet opp igjen.

– Konklusjonen er at hydrogen kan lagres i slike formasjoner. Det meste av hydrogenet som ble pumpet ned, ble hentet opp igjen, sier Martin Fernø, professor ved Institutt for fysikk og teknologi ved Universitetet i Bergen (UiB).

Men hvorfor er dette viktig?

Jo, fordi et grønnere samfunn betyr mer vindkraft og solenergi. Ulempen med disse energiformene, er at det ikke nødvendigvis er samsvar mellom behov og produksjon.

Så hvordan kan vi lagre sol og vind og hente energien frem igjen når det er overskyet og vindstille – uten å være avhengig av et utall enorme batterier?

Utnytter mikroskopiske hulrom

Et alternativ er å bruke fornybar elektrisitet til å spalte vann til hydrogen gjennom en prosess som heter elektrolyse.

– Hydrogen er en effektiv energibærer som er lett å transportere over store avstander sammenlignet med elektrisitet, der lange kabler fører til energitap, sier Fernø.

Martin Fernø tror hydrogen lagret i naturlige reservoarer kan bli en viktig del av fremtidens energisystem. (Foto: UiB)
Martin Fernø tror hydrogen lagret i naturlige reservoarer kan bli en viktig del av fremtidens energisystem. (Foto: UiB)

Professoren tror hydrogen blir en viktig del av fremtidens energimiks, og han er ikke alene om det.

– Hydrogen Council, der blant annet mange av verdens fremste energiprodusenter er representert, mener at hydrogen innen 2050 vil være en bærebjelke i et verdensomspennende system for omdanning og transport av bærekraftig energi, sier han.

Slår prognosene til, holder ikke dagens løsning med hydrogen på metalltanker. Da trenger vi pålitelige metoder for lagring av hydrogen i virkelig stor skala.

– Én mulighet er å gjøre mer av det vi gjorde i Østerrike. Vi kan pumpe hydrogen ned under bakken og inn i naturlig porøse geologiske formasjoner, der mikroskopiske hulrom lagrer gassen trygt til vi trenger den, sier Fernø.

Må forstå bakterievekst

I Østerrike lyktes forskerne med å hente opp igjen 82 prosent av hydrogenet fra sandsteinsformasjonene. Resten løste seg opp, ble fanget av omgivelsene gjennom det som kalles diffusjon, eller spist av bakterier.

– Bakterieveksten må vi forstå bedre og få kontroll på. Dette er tema for et oppfølgingsprosjekt i Østerrike, sier Fernø, som er eneste nordmann i prosjektet.

– Tap av hydrogen gjennom oppløsning eller diffusjon er mindre problematisk, det vil avta etter hvert som omgivelsene blir mettet. Tenk på tørkepapir eller bleier, det er grenser for hvor mye væske de kan ta opp før det er stopp, sier professoren; for tiden i pappapermisjon.

Låner fra kreftbehandling

Som ledd i UiBs forskningssatsing på fornybar energi, skal Fernø og kollegene forske på muligheter for hydrogenlagring i Norge. Da er det naturlig å undersøke norsk sokkel under Nordsjøen, hvor det finnes enorme naturlige reservoarer.

– Det vi har sett etter mange års forskning på lagring av en annen gass – CO2 – i naturlige reservoarer, er at det er ekstremt viktig å forstå samspillet mellom gassen og omgivelsene. Det samme gjelder åpenbart for hydrogen, sier Fernø.

Forskerne skal blant annet kartlegge hvordan hydrogen strømmer gjennom sandsteinsprøver. Til dette vil de bruke avansert medisinsk teknologi som er vanlig i kreftbehandling.

I forskningen på CO2-lagring har forskerne nemlig samarbeidet med Haukeland universitetssjukehus og PET-senteret i Bergen. Medisinsk visualisering som MR og PET-skanning har gitt svært nyttig innsikt i hvordan gassen oppfører seg under lagring.

– Vi vil nå forske på den viktigste forskjellen mellom lagring av hydrogen og lagring av CO2. For CO2 er reservoaret endestasjon. Hydrogenet må vi kunne hente opp igjen på en trygg og effektiv måte, sier Fernø.

Ja takk, begge deler!

Hydrogen produsert fra sol- eller vindkraft kalles gjerne grønn hydrogen. Fernø mener at hydrogen laget med naturgass som utgangspunkt – blå hydrogen – også kan bidra positivt til klimaregnskapet.

– Blå hydrogen gir reduksjon i utslipp av klimagass fordi hydrogen omdannet fra naturgass frigjør CO2 som kan fanges og lagres. Forskere fra Sintef har beregnet at utslippet fra produksjon av blå hydrogen blir like lavt som fra hydrogenproduksjon basert på strøm fra det norske kraftnettet.

– Omdanner du naturgass til hydrogen i et prosessanlegg, kan du fange all CO2-en på et sted. Det er litt lettere enn å løpe etter bilene med håven, mener professoren.

Han mener også det er et viktig poeng at hydrogen kan transporteres, lagres og forbrukes sammen med naturgass:

– Hvis britene bruker en blanding av norsk naturgass og blå eller grønn hydrogen når de lager fish’n’chips, blir CO2-utslippene lavere enn om de bruker bare naturgass. Hydrogen brenner som bare juling, men avgir ikke et gram CO2.

Viktig pionerforskning

Så langt er det forsket forsvinnende lite på hydrogenlagring i naturlige reservoarer, så her bedriver UiB pionerforskning i ordets rette forstand.

Fernø er ellers klar på at lagring under Nordsjøen bare er én av flere muligheter som må utforskes.

– Vi trenger ulike teknologier og metoder for lagring av hydrogen; fra enorme volum under bakken til små, mobile enheter, sier han, og legger til:

En viktig rolle for universitetene er å bidra med forskning som gir beslutningstakerne et solid, vitenskapelig fundament for å ta informerte beslutninger om hvordan vi bygger et effektivt og bærekraftig energisystem.

Referanse:

Underground Sun Storage (2018): «Publizierbarer Endbericht»